模塊電源是一種開關(guān)模式電源的高度集成封裝模塊,體積特別小,能夠直接焊接在電路板上,用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為想要的輸出電壓。與只在芯片上集成控制器和電源開關(guān)的開關(guān)穩(wěn)壓器IC相比,模塊電源還可以集成無數(shù)個無源組件。
把組件高度集成,才能削減模塊電源尺寸。開關(guān)穩(wěn)壓器自己會產(chǎn)生輻射EMI,在相對較高的頻率工作時必要高dI/dt。在醫(yī)療設(shè)備、RF收發(fā)器以及測試和測量體系中,通常強制要求EMI合規(guī),這也是旌旗燈號處理領(lǐng)域的一項關(guān)鍵設(shè)計挑釁。假如體系未能達(dá)到EMI合規(guī)要求,或者開關(guān)穩(wěn)壓器會影響到高速數(shù)字或RF旌旗燈號的完備性,則必要進(jìn)行調(diào)試和重新設(shè)計,如許不僅會延伸設(shè)計周期,還要重新進(jìn)行評估,從而導(dǎo)致成本增長。在更密集的PCB布局中,DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器一樣平常特別很是接近噪聲敏感型元件和旌旗燈號路徑,這更有可能產(chǎn)生噪聲。
與其依靠于繁瑣的EMI緩解技術(shù),例如降低開關(guān)頻率、在PCB上添加濾波電路或安裝屏蔽,更好的方法是從源頭克制噪聲,即DC-DC硅芯片自己。為了實現(xiàn)更緊湊的DC-DC解決方案,可以將所有組件,包括MOSFET、電感、DC-DC IC,以及所有支撐型組件集成到一個類似于表貼IC的微型超模壓塑封裝中。除了能夠?qū)崿F(xiàn)更恬靜的DC-DC轉(zhuǎn)換,知足大部分EMI合規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求,以及實現(xiàn)小尺寸之外,還必要盡可能削減PCB上輸出電容等其他組件的數(shù)量,這點至關(guān)緊張。通過采用快速瞬態(tài)相應(yīng)DC-DC調(diào)節(jié)器,可以降低對輸出電容的依靠。這意味著通過優(yōu)化內(nèi)部反饋環(huán)路補償,可在多種工作條件下提供充足的穩(wěn)固性裕量,支撐各種輸出電容,從而簡化團(tuán)體設(shè)計。
并非始終能夠集成所有外部組件。緣故原由如下:某些設(shè)置(例如開關(guān)頻率或軟啟動時間)應(yīng)該是可調(diào)的,必須向電路發(fā)出指令。這些操作可以通過數(shù)字化體例完成網(wǎng)絡(luò)營銷,但是這可能意味著在體系中使用微控制器和非易失性存儲,并支撐響應(yīng)成本。解決這個題目的一種常見方法是使用外部無源組件來實現(xiàn)這些設(shè)置。
輸入和輸出電容通常被集成到模塊電源中,但偶然候必要從外部連接。通過使用一個外部電阻來設(shè)置所需的輸出電壓,可以削減類型數(shù)量,并為應(yīng)用提供肯定的天真性。假如不必要軟啟動,則無需將電容連接到響應(yīng)的引腳上。所有這些功能結(jié)合起來,就能夠在極小的電路板面積內(nèi)實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換,采用最少數(shù)量的必需組件布局。
對于小型電源,能否提供極高轉(zhuǎn)換服從至關(guān)緊張,否則可能會碰到散熱題目。高度集成的模塊電源不僅可用于簡化開關(guān)電源的設(shè)計,還可用于在極小的空間內(nèi)實現(xiàn)高效的電壓轉(zhuǎn)換。