我們?cè)谶x擇電源上，常常把重心放在參數(shù)與性能上，容易忽視這是通用型設(shè)計(jì)。電源模塊本身的可靠性很重要，但事實(shí)上，由于電源系統(tǒng)工作環(huán)境的復(fù)雜性，如果沒有可靠的系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)，電源最終會(huì)失效。下面介紹電源系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的幾種常見方法和注意事項(xiàng)。
1、冗余設(shè)計(jì)，要求即使電源模塊在故障損壞時(shí)，系統(tǒng)也不能斷電。這時(shí)，我們可以采用冗余電源來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性。如下圖所示，當(dāng)一個(gè)電源模塊損壞時(shí)，另一個(gè)模塊可以繼續(xù)供電。
注：D1、 D2建議使用低壓降的肖特基二極管，以避免二極管的壓降影響后端系統(tǒng)的運(yùn)行，并注意選擇耐壓高于輸出電壓的二極管。這種方法會(huì)產(chǎn)生額外的紋波噪聲，需要一個(gè)外部電容來(lái)降低紋波或增加一個(gè)濾波電路。
2、降額設(shè)計(jì)，眾所周知，電源長(zhǎng)時(shí)間滿載會(huì)縮短其使用壽命，降額設(shè)計(jì)可以有效提高電源的使用壽命，但當(dāng)負(fù)載過輕時(shí)，電源的性能無(wú)法在最佳狀態(tài)下工作。高能立方ACDC模塊電源建議在30%~80%的負(fù)載范圍內(nèi)使用，各方面性能最好。
3、外圍保護(hù)設(shè)計(jì)合理，電源模塊應(yīng)用范圍廣，應(yīng)用環(huán)境要求不盡相同。由于其通用設(shè)計(jì)，AC-DC模塊電源只能滿足一般通用要求。因此，當(dāng)客戶的應(yīng)用環(huán)境要求較高時(shí)，有必要添加適當(dāng)?shù)耐鈬娐穪?lái)提高電源的可靠性。
4、散熱設(shè)計(jì)，工業(yè)電源模塊約15%的損壞是由于散熱不良引起的。電源正在向小型化和集成化發(fā)展，在許多應(yīng)用中，電源在封閉環(huán)境中持續(xù)工作，如果積聚的熱量無(wú)法散發(fā)，電源內(nèi)部的設(shè)備可能會(huì)因熱應(yīng)力過大而損壞。常用的冷卻方法是自然風(fēng)冷、散熱器和強(qiáng)制冷卻風(fēng)扇。
熱設(shè)計(jì)的一些經(jīng)驗(yàn)分享如下：
1、電源模塊的對(duì)流通風(fēng)。對(duì)于依靠自然對(duì)流和熱輻射散熱的電源，周圍環(huán)境必須便于對(duì)流通風(fēng)，并且周圍沒有便于空氣流通的大型設(shè)備。
2、放置加熱裝置。如果系統(tǒng)中有多個(gè)加熱源，如多個(gè)模塊電源，它們應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離彼此，以避免因它們之間的熱輻射傳遞而導(dǎo)致過熱。
3、PCB板設(shè)計(jì)合理，PCB板提供了一種散熱方式，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該更多的考慮散熱方式。例如增加主電路的銅面積，降低印刷電路板上元件的密度，提高模塊的散熱面積和通道。
4、對(duì)于封裝尺寸和散熱面積較大且功率相同的電源，如果可能，請(qǐng)選擇較大的封裝和散熱面積較大的散熱器，或者使用散熱膏將電源模塊外殼與機(jī)箱連接起來(lái)。這樣，模塊具有更大的散熱面積，使得散熱更快，內(nèi)部溫度更低，并且電源的可靠性自然更高。
5、匹配設(shè)計(jì)、安全設(shè)計(jì)，電源的輸入接線應(yīng)盡可能保持平直，以免形成環(huán)形天線吸引外部輻射干擾。同時(shí)，根據(jù)UL60950的安全要求，輸入線和輸出線需要保持適當(dāng)?shù)木嚯x，以避免耐壓失效。此外，電源底板下禁止布線，尤其是信號(hào)線，電源變壓器的電磁線會(huì)干擾信號(hào)。應(yīng)注意一次電源和二次電源之間以及電源和系統(tǒng)工作頻率之間的倍頻錯(cuò)開，以避免它們之間的系統(tǒng)匹配問題。
ACDC電源模塊的可靠應(yīng)用需要電源制造商提供高質(zhì)量的電源，以及工程師合理的應(yīng)用設(shè)計(jì)。只有兼顧設(shè)計(jì)和應(yīng)用，才能最終獲得可靠的供電系統(tǒng)。
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