【導(dǎo)讀】電路設(shè)計(jì)一直都是工程師必備課程，直流電源模塊的設(shè)計(jì)一直都是困擾工程師的難點(diǎn)，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過程有兩個(gè)“壁壘”，一是熱處理，二是電流最大化。這兩個(gè)難點(diǎn)只要處理成功，那么直流電源模塊的設(shè)計(jì)就不是問題了，下面我們一起直擊直流電源模塊的設(shè)計(jì)難點(diǎn)。
1、熱處理
它給很多電源廠家玩文字游戲的空間，因?yàn)闊崽幚硎请娫茨K設(shè)計(jì)中最大的局限性所在，也是最容易被用戶所忽略的地方。大家都知道，工業(yè)級(jí)電源模塊跟軍品模塊的最大區(qū)別就在于工作溫度，工作溫度又分環(huán)境溫度和元器件溫度。以元器件溫度來(lái)說(shuō)，行業(yè)共識(shí)是最高只能達(dá)到125攝氏度;而環(huán)境溫度比較合理的標(biāo)注應(yīng)該是-45到+85攝氏度(當(dāng)然，并不是所有的電源廠家都能做到這一點(diǎn)，但頂級(jí)電源供應(yīng)商都能做到)，游戲開始了：前段時(shí)間有個(gè)案子，客戶問我說(shuō)怎么你們的工作溫度這么窄(-40到+85)?說(shuō)是誰(shuí)誰(shuí)的模塊可以做到120度云云，費(fèi)了我好大的功夫才給客戶解釋清楚!游戲二：淡化處理“功率將額”，乍一看，兩款產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)格一模一樣，好像只能看誰(shuí)價(jià)格做得更低了。其實(shí)不然，任何標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品規(guī)格書最后都會(huì)有將額曲線圖，很容易可以比較出優(yōu)劣。舉個(gè)例子：A、C兩款1/4磚模塊,設(shè)計(jì)均為1.8V@80A,但通過比較將額曲線發(fā)現(xiàn)，在50攝氏度300LFM同等環(huán)境下，C模塊仍輸出80A而A模塊只能輸出75A。可別小看了這5安培，在某些時(shí)候會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)DOWN機(jī)。
其實(shí)我們也可以一目了然地分出優(yōu)劣。下面是兩款產(chǎn)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(shí)是看不出來(lái)的。
圖1：熱成像對(duì)比圖
[page] 2、電流最大化
電流最大化跟熱處理緊密相關(guān)。大電流的最大局限就在散熱，采用雙排針腳也是因?yàn)檫@個(gè)原因。
可能有人會(huì)說(shuō)客戶實(shí)際上用不了這么大的電流，做大了價(jià)格會(huì)上升反而會(huì)不容易銷售，而且，很多客戶可以接受幾塊并聯(lián)。其實(shí)這不矛盾，從通信行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，終端設(shè)備都在朝著小巧型發(fā)展，這就要求配套的電源功率密度更高。大功率模塊電源應(yīng)該被看作是下一代產(chǎn)品，目前還在用的幾塊并聯(lián)實(shí)現(xiàn)大電流輸出將逐漸被大電流模塊所替代。
還是要再次強(qiáng)調(diào)功率將額問題。下圖為(1)所提及的將額曲線，1/4磚80A是時(shí)下非常熱銷的一款產(chǎn)品，兩家公司產(chǎn)品都號(hào)稱在1.8V時(shí)可最大輸出80A，筆者摘取了兩家公司網(wǎng)站上產(chǎn)品資料的將額曲線圖。各位可以比較下這個(gè)點(diǎn)：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(duì)比圖
相關(guān)閱讀：
案例解析：遠(yuǎn)程直流電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
DIY：可從0瓦調(diào)起的線性直流電源設(shè)計(jì)
周教授分享：23V/3A直流電源設(shè)計(jì)方案
