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2023-4-27 閱讀(324)
請(qǐng)聽聽東莞市廣聯(lián)為您介紹AC1258德國(guó)IFM電源模塊有什么作用,？
IFM電源模塊是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應(yīng)器,，其特點(diǎn)是可為專用集成電路（ASIC）,、數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP)、微處理器,、存儲(chǔ)器,、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA) 及其他數(shù)字或模擬負(fù)載提供供電。一般來(lái)說(shuō),，這類模塊稱為負(fù)載 (POL) 電源供應(yīng)系統(tǒng)或使用點(diǎn)電源供應(yīng)系統(tǒng) (PUPS),。由于模塊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)甚多，因此模塊電源廣泛用于交換設(shè)備,、接入設(shè)備,、移動(dòng)通訊、微波通訊以及光傳輸,、路由器等通信領(lǐng)域和汽車電子,、航空航天等。
一般來(lái)說(shuō),，這類模塊稱為負(fù)載 (POL) 電源供應(yīng)系統(tǒng)或使用點(diǎn)電源供應(yīng)系統(tǒng) (PUPS),。由于模塊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)甚多，因此IFM模塊電源廣泛用于交換設(shè)備,、接入設(shè)備,、移動(dòng)通訊、微波通訊以及光傳輸,、路由器等通信領(lǐng)域和汽車電子,、航空航天等。
尤其近幾年由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展和分布式供電系統(tǒng)的不斷推廣,模塊電源的增幅已經(jīng)超出了一次電源,。模塊電源具有隔離作用,，抗干擾能力強(qiáng)，自帶保護(hù)功能,，便于集成,。隨著半導(dǎo)體工藝、封裝技術(shù)和高頻軟開關(guān)的大量使用,模塊電源功率密度越來(lái)越大,轉(zhuǎn)換效率越來(lái)越高,應(yīng)用也越來(lái)越簡(jiǎn)單,。
人們?cè)陂_關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域是邊開發(fā)相關(guān)的電力電子器件,，邊開發(fā)開關(guān)變頻技術(shù)，兩者相互促進(jìn)推動(dòng)著開關(guān)電源每年以超過(guò)兩位數(shù)字的增長(zhǎng)率向著輕,、小,、薄,、低噪聲、高可靠,、抗干擾的方向發(fā)展,。開關(guān)電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類,，DC/DC變換器現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)模塊化,，且設(shè)計(jì)技術(shù)及生產(chǎn)工藝在國(guó)內(nèi)外均已成熟和標(biāo)準(zhǔn)化，并已得到用戶的認(rèn)可,，但AC/DC的模塊化,，因其自身的特性使得在模塊化的進(jìn)程中，遇到較為復(fù)雜的技術(shù)和工藝制造問題,。
按現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域,，我們把IFM電源模塊劃分如下：
綠色電源模塊
高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會(huì),同時(shí)也促進(jìn)了電源模塊技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計(jì)算機(jī)全面采用了開關(guān)電源,完成計(jì)算機(jī)電源換代,。接著開關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)入了電子,、電器設(shè)備領(lǐng)域。
計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源模塊,。綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無(wú)害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品,，綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署1992年6月17日“能源之星"計(jì)劃規(guī)定,桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的外圍設(shè)備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目 前效率為75%的200瓦開關(guān)電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源,。
通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動(dòng)了通信電源的發(fā)展,。高頻小型化的開關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領(lǐng)域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源,。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標(biāo)稱值為48V的直流電源,。當(dāng)前在程控交換機(jī)用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關(guān)電源取代,高頻開關(guān)電源(也稱為開關(guān)型整流器SMR)通過(guò)MOSFET或IGBT的高頻工作,開關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大,單機(jī)容量己從48V/12.5A,、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A,、48V/400A。
因通信設(shè)備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗,、方便維護(hù),且安裝,、增加非常方便。一般都可直接裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上,對(duì)二次電源的要求是高功率密度,。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加,。
電源的電磁干擾水平是設(shè)計(jì)中最難的部分，設(shè)計(jì)人員能做的最多就是在設(shè)計(jì)中進(jìn)行充分考慮,，尤其在布局時(shí),。由于直流到直流的轉(zhuǎn)換器很常用，所以硬件工程師或多或少都會(huì)接觸到相關(guān)的工作,，本文中我們將考慮與低電磁干擾設(shè)計(jì)相關(guān)的兩種常見的折中方案,。
電源設(shè)計(jì)中即使是普通的直流到直流開關(guān)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)都會(huì)出現(xiàn)一系列問題,，尤其在高功率電源設(shè)計(jì)中更是如此。除功能性考慮以外,，工程師必須保證設(shè)計(jì)的魯棒性,，以符合成本目標(biāo)要求以及熱性能和空間限制，當(dāng)然同時(shí)還要保證設(shè)計(jì)的進(jìn)度,。另外,，出于產(chǎn)品規(guī)范和系統(tǒng)性能的考慮，電源產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)必須足夠低,。不過(guò),，電源的電磁干擾水平卻是設(shè)計(jì)中最難精確預(yù)計(jì)的項(xiàng)目。有些人甚至認(rèn)為這簡(jiǎn)直是不可能的,，設(shè)計(jì)人員能做的最多就是在設(shè)計(jì)中進(jìn)行充分考慮,，尤其在布局時(shí)。
盡管本文所討論的原理適用于廣泛的電源設(shè)計(jì),，但我們?cè)诖酥魂P(guān)注直流到直流的轉(zhuǎn)換器,，因?yàn)樗膽?yīng)用相當(dāng)廣泛，幾乎每一位硬件工程師都會(huì)接觸到與它相關(guān)的工作,，說(shuō)不定什么時(shí)候就必須設(shè)計(jì)一個(gè)電源轉(zhuǎn)換器,。本文中我們將考慮與低電磁干擾設(shè)計(jì)相關(guān)的兩種常見的折中方案;熱性能、電磁干擾以及與PCB布局和電磁干擾相關(guān)的方案尺寸等,。文中我們將使用一個(gè)簡(jiǎn)單的降壓轉(zhuǎn)換器做例子,。
恰當(dāng)放置高頻輸入和輸出電容器的重要性常被忽略。若干年以前,，我所在的公司曾把我們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)讓給國(guó)外制造商,。結(jié)果，我的工作職責(zé)也發(fā)生了很大變化,，我成了一名顧問,，幫助電源設(shè)計(jì)新手解決文中提到的一系列需要權(quán)衡的事宜及其他眾多問題。這里有一個(gè)含有集成鎮(zhèn)流器的離線式開關(guān)的設(shè)計(jì)例子：設(shè)計(jì)人員希望降低最終功率級(jí)中的電磁干擾,。我只是簡(jiǎn)單地將高頻輸出電容器移動(dòng)到更靠近輸出級(jí)的位置,，其回路面積就大約只剩原來(lái)的一半，而電磁干擾就降低了約 6dB,。而這位設(shè)計(jì)者顯然不太懂得其中的道理,，他稱那個(gè)電容為“魔法帽子"，而事實(shí)上我們只是減小了開關(guān)節(jié)點(diǎn)的回路面積,。
還有一點(diǎn)至重要的,，新改進(jìn)的電路產(chǎn)生的問題可能比原先的還要嚴(yán)重。換句話說(shuō),，盡管延長(zhǎng)過(guò)渡時(shí)間可以減少電磁干擾,，但其引起的熱效應(yīng)也隨之成為重要的問題,。有一種控制電磁干擾的方法是用全集成電源模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的直流到直流轉(zhuǎn)換器。電源模塊是含有全集成功率晶體管和電感的開關(guān)穩(wěn)壓器,，它和線性穩(wěn)壓器一樣可以很輕松地融入系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,。模塊開關(guān)節(jié)點(diǎn)的回路面積遠(yuǎn)小于相似尺寸的穩(wěn)壓器或控制器，電源模塊并不是新生事物,，它的面世已經(jīng)有一段時(shí)間了,，但是，由于一系列問題,，模塊仍無(wú)法有效散熱,，且一經(jīng)安裝后就無(wú)法更改,。
