直通車:直擊直流電源模塊的設計“壁壘”
發布時間:2015-04-14 責任編輯:echolady
【導讀】電路設計一直都是工程師必備課程,直流電源模塊的設計一直都是困擾工程師的難點,因為在設計過程有兩個“壁壘”,一(yi)是(shi)熱(re)處(chu)理(li),二(er)是(shi)電(dian)流(liu)最(zui)大(da)化(hua)。這(zhe)兩(liang)個(ge)難(nan)點(dian)隻(zhi)要(yao)處(chu)理(li)成(cheng)功(gong),那(na)麼(me)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)的(de)設(she)計(ji)就(jiu)不(bu)是(shi)問(wen)題(ti)了(le),下(xia)麵(mian)我(wo)們(men)一(yi)起(qi)直(zhi)擊(ji)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)的(de)設(she)計(ji)難(nan)點(dian)。
1、熱處理
它(ta)給(gei)很(hen)多(duo)電(dian)源(yuan)廠(chang)家(jia)玩(wan)文(wen)字(zi)遊(you)戲(xi)的(de)空(kong)間(jian),因(yin)為(wei)熱(re)處(chu)理(li)是(shi)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)設(she)計(ji)中(zhong)最(zui)大(da)的(de)局(ju)限(xian)性(xing)所(suo)在(zai),也(ye)是(shi)最(zui)容(rong)易(yi)被(bei)用(yong)戶(hu)所(suo)忽(hu)略(lve)的(de)地(di)方(fang)。大(da)家(jia)都(dou)知(zhi)道(dao),工(gong)業(ye)級(ji)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)跟(gen)軍(jun)品(pin)模(mo)塊(kuai)的(de)最(zui)大(da)區(qu)別(bie)就(jiu)在(zai)於(yu)工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du),工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)又(you)分(fen)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)和(he)元(yuan)器(qi)件(jian)溫(wen)度(du)。以(yi)元(yuan)器(qi)件(jian)溫(wen)度(du)來(lai)說(shuo),行(xing)業(ye)共(gong)識(shi)是(shi)最(zui)高(gao)隻(zhi)能(neng)達(da)到(dao)125攝氏度;而環境溫度比較合理的標注應該是-45到+85攝氏度(當然,並不是所有的電源廠家都能做到這一點,但頂級電源供應商都能做到),遊戲開始了:前段時間有個案子,客戶問我說怎麼你們的工作溫度這麼窄(-40到+85)?說是誰誰的模塊可以做到120度雲雲,費了我好大的功夫才給客戶解釋清楚!遊戲二:淡化處理“功率將額”,zhayikan,liangkuanchanpinshejiguigeyimoyiyang,haoxiangzhinengkanshuijiagezuodegengdile。qishiburan,renhebiaozhundechanpinguigeshuzuihoudouhuiyoujiangequxiantu,henrongyikeyibijiaochuyoulie。jugelizi:A、C兩款1/4磚模塊,設計均為1.8V@80A,但通過比較將額曲線發現,在50攝氏度300LFM同等環境下,C模塊仍輸出80A而A模塊隻能輸出75A。可別小看了這5安培,在某些時候會造成整個係統DOWN機。
其實我們也可以一目了然地分出優劣。下麵是兩款產品的熱成像圖(輸入48VDC,輸出3.3V @ 35A,溫度25°C,氣流200LFM)。但是看DATASHEET其實是看不出來的。


圖1:熱成像對比圖
[page] 2、電流最大化
電流最大化跟熱處理緊密相關。大電流的最大局限就在散熱,采用雙排針腳也是因為這個原因。
可(ke)能(neng)有(you)人(ren)會(hui)說(shuo)客(ke)戶(hu)實(shi)際(ji)上(shang)用(yong)不(bu)了(le)這(zhe)麼(me)大(da)的(de)電(dian)流(liu),做(zuo)大(da)了(le)價(jia)格(ge)會(hui)上(shang)升(sheng)反(fan)而(er)會(hui)不(bu)容(rong)易(yi)銷(xiao)售(shou),而(er)且(qie),很(hen)多(duo)客(ke)戶(hu)可(ke)以(yi)接(jie)受(shou)幾(ji)塊(kuai)並(bing)聯(lian)。其(qi)實(shi)這(zhe)不(bu)矛(mao)盾(dun),從(cong)通(tong)信(xin)行(xing)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)來(lai)看(kan),終(zhong)端(duan)設(she)備(bei)都(dou)在(zai)朝(chao)著(zhe)小(xiao)巧(qiao)型(xing)發(fa)展(zhan),這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)配(pei)套(tao)的(de)電(dian)源(yuan)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)更(geng)高(gao)。大(da)功(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)應(ying)該(gai)被(bei)看(kan)作(zuo)是(shi)下(xia)一(yi)代(dai)產(chan)品(pin),目(mu)前(qian)還(hai)在(zai)用(yong)的(de)幾(ji)塊(kuai)並(bing)聯(lian)實(shi)現(xian)大(da)電(dian)流(liu)輸(shu)出(chu)將(jiang)逐(zhu)漸(jian)被(bei)大(da)電(dian)流(liu)模(mo)塊(kuai)所(suo)替(ti)代(dai)。
還是要再次強調功率將額問題。下圖為(1)所提及的將額曲線,1/4磚80A是時下非常熱銷的一款產品,兩家公司產品都號稱在1.8V時可最大輸出80A,筆者摘取了兩家公司網站上產品資料的將額曲線圖。各位可以比較下這個點:50攝氏度,氣流300LFM,看看其輸出電流是否一樣呢?


圖2:將額曲線對比圖
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