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电源模块设计分析电源模块设计分析
作者: Ramesh Khanna 美国国家半导体首席应用技术工程师
图1:电源供应 电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器 (参看图1), 其特点是可为特 殊应用集成电路(ASIC)、数字信号处理器 (DSP)、微处理器、存储器、现场可编 程门阵列 (FPGA) 及其他数字或模拟负载提供供电。一般来说,这类模块称为负载 点电源供应系统 (POL) 或使用点电源供应系统 (PUPS)。由于模块式结构的优点甚 多,因此高性能电信、网络联系及数据通信等系统都广泛采用各种模块。虽然采用 模块有很多优点,但工程师设计电源模块以至大部分板上直流/直流转换器时,往往 忽略可靠性及测量方面的问题。下文将会审视这些问题,并分别提出相关的解决方 案。 采用电源模块的优点 目前不同的供应商在市场上推出多种不同的电源模块,而不同产品的输入电压、输 出功率、功能及拓扑结构等都各不相同。采用电源模块可以节省开发时间,使产品 可以更快推出市场,因此电源模块比集成式的解决方案优胜。电源模块还有以下多 个优点:
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每一模块可以分别加以严格测试,以确保其高度可靠,其中包括通电 测试,以 便剔除不合规格的产品。相较之下,集成式的解决方案便较难测试,因为整个供 电系统与电路上的其他功能系统紧密联系一起。 不同的供应商可以按照现有的技术标准设计同一大小的模块, 为设计电源供应器 的工程师提供多种不同的选择。 每一模块的设计及测试都按照标准性能的规定进行, 有助减少采用新技术所承受 的风险 若采用集成式的解决方案, 一旦电源供应系统出现问题, 便需要将整块主机板更 换;若采用模块式的设计,只要将问题模块更换便可,这样有助节省成本及开发 时间
经常被忽略的电源模块设计问题 虽然采用模块式的设计有以上的多个优点, 但模块式设计以至板上直流/直流转换器 设计也有本身的问