鉅大LARGE | 點擊量:1116次 | 2020年06月19日
電源的小型化輕量化設(shè)計方法
近年來各種電子產(chǎn)品向小型化和微型化發(fā)展,并以大爆炸的形式進入人們的生活。其中供電電源的體積及重量占了整個產(chǎn)品的一大部分,電源變壓器、電源控制IC、MOS管、整流二極管、電解電容及瓷片電容等元器件是電源電路中必不可少的重要元器件。我們應(yīng)該怎么樣在這些器件上下功夫,把電源的體積逐步縮減?
首先我們來比較一下,那些胖瘦不一的電源產(chǎn)品。他們到底差在什么地方,是什么應(yīng)用和技術(shù)使它們變得不相同。
圖1各種電源的比較
同樣要求同樣品質(zhì)的電源,大家肯定希望選用小體積重量輕的電源。我們?nèi)绾文茉诒WC電源性能基礎(chǔ)上減小電源體積及重量呢?有什么措施及新技術(shù)可以采用?下面介紹幾種減小電源體積空間的方法
一、DC-DC芯片新增同步整流,減小電源體積及重量:
同步整流是采用通態(tài)電阻極低的功率MOSFET,來取代整流二極管以降低整流損耗的一項新技術(shù)。MOS管的開通損耗會大大降低,同樣功率的電源MOSFET一般采用pCB散熱即可,而用二極管整流要采用散熱片。
下面介紹一個比較簡單的Buck電路采用同步整流芯片技術(shù)的DC-DC芯片Mp4420。
圖2帶同步整流DC-DC芯片
圖3同步整流Buck電路
Mp4420這個芯片內(nèi)部集成了圖3中的Q1、Q2兩顆MOSFET,而且采用SOT23-8封裝。只要在芯片外圍加上一個電感及電容即可實現(xiàn)DC-DC轉(zhuǎn)換功能,從而達(dá)到節(jié)省產(chǎn)品體積的目的。
二、AC-DC電源采用原邊反饋,節(jié)省部分器件:
原邊反饋(pSR)的AC-DC控制技術(shù)是最近10年間發(fā)展起來的新型AC-DC控制技術(shù),與傳統(tǒng)的副邊反饋的光耦加TL431的結(jié)構(gòu)相比,其最大的優(yōu)勢在于省去了這兩個芯片以及與之配合工作的一組元器件,這樣就節(jié)省了系統(tǒng)板上的空間,在保證可靠性的基礎(chǔ)上還降低了電路成本。
MpS目前有5~15W的一系列的原邊反饋控制芯片方法,Mp020是集成700VMOSFET的恒壓恒流(CV/CC)開關(guān)芯片,能輕松實現(xiàn)高精度的穩(wěn)壓和恒流輸出。
圖4AC-DC原邊反饋應(yīng)用
三、小型化電源模塊應(yīng)用,縮小產(chǎn)品體積:
電源模塊可以直接貼裝在印制電路板上,同時由于采用灌膠模塊設(shè)計,模塊產(chǎn)品在體積、散熱、可靠性方面都很有優(yōu)勢。AC-DC電源往往要滿足一些安全距離,導(dǎo)致AC-DC部分電路面積較大,AC-DC電源模塊由于采用灌膠封裝,可以大大減小各元器件及布線之間的距離,可以大大提高電源的功率密度。
圖5小體積電源模塊
小體積產(chǎn)品設(shè)計從電源入手,周立功從AC-DC到DC-DC芯片方法均可以供應(yīng)小型化的電源設(shè)計方法。周立功旗下的廣州致遠(yuǎn)電子推出的小體積電源模塊,ZY0FBxxD-2W系列模塊,采用特殊設(shè)計工藝設(shè)計,可以在不加任何外圍器件下正常使用。體積僅31.8*20.3*10.5mm。同時周立功代理的MpS產(chǎn)品線,也推出大量下體積封裝電源IC產(chǎn)品,如Mp4420采用SOT23-8的小體積封裝,同時采用內(nèi)置同步整流工藝節(jié)省了續(xù)流二極管,是小體積設(shè)計的最佳選擇。