电源模块选型指导

tick_tock · 发表于 2023-2-24 09:45

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1.电源模块选型指导

首先确定电源的规格，按照需求的指标进行筛选，确定使用标准电源模块还是需要定制电源。

第一步，选择电源模块的输入电压。

第二步，选择电源模块的输出电压及功率。

电源模块最好应用在标称满负荷的 30%-80%功率条件下，前提条件是在常温情况，如果设计中考虑到高温环境和低温环境，还需要考虑到温度降额要求。选择合适的输出功率是设计成功的关键因素之一，过大或过小的电流均会导致较低的可靠性和过高的成本。输出电压常见规格有 3.3V，5V，9V，12V，15V，24V，±5V，±12V，±15V 等。

第三步，选择输出负载类型。

输出电压的类型是由输出负载决定，如 485、CAN 通信总线 IC 对电源精度要求不高的场合，可选择非稳压输出系列的模块；对于传感器、高精度的运放、 A/D、D/A 等芯片对电源精度和纹波噪声较敏感的器件应选择稳压输出系列的模块（IB、IE、IF 系列）

第四步，选择电源模块的隔离性质。

隔离特性，使模块的输入与输出完全为两个独立的（不共地）电源。在工业总线系统中，面临恶劣环境（雷击、电弧干扰）时进行安全隔离，也能起到消除接地环路的作用；在混合电路中，实现敏感模拟电路和数字电路的噪声隔离；在多电压供电系统中实现电压的转换。对于双路输出的产品，需确定输出的两路是否需要隔离，如果需要隔离，需要选用双隔离双输出产品。按照隔离强度，电源分为 1000VDC/1500VDC/2000VDC/3000VDC/3500VDC/4200VDC/6000VDC 隔离等。

第五步，选择电源模块的封装尺寸。目前常见的封装分为 SIP、DIP、SMD、DFN 四种，尺寸大小详见各产品的技术手册。选择哪种类型主要由系统设计的实际空间尺寸、采用的生产工艺和现场使用环境来决定，如使用在汽车系统上，应选择 DIP 或者 SMD 封装的产品，其抗振动的性能更好。

1.2 系统配电设计

系统配电的设计往往要结合产品的特性和电路的需求进行多次优化，准确评估实际电路的工作参数和环境参数，有助于我们更为精确地选择合适的模块电源。

第一步，外界因素

环境温度会对电源模块及其外接元件有一定的影响，电源模块在应用时可能处于高温、低温或高低温循环变化环境中（如：机舱、船舱等），我们应详细了解在环境条件变化情况下电源模块相应参数的变化，以便保证在实际环境中满足其要求。需要注意的是：电源模块工作的环境温度，不是指当时的气温，而是设备机壳内的空间温度；由于存在许多发热器件，通常机壳内温度比周边环境气温要高。

特别在高温时模块大幅度降额，设计时要考虑足够余量，且外围器件应选择高低温特性较好的电解电容为宜。因为在高温下，电容的内压增大，容易导致失效，请参照所使用电容的规格书正确使用。

在有电弧、静电放电、不稳定交流电网、启动开关、继电器、雷击等干扰的环境，输入电压和电流可能会远远超过模块的承受范围，导致模块永久性损坏和负载电路的瘫痪，这时要适当添加保护电路，确保电源安全工作。