什么是电源模块？

什么是电源模块？

所谓电源模块，一般来说，其实就是指可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，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.

电源模块介绍
　　
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，因此模块电源广泛用于交换设备、接入设备、移动通讯、微波通讯以及光传输、路由器等通信领域和汽车电子、航空航天等。 换言之，电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，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。

尤其近几年由于数据业务的飞速发展和分布式供电系统的不断推广,模块电源的增幅已经超出了一次电源。随着半导体工艺、封装技术和高频软开关的大量使用,模块电源功率密度越来越大,转换效率越来越高,应用也越来越简单。

人们在开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件，边开发爱浦电子电源模块(4张)开关变频技术，两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。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。以下分别对两类开关电源的结构和特性作以阐述

电源模块-直流斩波
　　
1W微功率DC-DC变换器

DC/DC变换是将可变的直流电压变换成固定的直流电压，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

（1）Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压 　　U0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U0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U0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U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电容传输。 　

还有Sepic、Zeta电路。 　

上述为非隔离型DC-DC变换器电路，隔离型DC-DC变换器有正激电路、反激电路、半桥电路、全桥电路、推挽电路。

当今软开关技术使得DC/DC发生了质的飞跃，美国VICOR公司设计制造的多种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TDK-Lambda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27W/cm3，采用同步整流器（MOSFET代替肖特基二极管），使整个电路效率提高到90%。

电源模块的几大指标

功率 P=UI,是输出电压和输出电流的乘积。

输入电压分交流输入和直流输入2种。

输出电压一般是直流输出，但也有交流输出的。 　

工作温度

隔离电压：隔离就是将输出与输入进行电路上的分离。有以下几个作用： 　

一，电流变换； 　

二，为了防止输入输出相互干扰；

三，输入输出电路的信号特性相差太大，比如用弱信号控制强电的设备封装尺寸有插针，贴片的，和螺旋。
 

输出有单路输出，双路输出及多路输出。电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，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，因此模块电源广泛用于交换设备、接入设备、移动通讯、微波通讯以及光传输、路由器等通信领域和汽车电子、航空航天等。

电源模块的分类
　　
按现代电力电子的应用领域，我们把电源模块划分如下：

1 计算机高效率绿色电源模块

2 通信用高频开关电源模块
　　
3 直流-直流(DC/DC)变换器

4 不间断电源(UPS)

5 变频器电源模块

6 高频逆变式整流焊机电源模块

7 大功率开关型高压直流电源模块

8 电力有源滤波器

9 分布式开关电源供电系统

电源模块的应用

电源模块市场需求愈加旺盛，可靠性是铁路最大要求

电源设计需要很高的专业技能，因此越来越多的电子设备制造商开始采用电源模块来加快设计周期，特别是在通信、铁路、电力系统乃至军工领域，需求现在越来越旺盛。

通信网络基建设备市场潜力巨大。因应市场要求，现代的通信系统，无论是3G网络建设、家庭基站、工业以太网络或服务器等等，都需要不断提升数据处理量及数据处理速度，同时也需朝向小巧及节能的大趋势，因此对电源系统的功率要求及功能也会提升。目前此类工业级模块电源的供应商主要是SynQor、Vicor、muRata PS村田电源(原C&D)、新雷能等。

在过去的十几年中，随着轻巧、紧凑的高频开关整流器模块的出现，直流供电系统的模块式结构变得非常容易实现，可方便地组成各种不同功率等级的电源系统，从几十安培一直到几千安培或更大。这种模块式结构除了具有很强的适应性外，还有一些很重要的优点如：系统初始投资少、扩容非常方便、安装运输方便、冗余方式工作额外投入很少、维护快捷方便等。目前绝大多数通信电源厂家均采用模块化设计，并已形成系列化。

在全球的中高档通信电源市场，主要的发展方向是提升效率、减少体积、提高功率密度、增加产品的灵活性以配合不同客户的不同要求。Vicor公司亚太区业务总监芮健秋透露，其公司的一些客户为了提高系统效率，把系统中的电源总线电压提升到350V或以上，而不是常用的48V或24V。芮健秋表示，将来Vicor公司的新产品也是朝着这些目标开发。

军用电源模块对产品规格要求甚高，国内目前提供军用级模块电源的供应商主要是新雷能、隆盛科技、朝阳电源等。Vicor公司也有部份高规格产品能达到军规标准，可以应用在某些军工系统上。