模块电源的应用

1. 概述

当今电源系统的设计，对于电子设计人员来说遇到了极大的挑战。他们要利用有限的资源和空间，在短时间内设计出灵活、高效、可靠和具有竞争力的电源系统。

模块电源(或称电源模块)是目前设计人员的最好选择。以模块式电源取代分立元件设计方案，好比用微信息处理器件代替集成电路方块，它可更灵活、更快捷地完成系统及开发，缩短开发或更改设计所花费的时间，节省人力及技术投资。目前，国内朝阳市电源有限公司、北京新雷能有限公司、上海福音电子模块厂已有模块电源生产。

2. 模块电源的优点 模块电源具有如下优点：

●设计简单。只需1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。

3. 模块电源应用

3.1 输出电压的调节  

对有TRIM或ADJ(可调节)输出引脚的模块电源产品，可通过电阻或电位器对输出电压进行一定范围内的调节，一般调节范围为±10％。

对TRIM输出引脚，将电位器的中心与TRIM相连，在所有＋S、－S管脚的模块中，其他两端分别接＋S、－S。没有＋S、－S时，将两端分别接到相应主路的输出正负极(＋S接＋Vin，－S接－Vin)，然后调节电位器即可。电位器的阻值一般选用5～10kΩ比较合适。

对ADJ输出引脚，分为输入边调节与输出边节。输出边调节与TRIM引脚的调节方式一样。输入边调节只能上调输出电压，此时将电位器的其中一端与中心相接，另一端接输入端的地。  

3.2 输入保护电路  

一般模块电源产品都有内置滤波器，能满足一般电源应用的要求。如果需要更高要求的电源系统，应增加输入滤波网络。可以采用LC或π型网络，但应注意尽量选择较小的电感和较大的电容。

为了防止输入电源瞬态高压损坏模块电源，建议用户在输入端接瞬态吸收二极管并配合保险丝使用，以确保模块在安全的输入电压范围之内。为了降低共模噪声，可以增加Y(Cy)电容，一般选择几nf高频电容。R为保险丝，D1为保护二极管，D2为瞬态吸收二极管(P6KE系列)。

3.3 遥控开/关电路  

模块电源的遥控开关操作，是通过REM端进行的。一般控制方式有两种：
　
(1) REM与－VIN(参考地)相连，遥控关断，要求VREF<0.4V。REM悬空或与＋VIN相连，模块工作，要求VREM>1V。

(2) REM与VIN相连，遥控关断，要求VREM<0.4V。REM与＋VIN相连，模块工作，要求VREM>1V。REM悬空，遥控关断，即所谓“悬空关断”(－R)。

如果控制要与输入端隔离，则可以使用光电耦合器作为传递控制信号。 　

3.4 模块的组合 　

(1) 并联扩容。将相同模块输出端并联，可使输出能力增强，但并联模块的输出电压要调整得比较一致，以保证相对均流，同时避免不必要的振荡。对有较大电流输出的模块，还可以仔细设计引线电阻，以达到均流效果。用这种方法并联的模块，不宜超过2个。同时，如果其中一块模块输出有故障，整个系统都将不能正常工作。并联扩容连接电路RL为负载。

(2) 冗余热备份并联。将相同的模块输出端通过二极管后并联可使输出能力增强，以提高电源系统的可靠性。原则上如果配合相应输出报警电路，将模块放在可以拆卸的母线上，这样，出现故障的模块可以及时更换。用这种方法并联的模块，没有量限制。D一般为肖特基二极管。  

(3) 串联扩容。将相同模块输出端串联，可使输出电压倍增，功率也相应增加，而串联输出端须接二极管以进行保护。　

3.5 铃流的备份使用  

铃流发生器主要用于电话局交换机给电话用户提供振铃，一般是在偏置状态下使用。偏置可分为正偏置和负偏置。为了提高铃流系统的可靠性，需要对铃流进行备份。下面是一种推荐的备份方式(以负偏置为例)。

该方案是使用铃流启动后的输出，通过备份铃流的REM控制端将备份的铃流禁止。在启动过程中，启动较快的铃流将工作。简单的延迟电路可防止两块铃流同时启动而造成双通。如图8所示。该电路中的铃流A、铃流B及其外围电路可以放在同一母线的不同铃流盘上。这样如果其中一块铃流出现故障，即可以更换，从而不致影响系统的正常工作。RCA与RCB是两块铃流盘的必要连接。