开关电源模块的分类与作用

三河博电科技 专业电源模块 开关电源模块的分类与作用

开关电源模块是将开关电源上的分立元器件进行模块化封装，从而形成体积更小、功率密度更高的模块电源 。其内部电路也是开关电源。

开关电源可分为 AC/DC 和 DC/DC 两大类，DC/DC 变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并已得到用户的认可，但 AC/DC 的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。

直流斩波

DC/DC 变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式 Ts 不变，改变 ton(通用)，二是频率调制方式，ton 不变，改变 Ts(易产生干扰)。其具体的电路由以下几类：

(1) Buck 电路――降压斩波器，其输出平均电压 Uo 小于输入电压 Ui，极性相同。

(2) Boost 电路――升压斩波器，其输出平均电压 Uo 大于输入电压 Ui，极性相同。

(3) Buck-Boost 电路――降压或升压斩波器，其输出平均电压 Uo 大于或小于输入电压 Ui，极性相反，电感传输。

(4) Cuk 电路――降压或升压斩波器，其输出平均电压 Uo 大于或小于输入电压 UI,极性相反，电容传输。

当今软开关技术使得 DC/DC 发生了质的飞跃，多种 ECI 软开关 DC/DC 变换器，其最大输出功率有 300W、600W、800W 等，相应的功率密度为(6、2、10、17)W/cm3，效率为(80-90)%。日本 NemicLambda 公司最新推出的一种采用软开关技术的高频开关电源模块 RM 系列，其开关频率为(200~300)kHz，功率密度已达到 27 W/cm3，采用同步整流器(MOS-FET 代替肖特基二极管)，是整个电路效率提高到 90%。

AC/DC

AC/DC 变换是将交流变换为直流，其功率流向可以是双向的，功率流由电源流向负载的称为“整流”，功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。AC/DC 变换器输入为 50/60Hz 的交流电，因必须经整流、滤波，因此体积相对较大的滤波电容器是必不可少的，同时因遇到安全标准(如 UL、CCEE 等)及 EMC 指令的限制(如 IEC、FCC、CSA)，交流输入侧必须加 EMC 滤波及使用符合安全标准的元件，这样就限制 AC/DC 电源体积的小型化，另外，由于内部的高频、高压、大电流开关动作，使得解决 EMC 电磁兼容问题难度加大，也就对内部高密度安装电路设计提出了很高的要求，由于同样的原因，高电压、大电流开关使得电源工作消耗增大，限制了 AC/DC 变换器模块化的进程，因此必须采用电源系统优化设计方法才能使其工作效率达到一定的满意程度。

AC/DC 变换按电路的接线方式可分为，半波电路、全波电路。按电源相数可分为，单项、三相、多相。按电路工作象限又可分为一象限、二象限、三象限、四象限。

优点

设计简单。只需一个电源模块，配上少量分立元件，即可获得电源。

缩短开发周期。模块电源一般备有多种输入、输出选择。用户也可以重复迭加或交叉迭加，构成积木式组合电源，实现多路输入、输出，大大削减了样机开发时间。

变更灵活。产品设计如需更改，只需转换或并联另一合适电源模块即可。

技术要求低。模块电源一般配备标准化前端、高集成电源模块和其他元件，因此令电源设计更简单。

模块电源外壳有集热沉、散热器和外壳三位一体的结构形式，实现了模块电源的传导冷却方式，使电源的温度值趋近于最小值。同时，又赋予了模块电源金玉其表的包装。

质优可靠。模块电源一般均采用全自动化生产，并配以高科技生产技术，因此品质稳定、可靠。

用途广泛：模块电源可广泛应用于航空航天、机车舰船、军工兵器、发电配电、邮电通信、冶金矿山、自动控制、家用电器、仪器仪表和科研实验等社会生产和生活的各个领域，尤其是在高可靠和高技术领域发挥着不可替代的重要作用。

审核编辑：汤梓红