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电源模块范文第1篇
板级电源设计的成熟度和可靠度直接影响着电子产品的稳定性。在设计复杂的板级DC/DC时，为了减小设计风险，提高设计成熟度，加快开发一次成功率，越来越多的方案引入了DC/DC电源模块。目前主流的DE/DC模块电源生产商主要分为DOSA联盟和POLA联盟两大阵营。
POLA模块是非开放标准的设计，所以要深入分析电路有一定难度。但是考虑到POLA模块电源的电路设计基本相同，所以笔者以PTH03030 POLA模块电路为例，对其电路设计进行了深度剖析。
PTH03030模块电源总体架构分析
PTH03030模块电源是一种非隔离的POLA电源，可输出30A电流，模块面积大约9cm2，采用PCB多层板设计，可以满足目前高密度板级电源的应用需求。例如多处理器、高速DSP系统等。
PTH03030模块采用高密度的双面-表贴设计，通过一个外接的电阻实现输出电压在0.8～2.5V之内可调，输出效率可以达到93％，工作温度范围为-40～+85℃。
PTH03030模块的产品外观如图1所示。
PTH03030模块的系统结构如图2所示。其中，自动电压跟踪模块能够跟踪电源电压的卜下电时序，实现输出电压时序控制；也可以实现成多个POLA模块的输㈩电压互相追踪，或者共同追踪外部电压的上下电时序。这个特点非常适合系统中需要多个电压供电且对于上电先后顺序有严格要求的板级电源设计方案。
ON/OFF使能模块用于控制模块电源的输出，在需要单独关闭部分板级电略功能的场合非常适用。
电压输出微调模块支持输出电压降检测和补偿调节。该模块还具有输出电压正偏或负偏的微调控制功能，可以使用在系统微调测试的场合。
PTH03030模块保护功能比较齐全，可以实现过温保护、过流保护、欠压锁定保护。
PWM BUCK控制模块设计分析
PTH03030H模块的降压PWM控制模块(U3)的局部电路如图3所示。
U3控制器内部主要有基准电源电路、软启动电路、30IkHz振荡电路、充电泵电路、过流检测电路等。
U3内部有0.8V的基准电源，用来和输出电压的反馈端于PWM_FB进行环路反馈比较。主流POLA模块电源的输出电压最低值是0.8V。
U3的软启动电路可控制上电速率，软启动延时时间大约为5～10ms，整个上电过程在15ms完成，典型软启动时间为6.5ms。在软启动功能运行时，TRACK管脚必须连接输入电源电压管脚，屏蔽POLA模块的自动电压跟踪功能。此时，模块电源的上电受内部的软启动上电模块控制。
U3内部的充电泵电路主要通过外接C20电容实现低输入电压的提升，满足内部部分电路高电压的要求。在3.3V输入的条件下，需要C20启动内部充电泵，在5V输入条件下，C20泵电容可以不接。
U3内置的过流检测电路可检测上臂MOSFET的导通电阻RDS(ON)上的电流。如果流过上臂MOSFE7的电路超过阈值，其管压降超过R12电路的压降，导致U]内部的过流比较器翻转，关断PWM输出，实现过流保护。
实际测试小，R12的电压设定在160mV左右，对应45A的过流保护阈值。如果需要实现不同的过流保护阈值，只需要更改R12的电阻值即可。
MOSFET功率模块分析
MOSFET功率模块的电路如图4所示。其中，Ul为MOSFET驱动IC，采用TI公司的TPS2834，可实现同步整流MOSFET并联对管的驱动。U1的第2管脚接PWM单路输入，经过内部的双路移相后，输出驱动后级同步整流上臂MOSFETQ2、Q3和下臂MOSFETQ1、Q4。
TPS2834的输出驱动特性比较优异，在输入3.3V，输出0.8V，满载30A负载电流时，MOSFET的驱动波形非常理想，无明显的振铃现象，TPS2834良好的MOSFET驱动特性保证了PTH03030可实现高达90％以上的转换效率。
DT管脚就是上下臂MOSFE了的死区控制管脚，连接到上下臂MOSFE了的中点，可防止出现上下臂MOSFET由于关断延时而瞬时直通造成的过流隐患。
升压模块分析
升压电路出U2及其电路组成(见图5)。U2是一款SOT-23封装的升压控制器，内置MOSFET，可极大地简化升压模块的电路，实现高密度的模块应用。
U2的开关频率最大可以达到1MHz，在输出相同电流的条件下，可以极大减小升压电感的体积和输出滤波电容的容量和个数。升压控制器内置过流保护功能，当升压输出电流达到400mA时，进入过流保护，使升压芯片不受进一步的损坏。
PTH03030模块的升压电压为6.5V，实际测试最高可以达到28V的升压出，升压后的电源提供整个模块的MOSFET驱动IC UI，电压跟踪比较运放的供电。
自动电压跟踪模块分析
PTH03030模块的一个主要特点就是支持自动电压跟踪控制，由施加参考电压在TRACK来实现。施加在TRACK脚上的电压和输出电压通过模块的低电压运算放大器进行实时误差比较放大，误差比较电压经下一级的电压缓冲后，直接控制PWM控制器的FB反馈电压。只要运放的输出响应足够快，就能保证PTH030]0的输出电压和TRA CK电压精密跟随上下电的电压输出时序。
自动电压跟踪功能典型应用电路如图6所示，2个模块的TRACK管脚一起连接到Q1的D级。系统上电时，控制电平为低电平，Q1关断，TRACK管脚电压上升，上下两块POLA模块的输出电压跟随了RACK脚电压同步上升，当模块达到各自的输出电压设定值时，电压自动跟踪完成，模块各自达到设定点，完成时序上电控制。当需要系统下电时，控制电平转为高电平，Ql导通，了RACK电压下降，模块输出跟踪下降。
的微调电压分压，可实现输出电压的正偏移输出，负偏电压微调输出同理。
保护功能模块分析
PTH03030模块的全局过温保护电路如图8所示。U4是一款SOT-23封装的温度传感器IC，通过和电路配合可以实现模块的过温保护输出微调模块分析
PT1103030模块的微调模块外部应用电路如图7所示。模块的微调输出电压正／负偏输出的控制脚分别是9和10脚，正偏微调电阻Ru，通过场效应管Q2接地，负偏微调电阻Rd通过场效应管Q1接地。当需要输出进入正偏模式时，只要在Q2的栅极施加高电平，使Q2导通，R回路导通，通过内部功能，防止模块电路出现异常过温烧的隐患。过温保护电路在模块温度超过OTP保护阈值时，会自动将INHIBIT使能管脚电压下拉，输出全局关断电压。
电源模块范文第2篇
关键词:电源模块;生产工艺;质量改进;产品可靠性
电源模块具有体积小、功率密度大、防潮、抗振动、一致性好、应用简单、可靠性高等优点,作为专用集成电路、数字信号处理器、微处理器、存储器、现场可编程门阵列,以及其他数字或模拟负载提供电源的供应器,目前已得到广泛应用。电源模块是各类矿用电源、分站、传感器等电子产品的动力源,其可靠性是监控系统等可靠运行的前提,也是保障煤矿安全生产的基础。与集成式的解决方案相比,采用电源模块可以按照标准性能的规定进行单独设计和测试,节省开发时间、降低故障风险,当出现故障时只需将问题模块予以更换即可,易于维修。在电源模块批量应用初期,由于生产工艺不成熟,出现了较高的故障率,客户满意度不高。依照QC小组活动程序,按PDCA循环的模式,对电源模块质量现状进行了深入调查,设立攻关目标,应用调查表、排列图、关联图、对策表等系列质量管理技术和方法,全面系统地分析了故障原因并确定主要原因。在此基础上,制订了改进对策表。实施改进后,电源模块生产过程月故障率由最高时的5.3%降到0.54%,开箱不良率由最高的7.3%降为0,提高了电子产品的可靠性。
1现状调查与原因分析
1.1现状调查
分别对2015年1—4月生产过程中,以及同期发往煤矿现场的5V电源模块故障情况进行了调查统计。绘制出故障率柱状图,统计发现,5V电源模块的生产过程故障率为3.6%~5.3%,平均为4.5%,未达到生产过程故障率不大于2.0%的质量目标要求;用户现场开箱不良率最高时达到7.3%,平均达5郾1%,开箱不良率未达到不超过1.0%的质量目标要求。
1.2故障分类
为有效降低故障率,对统计期间发现的117只故障电源模块进行了故障定位分析和分类统计。制作故障类型排列图。“无电压输出冶与“带载启动异常冶占总故障数的94.0%,是电源模块故障的主要原因,解决好这两项故障,理论上可将电源模块故障率降到0.58%。如果措施得当,那么将电源模块生产过程故障率及顾客现场开箱不良率均降低到1.0%以下完全可以实现。
2原因分析与确认
2.1原因分析
通过对采购、生产、检验等过程进行了解、分析,对造成无电压输出及带载启动异常的因素进行讨论,利用头脑风暴法整理得到两类故障的原因关联图。
2.2主要原因确认
采用现场调查、验证和试验对比等方法,对引起5V电源模块无电压输出及带载启动异常的10个末端因素制订主要原因(要因)确认方法和确认标准,形成要因确认表。对10个末端因素逐一进行确认,发现“测试设备误差大冶等6项因素为非要因(确认情况略),而“焊接工艺不完善冶“电调工艺不完善冶和“灌封胶固化影响冶等3项因素属于要因,确认情况如下:
1)焊接工艺不完善。通过对当月生产的268只尚未进行树脂灌封的电源模块进行焊接工艺质量检查发现:主芯片U1背部插接处全部未点焊,一旦受力则极易脱落;由于波峰焊缺陷,有107只电源模块的电容C2/C3的4只管脚焊点存在凹陷、不牢固现象,有潜在接触不良的可能性。导致这两类现象大面积出现的主要原因是焊接工艺文件对主芯片U1背部插接处点焊和电容C2/C3管脚焊点的饱满度未提出明确要求。
2)电调工艺不完善。对电源模块在灌封前是否需要带载老化进行测试验证,选取100只通过了带载老化测试的电源模块,然后灌封树脂,发现经过带载老化的电源模块,无一例出现输出电压测试异常或纹波测试异常现象。而对比测试的另一组100只未经带载老化的电源模块,有4只输出电压测试出现启动异常,1只纹波测试异常。因此,需要对电调工艺进行调整,在灌封树脂前增加带载老化测试工序,减少电源模块灌封后启动异常和纹波异常故障。
3)灌封胶固化影响。由电源模块提供动力源的各类电子产品主要用于煤矿含有爆炸性气体的环境,为了保证电源模块发生故障时不会引爆爆炸性气体,必须用灌封胶对电源模块逐一进行灌封。对无电压输出的80只电源模块进行了拆解分析,其中主芯片接触不良64只、电容管脚脱落11只、二极管接触不良5只。经查阅相关文献得知,用于灌封的酚醛树脂胶的固化收缩率高达8%~10%,树脂内部如果存在空气、水气,则树脂干燥后会形成空隙,再加上溶剂的挥发作用都会产生较大内应力,一旦电子元器件焊接不牢,灌封胶固化收缩极易将器件管脚从电路板剥离,从而导致电源模块无电压输出。
3改进措施及效果
3.1改进措施
针对前述3项要因,按照5H1W的思路制订了改进措施,形成对策表,并逐一实施
1)明确焊接要求。针对脱焊、虚焊、焊接不牢等现象,通过修改焊接工艺文件,增加电容及主芯片焊接要求:对C2/C3电容的4只管脚用手工补焊替代波峰焊;对主芯片U1在其背部插接处进行对应手工点焊;每一焊点应饱满无凹陷、无虚焊。
2)增加电调内容。为解决电源模块带载启动异常问题,增加带载老化工序。为提高老化效率,专门设计了电源板带载老化及测试工装。在电源模块灌封前增加带载(0.72A)老化8h的工艺要求,通过老化测试工序剔除启动异常者,避免带载启动异常的电源模块进入灌封工序。
3)优化灌封工艺。为解决酚醛树脂胶灌封后因树脂固化收缩造成电源模块器件管脚脱落或接触不良故障,采取了如下措施:用固化收缩率较低的环氧树脂代替酚醛树脂;将PCB设计更改为单面布器件和单板沉底机构,保证PCB在灌胶过程中的平衡;灌封前对电路板加刷三防漆3遍,使器件与灌封胶之间形成一层隔离膜,降低因灌封胶固化收缩引起器件管脚脱落或接触不良的概率;灌封时对灌封胶进行充分搅拌以减少气泡影响;灌封后增加烘干工序,减少灌封胶内所含的空气、水气产生空洞的影响,同时提高工序效率。
3.2效果检查及巩固
在明确焊接要求、增加电调内容、优化灌封工艺后,对按照新工艺生产出的首批376只电源模块进行了可靠性试验。按照GB/T2423.10—2008、GB/T4798.2—2008、GB/T2423.22—2012、GJB1032—90分别进行振动试验、运输试验、温度变化试验和温度循环试验,按照GB/T17626—2006要求进行静电放电抗扰度试验和电快速瞬变脉冲群抗扰度试验。试验结果显示:该批产品未出现带载启动异常和无电压输出故障。对2015年8至11月间生产并发往现场的电源模块进行持续跟踪统计,电源模块生产现场平均故障率为0.62%,用户开箱不良率为0,均优于预定目标值1.0%。对4个月内生产过程中出现的9只故障电源模块进行分类,其中输出电压值超限4只,输出纹波超限3只,管脚断裂2只,未出现无电压输出和带载启动异常现象。
可靠性试验结果及批产品质量状况证明,所采取的改进措施能够有效解决无电压输出、带载启动异常的问题。为确保改进效果稳定,针对上述工艺改进措施完善了标准化手续。一是设计了电调工装,修订了《5V电源模块调试作业指导书》;二是对焊接工序增加了焊接要求,编制了《5V电源板装配图》;三是优化了灌封工艺,更改了灌封用胶、增加了刷漆及烘干工艺,下发了《电路板刷漆工艺过程卡》。同时对科研、中试及生产人员就上述3个文件进行了宣贯,并制订了培训计划,规定对新上岗、转岗及6个月未进行该岗位操作的人员上岗前均需通过上述文件的学习培训,年末对操作人员执行巩固措施情况进行考核,确保改进措施持续有效。
4结语
对2015年11月之后生产的920只电源模块持续跟踪发现,按照改进后的工艺生产的电源模块质量持续改善并趋于稳定,生产过程平均故障率为0.54%,用户开箱故障率为0。从售后及安装部门的跟踪及反馈情况看,改进后的电源模块现场使用3个月内未出现一例故障。提高了产品的客户满意度与认同感。改进后电子产品的内外部故障成本大幅降低,扣除改进增加的生产成本,按年产4000只计算,每年降本增效达61000元。
参考文献:
[1]中国质量协会.QC小组基础教材(二次修订版)[M].北京:中国社会出版社,2008.
[2]郎志正.质量管理及其技术和方法[M].北京:中国标准出版社,2003.
[3]周伊芯.模块电源结构工艺实现方式探索[J].电子工艺技术,2011(1):28-30.
电源模块范文第3篇
关键词：SIMPLE SWITCHER?易电源；美国国家半导体；LMZ14203；电源模块，
Power Modules in High-End Market Segments
Ralf Regenhold
（ Technical Marketing Manager Power Management Europe）
Abstract： The new SIMPLE SWITCHER? power modules from National Semiconductor reach the highest possible level of “Ease of Use” by integrating an inductor and a monolithic synchronous regulator within one power package. Professional power designers have far more requirements than “Ease of Use” related to design efforts, including: high ambient temperatures, requiring guaranteed performance and electrical specs; electrical emission （EMI） within international standards, reliable soldering; and vibration robustness.
This article describes how these high performance targets can be achieved in the following market segments: Industrial, medical, avionics and military, broadcast video and communication infrastructure.
Key words: SIMPLE SWITCHER?Easy Power Supply,；National Semiconductor；LMZ14203,；power module
工业领域、医疗领域、航空和军事领域、广播视频和通信基础设施领域等所有细分市场都要求高度可靠性，其对电源的要求近似。以下将介绍具体领域的性能要求，虽然面向不同市场，但实际上在所有的高端系统上这些要求大同小异。
1工业市场
工业应用要求电源的额定输入电压在24V，同时在电压瞬变到36V或者42V时也要能保证其全功能性。美国国家半导体的全新电源模块均可满足上述电压要求。不同的负载通常要求从5V至0.8V的不同电压值，为满足此类要求，最佳方案是采用一个二阶转换器。美国国家半导体的WEBENCH?电源结构设计工具使我们可以很好的分析在不同的中间总线电压下的总系统效率。
基于总效率，占位面积及方案成本可以对几类稳压器组合进行比较。给出的组合将受到一些限制，即在成本和效率间找到最好平衡。如果优化调谐旋钮移动了，将看到相应的其他解决方案。
选择好一个专用的解决方案，只要用一个稳压器就可以生成5V总线电压。所有的二阶稳压器都是从5V电压开始，产生几个负载点电压。在对项目优化过程中，为了降低解决方案成本，可以为低负载电流选择替换器件。图1所示的就是最终设计框图，可获得的总效率是82%。
工业应用中要求产品在环境温度高达85℃，没有外部散热片或风扇的情况下正常工作。在设计的第一阶段，LMZ14203即可展示美国国家半导体电源模块的出众性能，它能满足一般性需求。其输入电压为24V，输出电压为5V，输出电流为2.52A，在这样的条件下LMZ14203能获得的效率为87.7%，相应的功率损耗为PIC=1.75W。该电源模块采用了优化的封装，实现了极低的热阻抗，通过在模组背面加一个固态的外露焊盘就可以让PCB板均匀散热 （见图2）。
当热阻JA=19.3℃/W时，可以计算出结温增幅ΔTJ= JA x PIC = 33.8℃。这意味着在环境温度85℃的情况下，结温可以达到最高TJ operating =119℃。符合数据表规定的最高额定温度TJ max =125℃。PCB板上的实际热量分布可以借助WEBENCH“热仿真”来模拟，见图3（热成像）。
在选择相位时，通过降额曲线，模块的数据表可以帮助设计师估计出最大输出电流和最高环境温度。在85℃甚至更高的环境温度下，只有专为工业市场设计的模组会提供全负载电流，见图4（降额曲线）。 在环境温度达到106℃，Vin=5V，Vout=3.3V时，LMZ10504能够提供4A的全负载。
根据IEC 61132 PLC规范，此处将不讨论静电放电（ESD）、突发和浪涌，及电流注入等要求。本文涉及的测试，无需对系统鲁棒性有需求的保护电路，其电源设计可以独立完成。
2医疗和电信市场
该细分市场要求很高的系统完整性。敏感的信号链产品要求不受来自电源的电磁干扰。线性稳压器常用于支持模拟放大器和模数转换器。除此之外，数字处理单元还需高功率产品。只有开关稳压器能满足上述要求，因为其必须具有高效率及低能耗（ 低热阻） 。
通过集成所有的开关功率元件和全隔离电感，美国国家半导体电源模块实现了最小的电磁干扰，图5所示即为其关键路径图。开关稳压器都会存在高dI/dt的开关电流回路 。它们会像天线一样，带来高电磁干扰，因此必须尽可能小。
通过两个步骤以满足特性要求：
（1）画出电流环路，此时打开（环路1），关断（环路2）。注意两个环路各自独立，均非要径，也无需最小化。
（2）环路1和环路2中不重叠的支路 包含关键的高di/dt电流。在工作周期内，支路电流被认作直流电流（仅有很小的纹波），不会产生电磁干扰。因此只有局部的区域为高dI/dt（如图5中所标出），需要将其尽可能最小化以确保最低辐射。所以输入电容（Cin1）必须安装在尽可能挨近LMZ10504 VIN 引脚和接地裸焊盘的地方。
开关节点区域也很重要，通过在稳压器封装内集成电感器而得以优化。
基于这些优化设计，美国国家半导体的电源模块可以确保其数据表上列出的性能参数符合国际CISPR22（Class B）和EN55022标准要求，见图6（LMZ10504辐射电磁干扰图）。
3航空电子和军事市场
集成稳压器、电感器甚至在关键节点处的电容器对于此类应用的意义最大。器件和系统的故障应降到最低。此外，对每个负载稳压器都提供了最好的过温保护。符合RoHS标准的TO263封装铅含量达标，为了确保高抗振性，采用了单面裸焊盘。同时，正在申请国际标准兼容性认证。
为实现低能耗 及高可靠性，效率非常关键，而这仅有同步稳压器可以做到。尽管如此，效率仍很大程度上取决于输入和输出电压的差值。美国国家半导体的电源模块效率可以达到90%甚至更高。
例如:
LMZ10504 输入电压=5V 和输出电压=3.3V， 输出电流=3A ，效率（η）=95%
LMZ10504输入电压=5V和输出电压=1.8V，输出电流=2A，效率（η）=93%
LMZ14203输入电压=24V和输出电压=5.0V，输出电流=1.5A，效率（η）=90%
像FPGA和DSP这类高端数字处理单元要求快速瞬态响应，因为他们可能瞬时变更处理模式。这要求在模块内有专门的调节回路。图7（LMZ10504瞬态响应）示意了在从0.4A到3.6A的大负载瞬态电流变化时产生的2.5V输出电压偏差。
在支持模拟系统时，也要求低输出纹波。所有美国国家半导体电源模块的输出电容只需选用陶瓷电容，低等效串联电阻的电解电容或钽电容即可稳定工作。电源模块开关频率很高，最高可达到1MHz，同时又支持低等效串联电阻的电容，因此其输出电压纹波可以低至几个mV，见图8（LMZ10504输出电压纹波）。
4总结
电源模块范文第4篇
【关键词】单片机；反馈；DC/DC
1.引言
近一些年来，随着微电子技术和工艺、磁性材料科学以及烧结加工工艺与其它边沿技术科学的不断改进和快速发展，开关稳压技术，有了突破性进展，并且由此也产生了许多能提高人们生活水平和改善人们工作和学习条件的新工艺产品，如电动自行车，逆变焊机等设备。开关稳压电源以其独有的体积小、效率高、重量轻、输出形式多样化、功率因数大，稳压范围宽等优点已经涉及到了与电有关的所有领域。在这个领域之中，开关稳压电源已取代前级线性稳压电源和前级相控开关电源，此外，开关稳压电源技术和实用技术产品出现后，使得许多电子产品所采用的电池供电成为可能，是许多电子产品微型化和小型化后变为便携式产品成为可能。所以开关稳压电源成为各种电子设备和系统高效率、安全可靠运行、低功耗的关键，同时开关稳压电源技术已成为电子技术中备受人们关注的科技领域。
2.方案设计与比较
2.1 方案论证
方案一：题目要求设计并制作一个由两个额定输出功率均为16W的8VDC/DC模块构成的并联供电系统。由题目已知，采用TI公司的脉宽调制控制器UC3843作为BUCK型拓扑的PWM控制芯片。UC3843集成电路的一般特性及由它组成小功率开关电源的方法。它是通过高性能固定频率电流模式的控制器专为离线和直流变换器应用所设计的，只需要最少外部元件就能获得成本效益高的方案。电流工作频率能到500KHZ，能进行温度补偿的参考电流取样比较器，精确的占空比控制和大电流图腾柱式输出是驱动MOSET管得理想元器件，并且UC3843具有自动锁存脉宽调制的功能有利于电流比的设定。
优点：以MSP430单片机为主控制器和PWM信号发生器，能根据反馈信号对PWM信号做出调整，从而实现稳压输出。系统输出电压8.0+0.4V可调，可以通过键盘设定和步进调整，电压调整率和负载调整率低，DC/DC变换器能达到较高的效率。
方案二：利用单片机MSP430，以电压型PWM控制器TL494为核心，设计一种稳压输出开关电源，其回路控制器方框图如图1，2，这种方案虽然实现起来较为灵活，可以通过调试针对本身系统做出配套的优化，但是系统调试比较复杂。鉴于此，我们选择方案一。
2.2 控制方法及实现方案
方案一：利用PWM专用芯片产生PWM控制信号。此法较易实现，工作较稳定，但不易实现输出电压的键盘设定和步进调整。
方案二：利用单片机产生PWM控制信号。让单片机根据反馈信号对PWM信号做出相应调整以实现稳压输出。这种方案控制系统软件编程工作量较小，难度不是很大，用脉宽调制型的控制器实现PWM控制，并且完全由硬件产生高频脉冲，实时性比较好，单片机控制的任务较轻，对单片机硬件资源要求不高，实现起来较为灵活，可以通过调试针对本身系统做出配套的优化。但是此方案硬件电器设计难度较大，电路板布线工作量较大，系统调试比较复杂。
根据要求选择方案二。单片机和脉宽调制型控制器共同实现整个系统的控制。系统组成框图如图3所示，脉宽调制器产生高频脉冲直接DC/DC变换模块，单片机实现液晶显示、AD/DA转换、、处理电压反馈信号、过流保护、对脉宽调制器进行控制、显示等功能；过流保护电路负载电流不超过2.5A；负载电压负反馈电路进一步对负载电压进行精确控制。
3.理论分析与计算
DC/DC变换器稳压方法：
单端反激DC/DC变换器电路拓扑电路的原理：变压器T1所引起的隔离和传递存储能量的作用，即使在开关管VT开通的时候，Np会存储能量，当开关管VT关断时，NP会向NS释放出能量。当在输出端加电感器L0和电容C0构成低通滤波器时，变压器的初级会有由Cr、Rr和VDr构成的RCD漏感尖峰吸收电路，输出回路有一个整流的二极管VD1。若变压器使用有气隙的磁心，则其铜损耗会较大，变压器温升会相对较高，并且输出的纹波电压比较大；但是电路结构简单，适用于200W以下电源，并且多路输出交调特性相对比较好。
电流电压检测：(1)电压检测是采用电阻分压的方法取得的，通过两只大交流电路进行分压，二极管的正负钳位电压送入跟随器的电压在-5～+5之间，经过跟随器隔离之后再通过比例运算放大器等比例放大，然后送入采样保持器。这样就可以得到被测的信号。(2)电流的检测，一般使用互感器，分流器等将电流信号处理并放大，作为后面电路保护和检测用。
均流方法：工作框图：所采用的是自动均流方法，这种均流方法采用一个窄带电流放大器，输出端口通过阻值为阻值为R连到均流的母线上，n个单元使用n个这种结构。
当输出达到均流时，电流放大器输出电流的I1这时I01处于均流的工作状态。相反地，电阻R产生一个电压，由这个电压控制A1，然后A1再控制单元功率级输出电流，最终使之达到均流。采用这种方法，可以使均流效果比较好，从而比较容易实现准确均流。在具体使用过程中，如果出现均流母线短路或者接在母线上的一个单元不处于工作状态时，母线电压会下降，将会使得每个单元输出电压会下调，甚至有可能达到下限，从而造成故障。并且当某一个模块的电流上升至最大输出电流，电流放大器输出电流也会达到极限值，同时使得其他的单元输出电压自动下降。可以构成多余系统，均流模块在数理论上可以不限。但是此方法的缺点是为使系统在动态调节过程中始终保持稳定状态，通常要限制最大调节的范围，要将所有电压调节到电压捕捉的范围以内。如果有一个模块均流线意外短路，则使得系统无法均流。单个的模块限流可能引起系统的不稳定。在大系统中，系统稳定性与负载均流瞬间响应的矛盾很难解决。如果图5中的电阻R支路上串一只二极管，则构成所谓的最大电流自动均流法。
过流保护方法：如图6所示，利用电流互感器T2来监视负载的电流IT，IT在通过互感器的初级时，会把电流的变化耦合到它的次级，从而在电阻R1上会产生压降。二极管D3会对脉冲电流进行整流，经过整流后再由电阻R2和电容C1进行平滑滤波。如果发生过载现象的时候，电容器C1两端的电压会迅速地增加，会使得齐纳管D4处于导通状态，从而驱动晶体管S1的导通，然后S1集电极的信号可以用来作为电源变换器调节电路的信号驱动。
电流互感器也可以用铁氧体磁芯或MPP环形磁芯来绕制，但是要经过反复的试验，从而来确保磁芯不饱和。理想的电流互感器应该达到匝数比是电流比一般地，互感器的Np=1，Ns=NpIpR1/(Vs＋VD3)。具体绕制数据还要最后经过实验调整，使其性能达到最佳的状态。
4.设计实现
在设计中碰到的一些问题，比如，单片机产生的PWM好像驱动不了MOS管，我们得外加驱动;又控制信号不用单片机，只用一个电容电阻，或555定时器，再用一个三极管和滑动变阻器，反馈也可以。
5.测试
(1)测试使用的仪器：万用表，接触调压器，示波器。
(2)产生偏差的原因：a.对效率所进行的理论分析和理论计算时，采用的器件参数的典型值，但实际器件的参数有明显的离散性，电路性能可能因此而无法达到理论分析数值。b.电路的制作工艺并不是理想的，从而会增加电路中的损耗。
(3)改进方法：a.使用性能更好的器件，如换用导通电阻更小的电力MOS管，采用低阻电容；b.采用软开关技术，从而进一步减小电力MOS管的开关损耗；c.采用同步式开关电源的方案，用电力MOS管代替肖特基二极管以减小损耗；d.优化软件控制算法，进一步减小电压调整率和负载调整率。
参考文献
[1]沈建华,杨艳琴.MSP430系列16位超低功耗单片机原理与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008.
[2]杨素行.模拟电子技术基础简明教程[M].北京:高等教育出版社,2005.
[3]阎石.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,1997.
[4]王水平等.开关稳压电源原理及设计[M].北京:人民邮电出版社,2008.
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电源模块范文第5篇
DPOxAuDIO和DPOxPwR模块包括DPO3AUDIO、DP04AUDIO、DP03PWR和DP04PWR，分别配合DPO3000系列和DPO／MSO4000系列示波器。这两种模块分别在数字音频总线和开关式电源上自动执行主要测量和分析任务，帮助工程师们更迅速地诊断和调试设计，缩短产品开发周期。这些新功能解决了当前嵌入式设计工程师所面临的两个主要挑战：集成数字音频和实现更高的电源功效。
DPOxPWR模块配置了多种特性和自动测量功能，能够迅速、准确、全面地执行专门测试，而不需要用户进行复杂的编程。泰克从硬件和软件两方面保证测试的精确。在垂直测试精度的保证上，泰克采用最优的实时过采样技术，采样速率可达带宽的5倍，极大限度地保证了数字量化精度。该电源分析方案还自动选择泰克专有的高分辨率(Hi-Res)捕获模式，通过实时矩形波串平均降低了随机噪声，这样的数字滤波方式可以将硬件ADC的分辨率由8位提升到相当于12位。水平时序分析方面，在开关电源进行任何功率损耗测试前，需要同步电压和电流信号，以消除传播延迟。传统的方法是手动计算电压和电流信号之间的偏差，然后使用示波器的偏移校正进行二次手动调节，即耗时费力，可靠性和可重复性也很差。DPOxPWR方案提供了自动矫偏功能，并自动将现场参数植入示波器系统中，提升了测试效率。通过硬件性能和软件算法，保证了整个电源测试系统的优秀测试结果。
DPOxAUDIO模块是能够自动解码、触发和搜索音频协议数据的解决方案。与泰克其它串行总线应用模块一样，DPOxAUDIO串行触发和分析模块能有效帮助工程师理解和掌握串行总线行为。它解码和触发用户自定义数据包内容，然后作为时间相关的波形和数据包显示结果。该模块能自动解码I2S、LJ和TDM音频总线格式的数据包流。通过使用示波器标配的Wave Inspector工具，设计人员可以搜索数据包级内容，标出感兴趣的点，然后使用Next键和Previous键及平移／缩放旋钮，在这些感兴趣的点之间移动。
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