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裸板电源模块—开关电源模块的发展解析
发布时间：
2022-06-20 13:45
来源：
开关电源模块是电子电源的一大类，裸板电源模块具有小型化、高效率、重量轻、功率密度高、输入范围宽、功耗低、可靠性强等优点，近年来发展迅速。一般其功率为中小功率，产品功率大多在5W-350w之间。裸板电源模块广泛应用于工业自动化、LED照明、工业设备、科研设备、军事装备等领域。
开关裸板电源模块主要用于工业领域，占54％，其次是消费电子产品，占33％。近年来，随着新兴电力行业（如新能源发电、原有滤波器、无功补偿等）的发展，新能源（如电动汽车等），交通等领域，开关电源需求快速增长，供应商主要分布在华东、华南和华北。限制开关裸板电源模块发展的主要因素如下：
1、功率半导体的性能
例如，在1998年，出现了一个冷金属氧化物半导体晶体管，它减少了一个数量级的导通电阻。它是一种高频功率半导体器件，工作电压宽，开关频率快。
2、PFC变换器
由于ACDC转换器电路的输入端子具有整流元件和滤波电容器，所以当输入正弦电压时，单相整流电源装置的AC输入端子功率为0.6至0.65。
3、功率密度
电源的小型化和高频化一直是人们研究的注重点之一。为了实现高功率密度，需要提高PWM变换器的工作频率，减小电路储能元件的体积和重量。
4、电压调节器
电压调节器指一种具有低电压、大电流进行输出的DC-DC变换器系统模块，它向微处理器可以提高工作电源。
5、分布电源结构
分布式电源结构分为两类和三类，适用于高速集成电路和大规模数字开关系统。
6、高频磁元件
裸板电源模块对于电源系统中使用的高频磁性部件中使用的磁性材料有一些要求。目前，纳米晶软磁材料已经得到开发和应用。高频后需要软开关技术来提高开关电源的效率。
7、电磁兼容性
高频开关电源在实际应用中会产生强大的导电电磁干扰和谐波干扰，污染电磁环境，对设备造成干扰。
8、集成化技术
近年来，集成技术的发展趋势是将小型电源系统集成到一片芯片上。电力生产厂家应该使产品模块化、低成本、可制造和大规模生产。
9、设计和测试技术
设计和测试数据技术有产品的主电路、控制进行电路结构设计，物料的选择，性能的优化等，电源管理系统的热测试、EMC测试、可批量生产制造性测试，裸板电源模块应用发展领域教育等方面的研究。
10、数字化控制技术
开关裸板电源模块的数字控制是一种新的发展趋势，已开始应用于电力转换设备中。许多外国国家已经开发和生产了数字控制芯片和软件。
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我司的每款产品设计功率会有一定的冗余功率，可以在满载甚至超过额定负载情况下长时间运行，但出于高可靠性考虑，延长电源的使用寿命，请不要让负载达到额定值。一般推荐使用额定负载的60%-80%，环境温度建议为30℃左右，可以满载运行在55℃的环境温度，但是这样毫无疑问会大幅降低产品的可靠性和使用寿命。实际使用中，请注意控制负载和温度两个因素。如果环境温度比较高，那么需要尽量降低负载(也就是加大负载余量，选择更大输出功率的产品) ，反之如果需要大的负载电流， 那么要尽力做好通风、散热，比如将电源模块安放在开放空间、增加散热风扇等。 具体数值并非绝对固定，一般推荐环境温度55℃时负载不超过额定负载的20%，可以让产品保持非常高的可靠性提示：评估温度请使用测温设备，不要依靠皮肤感觉。 短时间并且小比例的满载、高温运行，对可靠性和寿命影响不大。例如：每次满载持续小于1分钟或半分钟，并且间隔10分钟以上，同时间隔期间负载低于15%额定负载，那么即使运行在55℃也是可以的。 安全使用警告: 由于裸板系列不带外壳，同时输入为220V交流。模块的输入引脚、对应的接线端子等都直接与220V连接，请高度注意防止触电与金属物短路，确保在任何触碰之前先断开电源。 二、使用多路输出电源对负载的要求 一般多路输出电源输出的电压精度为:主输出标称值为正负1%，副输出标称值为正 负5%-10%，多路输出的电源第一路输出是主路，其它路输出为副路，主路电压精度和带载能力均高于副路，因此一般应选择电流较大、电压精度要求高的一路为主路，各路电流之比为50-100%为宜，切不可在主路空载条件下副路单独加载使用，否则副路电压太低无法正常使用，另外如果主路负载为满载而副路负载为轻载可能会导致副路电压升高，反之副路电压会降低，可靠性和寿命影响不大。例如，每次满载持续小于1分钟或半分钟，并且间隔10分钟以上，同时间隔期间负载低于15%额定负载，那么即使运行在55℃也是可以的。
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