作者 Landa Culbertson，Mouser Electronics 在當(dāng)前高漲的能源意識下，電源性能無疑是高科技環(huán)境中的視野焦點(diǎn)，但在過去卻并不認(rèn)為有何必要。舉例來說，美國能源部為ARPA-E項(xiàng)目投入了高達(dá)3770萬美元資金，旨在提升電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的能源效率，并為包括面向消費(fèi)、移動和計(jì)算以及無線基礎(chǔ)設(shè)施、照明、工業(yè)和汽車等所有應(yīng)用實(shí)現(xiàn)高效、高功率密度電力電子。這一舉動源自該部門的評估：到2030年，美國80％的電力將流經(jīng)電源轉(zhuǎn)換器，而在2005年該數(shù)字僅為30％。 而在不久之前，常用決策還是選擇購買現(xiàn)成電源，而并非于組件級自行設(shè)計(jì)。然而，隨著近年來電源的重要性不斷上升，半導(dǎo)體供應(yīng)商提供了高效工具和資源來助力組件級電源設(shè)計(jì)師，幫助他們尋求基于電源技術(shù)的終端產(chǎn)品差異化方法。這些資源可以幫助設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)一些現(xiàn)成產(chǎn)品不具備的獨(dú)特需求。相較以往購買現(xiàn)成電源，目前更值得花點(diǎn)時(shí)間來仔細(xì)評估自制的可能性。 為何購買？ 購買現(xiàn)成電源有以下幾個顯著優(yōu)勢： ? 成本更低：與購買大批量生產(chǎn)的完全現(xiàn)成產(chǎn)品相比，組件的物料清單（BOM）成本更高。例如，30安培5伏電源的BOM成本約是商用電源價(jià)格的5倍。 ? 快速上市：通過節(jié)省開發(fā)時(shí)間來更快地推向市場，相應(yīng)地可以將資源投入到核心競爭力上。 ? 滿足安全和法規(guī)認(rèn)證:現(xiàn)成電源消除了申請機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的費(fèi)用、時(shí)間以及其它挑戰(zhàn)。行業(yè)法規(guī)會隨時(shí)變化，但商用電源可以保證購買時(shí)滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。需要考慮的認(rèn)證包括: - 全球電氣標(biāo)準(zhǔn) - 全球EMC/EMI標(biāo)準(zhǔn) - 全球外部電源和電池充電器的功耗和效率條例 - 特殊應(yīng)用認(rèn)證，比如醫(yī)療和ITE認(rèn)證 ? 質(zhì)量與可靠性: 商用電源在線路、負(fù)載、溫度、沖擊和振動規(guī)范上經(jīng)過了嚴(yán)格的測試。有些產(chǎn)品甚至支持延長保修。 ? 備選件: 選擇業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)外型，無論是四分之一磚，半磚還是全磚，你都可以方便選擇其它備選件。 而商用電源這些條件全都俱備。 TDK-Lambda，擁有36年多的電源開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，是該領(lǐng)域一名舉足輕重的供應(yīng)商。該公司引以自豪的是為市場提供了大量高可靠產(chǎn)品，包括ZWS-BP 系列，提供150W-240W緊湊、輕重量、高效率、敞開式、AC-DC電源。該系列產(chǎn)品提供200％的峰值功率（280W - 480W），符合國際安全標(biāo)準(zhǔn)的常用輸入（交流85-265V）以及小于0.5毫安對地漏電流，符合包括功率因數(shù)校正的要求在內(nèi)的EMC / EMI標(biāo)準(zhǔn)，并帶有5年質(zhì)保。TDK-LAMBDA產(chǎn)品組合還包括 MWS65系列，規(guī)格為55-67W AC-DC電源，支持醫(yī)療和ITE認(rèn)證，包括BF（浮體）等級的應(yīng)用，這些應(yīng)用可能會在與病人直接接觸，如血壓計(jì)和超聲設(shè)備。對于DC-DC應(yīng)用，TDK-LAMBDA最近推出了PH-A280 系列轉(zhuǎn)換器，從200至425VDC輸入轉(zhuǎn)換為50W、75W、100W、150W的輸出功率。這些設(shè)備外型采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的四分之一磚模塊，適用于液體、空氣冷卻和傳導(dǎo)冷卻系統(tǒng)，因此溫度范圍可達(dá)-40?100℃。該系列還提供5年保修。 談到DC-DC模塊，少不了村田電源，它是當(dāng)前全球最大的DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊供應(yīng)商。6W隔離單、雙輸出DC-DC轉(zhuǎn)換器NCM6系列，15W隔離 DC-DC轉(zhuǎn)換器SPM15系列，以及25W隔離 DC-DC轉(zhuǎn)換器SPM25系列，都是該公司最新發(fā)布的產(chǎn)品。所有這些產(chǎn)品都使用較小尺寸以便于電路板安裝。 NCM6面向優(yōu)異熱性能優(yōu)化封裝，而SPM15/25外罩金屬罐以降低電磁干擾輻射，抵抗高濕度等惡劣環(huán)境以及耐振動和沖擊等機(jī)械應(yīng)力。 相較以往創(chuàng)造自制電源變得更為容易 下面是一些最新的設(shè)計(jì)工具和資源，可協(xié)助專家和新手電源設(shè)計(jì)師使用： 德州儀器 ? PowerLab?參考設(shè)計(jì)庫：使用在線PowerLab?電源參考設(shè)計(jì)選擇工具輸入設(shè)計(jì)規(guī)范，包括AC或DC輸入，隔離或非隔離，輸入和輸出電壓范圍，輸出電流，以及其它高級搜索規(guī)范，如應(yīng)用或拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，來搜索TI公司1200多個參考設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫。這些設(shè)計(jì)實(shí)際上已經(jīng)經(jīng)由TI創(chuàng)建并測試，并提供可下載文檔，包括電路原理圖，印刷電路板（PCB）布局，物料清單，測試報(bào)告以及Gerber文件。 ? Power Stage Designer? 2.1：該在線工具可以幫助設(shè)計(jì)最常用的開關(guān)模式電源功率級。選擇拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（降壓，升壓，反激等），并輸入設(shè)計(jì)規(guī)范，該工具將顯示電感和/或變壓器的推薦值，以及提供有益的助解，包括占空比，輸入功率，二極管損耗和電流紋波等。 ? WEBENCH?電源設(shè)計(jì)：使用該在線工具時(shí)設(shè)計(jì)端到端電源只需要幾個點(diǎn)擊即可。簡單輸入設(shè)計(jì)要求，從效率高、面積小、低BOM成本中選擇優(yōu)化偏好，該工具將返回模塊化、集成化以及基于控制器方案化的設(shè)計(jì)選擇。從那里，可以選擇一個或多個設(shè)計(jì)進(jìn)行電氣和熱仿真，以及優(yōu)化組件。最后，以流行的CAD格式導(dǎo)出硬件原型的原理圖和布局圖。 圖1：TI的WEBENCH電源設(shè)計(jì)工具截圖 美信公司 ? EE-Sim設(shè)計(jì)生成和仿真工具：Maxim的在線工具可以讓你輸入設(shè)計(jì)要求，改變默認(rèn)首選到偏好組件，并仿真設(shè)計(jì)。使用檢測功能來查看包括貿(mào)澤電子在內(nèi)的喜好分銷商處的組件和定價(jià)可用性。保存或打印原理圖及BOM。 國際整流器 ? SupIRBuck?設(shè)計(jì)工具：IR的在線DC-DC設(shè)計(jì)工具根據(jù)用戶輸入的基本參數(shù)和任何特殊要求生成推薦方案，用戶從中選擇最匹配應(yīng)用需求的方案。該工具生成詳細(xì)的原理圖和BOM，并具備微調(diào)選項(xiàng)。功能則包括完整的交流分析，關(guān)鍵電壓和電流波形建模，瞬態(tài)性能建模，元件布局重新編排，詳細(xì)熱分析和功耗分析。 飛兆半導(dǎo)體 ? 電源WebDesigner：飛兆半導(dǎo)體的在線電源設(shè)計(jì)工具支持的功能塊包括初級側(cè)穩(wěn)壓反激式轉(zhuǎn)換器、次級側(cè)穩(wěn)壓反激式轉(zhuǎn)換器、開關(guān)式電源、AC-DC離線電源、隔離降壓-升壓轉(zhuǎn)換器、前置隔離降壓轉(zhuǎn)換器和DC-DC隔離轉(zhuǎn)換器。只需輸入基本設(shè)計(jì)要求，或使用工具來優(yōu)化參數(shù)。該工具可以分析和仿真設(shè)計(jì)，然后自動生成原理圖和BOM。 安森美半導(dǎo)體 ? GreenPoint?設(shè)計(jì)工具： ON的GreenPoint在線設(shè)計(jì)仿真工具目前專門面向AC-DC、DC-DC或線性應(yīng)用LED照明驅(qū)動器設(shè)計(jì)。 盡管電源設(shè)計(jì)應(yīng)始終謹(jǐn)慎并仍被許多經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)師視為精深技術(shù)，但只要提供新工具和可用資源，目前創(chuàng)造自制電源比以往更容易了。無論最終決定自制還是外購，貿(mào)澤電子將為您提供幫助。 貿(mào)澤電子提供600多家供應(yīng)商的產(chǎn)品，助力您的評估和開發(fā)過程。 (mbbeetchina)