电源模块设计分析与方略

　　电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器 (参看图1)，其特点是可为专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器 (DSP)、微处理器、存储器、现场可编程门阵列 (FPGA) 及其他数字或模拟负载提供供电。一般来说，这类模块称为负载点 (POL) 电源供应系统或使用点电源供应系统 (PUPS)。由于模块式结构的优点甚多，因此高性能电信、网络联系及数据通信等系统都广泛采用各种模块。虽然采用模块有很多优点，但工程师设计电源模块以至大部分板上直流/直流转换器时，往往忽略可靠性及测量方面的问题。本文将深入探讨这些问题，并分别提出相关的解决方案。

　　图1，电源供应器

　　采用电源模块的优点

　　目前不同的供应商在市场上推出多种不同的电源模块，而不同产品的输入电压、输出功率、功能及拓扑结构等都各不相同。采用电源模块可以节省开发时间，使产品可以更快推出市场，因此电源模块比集成式的解决方案优胜。电源模块还有以下多个优点：

　　● 每一模块可以分别加以严格测试，以确保其高度可靠，其中包括通电 测试，以便剔除不合规格的产品。相较之下，集成式的解决方案便较难测试，因为整个供电系统与电路上的其他功能系统紧密联系一起。

　　● 不同的供应商可以按照现有的技术标准设计同一大小的模块，为设计电源供应器的工程师提供多种不同的选择。

　　● 每一模块的设计及测试都按照标准性能的规定进行，有助减少采用新技术所承受的风险。

　　● 若采用集成式的解决方案，一旦电源供应系统出现问题，便需要将整块主机板更换;若采用模块式的设计，只要将问题模块更换便可，这样有助节省成本及开发时间。

　　容易被忽略的电源模块设计问题

　　虽然采用模块式的设计有以上的多个优点，但模块式设计以至板上直流/直流转换器设计也有本身的问题，很多人对这些问题认识不足，或不给予足够的重视。以下是其中的部分问题：

　　● 输出噪音的测量;

　　● 磁力系统的设计;

　　● 同步降压转换器的击穿现象;

　　● 印刷电路板的可靠性。

　　这些问题会将在下文中一一加以讨论，同时还会介绍多种可解决这些问题的简单技术。