《元器件知识丨一文了解电源模块的概述和结构特点》:来自电子工程专辑,文章对电源模块的概述、主要功能、分类进行了介绍,详细阐述了电源模块的结构特点,包括变换部分、控制电路、滤波和保护电路、隔离设计、散热设计以及结构布局与体积等方面,有助于读者深入理解电源模块的内部构造和工作原理。《电源模块》:该文章介绍了电源模块的基本概念,指出其可为多种负载提供供电,还详细说明了开关电源中 DC/DC 和 AC/DC 的结构和特性,以及开关电源的选用要点,包括输出电流的选择、保护功能的考虑等,同时提及了电源模块在不同领域的应用情况。避免输出端直接并联超大电容,防止启动时触发过流保护。宝安区高功率密度电源模块设计要点

强化散热设计优化 PCB 布局,增大功率器件的散热覆铜面积,预留散热孔或导热通道。必要时搭配散热片、导热垫或风扇,快速散出模块内部热量,避免高温导致效率下降。合理规划元件布局,避免热源集中,减少热耦合影响。4. 优化负载匹配与工作条件让电源模块工作在额定负载区间(通常 80%-100% 额定负载时效率比较高),避免轻载或过载运行。控制输入电压波动范围,尽量让模块工作在输入电压的比较好区间,减少因输入电压偏离导致的损耗增加。5. 细节设计优化减少电路中的寄生参数,如缩短功率回路走线、优化布线布局,降低寄生电感和电容带来的损耗。合理设置驱动电路参数,提升功率器件的开关速度,同时避免过冲和振荡导致的额外损耗。福田区升压电源模块电源模块输入输出电容应就近贴装,选择低 ESR 电容以减小输出纹波。

电源模块效率的行业标准会随着技术的发展而变化。一方面,技术进步为标准的提升提供了可能。新的半导体材料如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)的出现,使得电源模块的转换效率得到显著提高,能够满足更严格的效率标准。例如,中国即将于 2026 年 11 月 1 日起实施的 GB 46519-2025《电动汽车供电设备能效限定值及能效等级》,就要求充电桩电源模块采用以碳化硅为daibiao的宽禁带半导体技术来满足一级能效标准。此外,电源拓扑结构的优化、控制算法的改进等技术创新,也有助于降低电源模块的损耗,提高效率,促使行业标准相应提高。另一方面,市场需求和政策导向推动标准与时俱进。随着能源危机和环境问题的日益突出,无论是消费者还是zhenfu,都对电源模块的能效提出了更高要求。例如,为了实现节能减排和 “双碳” 目标,中国制定了严格的强制性能效标准,通过法规杠杆推动行业提升电源模块效率。在数据中心领域,随着人工智能、云计算等技术的快速发展,电力消耗大幅增加,促使 80 Plus 推出了 Ruby 标准,对服务器电源的效率和功率因数提出了更高要求。
电源模块是将一种电能转换为其他规格电能的主要电子组件,主要作用是为设备提供稳定、匹配的电压 / 电流。主要功能电压转换:将市电(AC220V)或电池电压(如 DC12V)转换为设备所需电压(如 DC5V、3.3V)。稳定输出:抑制电压波动、纹波,避免电压不稳对设备的损害。保护功能:集成过压、过流、短路、过温保护,提升使用安全性。常见类型与应用场景AC-DC 模块:输入交流电,输出直流电,用于家电、工业设备等。DC-DC 模块:输入输出均为直流电,用于手机、路由器、汽车电子等。线性电源模块:纹波小、噪声低,适用于对电源纯度要求高的精密仪器。开关电源模块:效率高、体积小,广泛应用于消费电子、通信设备。关键选型参数输入 / 输出电压 / 电流:需与设备需求完全匹配,避免过载。效率:直接影响能耗和散热,工业设备优先选高效率(≥85%)型号。纹波与噪声:数值越低,电源越纯净,精密电路需重点关注。工作温度范围:需适应设备的使用环境(如户外设备需耐高低温)。电源模块效率越高能耗越低,开关电源技术可实现 80% 以上转换效率。

电源模块的关键技术指标衡量一款电源模块性能优劣,需要关注以下主要技术指标,这些指标直接决定了其适用场景和使用效果:转换效率:指电源模块输出功率与输入功率的比值(效率 = 输出功率 / 输入功率 ×100%),是衡量电源模块能量利用效率的关键指标。效率越高,意味着模块自身的能量损耗越小,产生的热量越少,不仅能降低设备的能耗和运行成本,还能减少散热设计的难度。目前,主流的中大功率电源模块转换效率已普遍超过 90%,部分**产品(如采用 GaN、SiC 第三代半导体材料的模块)效率可突破 96%。在数据中心、通信基站等 24 小时运行的场景中,高效率电源模块能明显降低电费支出,例如,10 万台服务器采用 96% 效率的电源模块,相比 90% 效率的模块,每年可节省电费超千万元。为LED显示屏驱动提供恒压或恒流电源,保证显示效果均匀稳定。福田区升压电源模块电源模块
在新能源汽车的BMS、OBC及电控系统中扮演着关键角色。宝安区高功率密度电源模块设计要点
按隔离特性分类隔离型电源模块:通过变压器、光耦等元件实现输入输出电气隔离,能有效阻断输入侧的高压、浪涌和电磁干扰,保护负载设备和操作人员安全,适用于医疗、工业、通信等对安全性和抗干扰要求高的场景。非隔离型电源模块:输入输出之间无电气隔离,直接通过电感、电容等元件实现电压转换,具有体积小、效率高、成本低的优点,但安全性和抗干扰能力较弱,适用于消费电子、嵌入式系统等对隔离无要求的场景。按封装形式分类标准封装模块:采用行业通用的封装尺寸和引脚定义,兼容性强,易于替换和批量采购,常见的标准封装有 DIP(双列直插)、SMT(表面贴装)、TO 封装等。例如,工业领域常用的 DIP 封装 DC-DC 模块,引脚间距和封装尺寸符合国际标准,可直接替换不同厂商的同类产品。定制化封装模块:根据特定设备的空间需求和安装要求,定制封装尺寸、引脚布局和散热结构,适用于对体积、重量或安装方式有特殊要求的场景(如航空航天设备、小型消费电子)。定制化模块能比较大限度利用设备内部空间,但研发成本高,交付周期长,且兼容性较差。宝安区高功率密度电源模块设计要点
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