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            高功率時代來臨 電源系統及組件設計與時并進!

            文章來源:萬利隆電子 閱讀次數:發布時間:2017-10-17

            環顧生活周遭,只要與電力相關、需透過電力運作的裝置,都離不開功率組件與電源管理,可以說電源管理與功率組件充斥在生活當中。雖然功率組件與電源管理并不是那么容易被使用者所注意,且屬于系統裝置制造商在產品設計時該留心的部分,不過,一旦系統電源管理或功率組件出現小問題,很可能會導致產品在市場中慘遭滑鐵盧,甚至面臨須賠償使用者的局面。

            更何況,當前許多應用促使電源管理系統朝高功率、高壓邁進,其中會產生的新問題更是接踵而來。因此,電源管理系統與功率組件究竟在高壓應用裝置中扮演何等重要的角色呢,讓我們從不同的角度來分析電源管理與功率組件的重要性與設計時所需注意的重點。

            電源架構已然改變

                   朝更高功率的電源設計已是大勢所趨,不過,高功率電源設計也不斷求新求變,以期能夠更加提升整體功率使用效率。電源架構的改變包括電壓輸入與輸出范圍更廣、更高的輸出功率、更高功率密度、更小的尺寸、更輕的重量、更佳的散熱效能,以及自動測量電壓電流狀況,如此才能打造有競爭力的電源應用系統。萬利隆(www.onebadlung.com, 400 803 9333, sales@microhm.com )電阻產品,特別是分流器,匯流排分流器在設計時充分考慮到惡劣環境對電阻穩定性的影響,電壓突然改變對電阻的要求,TCR,散熱,噪音等,可以根據不同應用場合設計出不 同形狀,大小,厚薄的產品。

            精密電阻

            不僅如此,在市場上越來越獲重視的數字電源系統也有新的轉變。數字電源是未來電源系統的大勢所趨,相關應用也相當多元,如DC到AC電源、電源逆變器、HID照明、LED照明、太陽能等,但不可諱言,目前仍是以模擬電源為大宗。

            上述發展趨勢也為電源管理系統帶來新的挑戰:干擾、重量、尺寸限制、散熱、低壓DC高壓化、功率損耗、高電壓時系統和組件耐受度,以及測試方式與工具等。所幸,在大家的努力下,從電路設計的改變,到芯片材料的演進使得電源管理架構有更好的效率表現,以及更佳的成本、更簡單的設計。

            電路保護設計避免大災難發生

            電源管理系統中,不僅要注意電路如何設計,電路的保護也需要花心思,尤其高功率的電源管理設計架構更要強化保護措施。電路保護普遍被用在電信設備、數據中心/服務器、儲存裝置(如HDD、SSD、Midplane)、工業控制、塔式天線,以及商業電力系統。這些系統的電路一旦發生問題,影響范圍相當廣大,因此在電路設計時需要特別注意電路是否會因短路或其他原因而產生火災。

            減少損耗 功率轉換需提高效率

            在電源系統電路設計過程中,由于一般電池或市電輸入電壓與裝置所需的運作電壓有所差距,因此往往需要經過升降壓的過程,或者裝置在開啟與關閉時,需要進一步切換。但電力在升降壓或切換時,多多少少會喪失些電力,因此需要能夠將切換功率提升,才不會造成電力的浪費,并獲得更好的電力使用效率。

            半導體制程技術持續不斷的演進,如智能型手機核心處理器即因而受惠,大大提高處理效能,但是智能型手機整體的效能卻沒法跟著處理器效能的提升而提高,原因在于使用者對智能型手機的需求越來越高,但電池卻不能無限制地將容量密度加大——限制了智能型手機功能發展,也突顯電源管理的重要性。

            散熱至關重要

            電源系統朝高電壓發展,雖整體系統效能得以提升,但熱生成也成為越來越令工程師頭痛的問題,一旦產生的熱能太高,不僅系統效能會降低,甚至還會使系統當機、停止運作。電源管理系統朝高功率發展的同時,如何散熱,就成了新的挑戰,許多無須考慮體積的系統會采用散熱片,但許多高功率的應用又相當在乎整體體積大小、功率密度、環境永續、制造過程能否真正全自動化,以及成本。萬利隆提供的電阻產品,充分考慮到

            此時,有效利用一些散熱材料,透過封裝技術,也可讓電源管理模塊更易于散熱。

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