模块电源的优点和应用

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。

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。

4. 模块电源的安装与维护

由于各公司生产的模块电源的类别、系列、规格品种难以数计，故其功能特性和物理特性不尽相同，因此在安装、使用与维护方面亦各有不同，但应在以下几方面引起注意。

(1) 打开包装后，应仔细核对各接线端子标识是否与随机所带的说明书相符，同时是否与订货合同约定的要求相符。如果不符，应立即与生产或销售单位联系，商讨处理办法。

(2) 作为安装的第一步，必须将模块电源的金属外壳可靠接地，以确保安全，但不可误将外壳接在零线上。

(3) 在安装完毕通电之前，应再次检查和核对各接线端子上的连线，确保输入和输出、交流和直流、单相和多相、正极和负极、电压值和电流值等正确无误，杜绝接反、接错现象的发生。

(4) 对于大功率电源，一般均有两个或两个以上的“+”输出端子和“-”输出端子。实际上，它们同属于一个输出电极，只不过为了使用户接线方便，它们内部是并接在一起。

(5) 模块电源不允许长期处于满负荷工作状态。线性电源的使用率，应控制在60%以内;开关电源的使用率，应控制在80%以内，否则有可能造成模块电源人为的早期失效。

(6) 对于模块电源，有些制造商出厂时在于可调端子(ADJ)间接有固定电阻。使用时须用户自配相应阻值的电位器，以取代该固定电阻。但要注意，当可调端子间处于开路状态时，决不允许加载。

(7) 为达到充份散热效果，模块电源宜安装在空气对流较好的位置。一般要求线性电源工作电流在4A以上，或开关电源工作电流在7A以上时，应加装强制风冷。此外，在模块电源外壳上不允许放置其他物品。

(8) 模块电源一般适用于以阻性为主的负载，若需要应用在以容性为主或感性为主的负载时，应事先在订货合同中加以说明，由厂方订做。

(9) 对于高压模块电源，在使用过程及停电后10分钟之内，均不可触及高压危险区。

(10) 模块电源选购原则：一般功率较大的宜选择开关电源，功率较小的选择线性电源。

(11) 模块电源不可强行拆卸，强拆即坏。

审核编辑：汤梓红