电源模块如何选型,有哪些选择原则?

发布时间:2019/6/4 16:06:51

电源模块是为电子设备提供电压转换的变换器,可以说是设备心脏,为自己产品选择合适的电源模块至关重要。但是市场上那么多供应商,种类和参数众多,根据什么原则来选择呢?


电源模块的选型原则如下:

1、需求参数

首先要确定自身产品对电源的要求,如输入输出、功率大小、工作温度、纹波噪音、待机功耗、保护功能、电磁兼容性等参数,然后确定是寻找市场上常规的还是需要定制的。


2、额定功率

一般建议实际使用功率是电源模块额定功率的30-80%为宜,这个功率范围内电源模块各方面性能发挥都比较充分且稳定可靠。一般负载太轻会造成资源浪费,太重则对温升、可靠性等不利。


3、封装形式

电源模块的封装形式多种多样,有符合国际标准的,非标准的也有。就同一公司产品而言,相同功率产品有不同封装,相同封装有不同功率,那么怎么选择封装形式呢?在一定功率下体积要尽量小,给系统预留更多空间和功能。尽量选择符合国际标准封装的产品,兼容性较好,不局限于一两个供货厂家。同时还应具有可扩展性,便于系统扩容和升级。选择一种封装,系统由于功能升级对电源功率的要求提高,电源模块封装依然不变,系统线路板设计可以不必改动。


4、温度范围

一般厂家的电源模块都有几个温度范围产品可供选用,如商业级、工业级、军用级等。在选择电源模块时要考虑实际需要的工作温度范围,因为温度等级不同材料和制造工艺不同,价格相差很大,更重要的是选择不当会影响系统可靠性。那么怎么选择工作温度呢?


一般可根据使用功率和封装形式选择,如果在体积一定的条件下实际使用功率已经接近额定功率,那么模块标称的温度范围就必须严格满足实际需要甚至略有裕量。或根据温度范围来选,如果由于成本考虑选择了较小温度范围的产品,但有时也有温度逼近极限的情况,怎么办呢?可以降额使用,即选择功率或封装更大一些的产品,这样大马拉小车,温升要低一些,能够从一定程度上缓解这一问题。


降额比例随功率等级不同而不同,一般50W以上为 3-10W/℃。总的来说,一是选择宽温度范围的产品,功率利用更充分,封装也更小一些,但价格较高。二是选择一般温度范围产品,价格低一些,功率裕量和封装形式就得大一些。


5、隔离电压

一般场合使用对电源模块隔离电压要求不是很高,但是更高的隔离电压可以保证模块具有更小的漏电流,更高的安全性和可靠性,并且EMC特性也更好一些,因此目前业界普遍的隔离电压水平为1500VDC以上。


6、保护功能

电源模块在预期有效时间内失效的主要原因是外部故障条件下损坏,而正常使用失效的机率是很低的。因此延长电源模块寿命,提高系统可靠性的重要一环是选择保护功能完善的产品。当电源模块外部电路出现故障时,能够自动进入保护状态而不至于失效,外部故障消失后应能自动恢复正常。电源模块的保护功能应至少包括输入过压、欠压、软启动保护,输出过压、过流、过热、短路保护等。


7、功耗和效率

根据公式,其中Pin、Pout、P耗分别为电源模块输入、输出功率和自身功率损耗。由此可以看出,输出功率一定条件下,模块损耗P耗越小,则效率越高,温升就低,寿命更长。除了满载正常损耗外,还有两个损耗值得注意,空载损耗和短路损耗,这两个损耗越小,表明模块效率越高,特别是短路未能及时采取措施的情况下,可能持续较长时间,短路损耗越小则因此失效的机率也大大减小。


购买模块电源产品的四大原则:

1、采购方便货期短原则

尽量选择一些量大、容易买到的、供货期短的产品。

2、高性价比原则

在功能、性能、使用率相近的情况下,尽量选择价格比较好的,可降低成本。

3、持续发展原则

在一段时间不会停产的产品,可以保证长期稳定的供货。

4、可替代原则

尽量选择兼容性好,国际标准引脚的电源模块产品。


有失效分析资料表明,有部分电源模块失效并不是因为可靠性不高,而是使用者对电源的选择不当或使用有误造成的。本文在电源模块选型的功率、封装、工作温度、隔离电压、保护功能、功耗、效率等做出分析及选择介绍,希望对大家有帮助。

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