电源模块是什么
电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，其特点是可为专⽤集成电路(ASIC)、数字信号处理器 (DSP)、微处理器、存储器、现场可编程门阵列 (FPGA) 及其他数字或模拟负载提供供电。⼀般来说，这类模块称为负载点(POL) 电源供应系统或使⽤点电源供应系统 (PUPS)。由于模块式结构的优点甚多，因此模块电源⼴泛应⽤于交换设备、接⼊设备、移动通讯、微波通讯以及光传输、路由器等通信领域和汽车电⼦、航空航天等。
电源模块的⼏⼤指标
电源模块是⼀种负反馈的稳压系统，其性能指标分为静态指标和动态指标。
静态指标输出电压精度：衡量模块的实际输出电压与标称的输出电压的差异性。 电压调整率(源效应)：衡量模块在不同输⼊电压的情况下输出电压的变化情况。
电流调整率(负载效应)：衡量模块在不同输出电流的情况下输出电压的变化情况。
交叉调整率：衡量模块某⼀路的输出功率的变化对其他路输出电压的影响情况，仅对于双路或多路模块。 温度漂移：衡量模块在不同环境温度的情况下输出电压的变化情况。
输出电压纹波：衡量模块的输出直流电压上的交流电压成分的⼤⼩。
效率：衡量电源模块在实现电压转换和功率传输的同时⾃⾝的损耗情况。
动态指标启动过冲和启动时间：衡量电源模块在加电启动时输出电压的建⽴过程或稳定过程的情况。
负载阶跃响应：衡量模块在负载阶跃变化的情况下输出电压的变化情况。衡量的指标主要有过冲或跌落的幅值以及恢复时间的长短。
电源模块的分类
按现代电⼒电⼦的应⽤领域，我们把电源模块划分如下：
绿⾊电源模块
⾼速发展的计算机技术带领⼈类进⼊了信息社会，同时也促进了电源模块技术的迅速发展。⼋⼗年代，
计算机全⾯采⽤了开关电源，率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进⼊了电⼦、电⽓设备领域。
水净化系统
计算机技术的发展，提出绿⾊电脑和绿⾊电源模块。绿⾊电脑泛指对环境⽆害的个⼈电脑和相关产品，绿⾊电源系指与绿⾊电脑相关的⾼效省电电源，根据美国环境保护署l992年6⽉17⽇“能源之星"计划规定，桌上型个⼈电脑或相关的外围设备，在睡眠状态下的耗电量若⼩于30⽡，就符合绿⾊电脑的要求，提⾼电源效率是降低电源消耗的根本途径。就⽬前效率为75%的200⽡开关电源⽽⾔，电源⾃⾝要消耗50⽡的能源。
开关电源模块山体滑坡监测系统
通信业的迅速发展极⼤地推动了通信电源的发展。⾼频⼩型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中，通常将整流器称为⼀次电源，⽽将直流-直流(DC-DC)变换器称为⼆次电源。⼀次电源的作⽤是将单相或三相交流电⽹变换成标称值为48V的直流电源。当前在程控交换机⽤的⼀次电源中，传统的相控式稳压电源⼰被⾼频开关电源取代，⾼频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的⾼频⼯作，开关频率⼀般控制在50-100kHz 范围内，实现⾼效率和⼩型化。近⼏年，开关整流器的功率容量不断扩⼤，单机容量⼰从48V/12.5A、48V/20A扩⼤到
范围内，实现⾼效率和⼩型化。近⼏年，开关整流器的功率容量不断扩⼤，单机容量⼰从48V/12.5A
、48V/20A扩⼤到48V/200A、48V/400A。
因通信设备中所⽤集成电路的种类繁多，其电源电压也各不相同，在通信供电系统中采⽤⾼功率密度的⾼频DC-DC隔离电源模块，从中间母线电压(⼀般为48V直流)变换成所需的各种直流电压，这样可⼤⼤减⼩损耗、⽅便维护，且安装、增加⾮常⽅便。⼀般都可直接装在标准控制板上，对⼆次电源的要求是⾼功率密度。因通信容量的不断增加，通信电源容量也将不断增加。
变换器
DC-DC变换器将⼀个固定的直流电压变换为可变的直流电压，这种技术被⼴泛应⽤于⽆轨电车、地铁列车、电动车的⽆级变速和控制，同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能，并同时收到节约电能的效果。⽤直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。直流斩波器不仅能起调压的作⽤(开关电源)，同时还能起到有效地抑制电⽹侧谐波电流噪声的作⽤。
通信电源的⼆次电源DC-DC变换器已商品化，模块采⽤⾼频PWM技术，开关频率在500kHz左右，功率密度为
5W~20W/in3。随着⼤规模集成电路的发展，要求电源模块实现⼩型化，因此就要不断提⾼开关频率和采⽤新的电路拓扑结构，当前已有⼀些公司研制⽣产了采⽤零电流开关和零电压开关技术的⼆次电源模块，功率密度有较⼤幅度的提⾼。
降温母粒UPS
不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的⼀种⾼可靠、⾼性能的电源。交流市电输⼊经整流器变成直流，⼀部分能量给蓄电池组充电，另⼀部分能量经逆变器变成交流，经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量，另⼀路备⽤电源通过电源转换开关来实现。
现代UPS普遍了采⽤脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电⼒电⼦器件，电源的噪声得以降低，⽽效率和可靠性得以提⾼。微处理器软硬件技术的引⼊，可以实现对UPS的智能化管理，进⾏远程维护和远程诊断。
⽬前在线式UPS的最⼤容量已可做到600kVA。超⼩型UPS发展也很迅速，已经有0.5kVA、lVA、2kVA、3kVA等多种规格的产品。
变频器电源
变频器电源主要⽤于交流电机的变频调速，其在电⽓传动系统中占据的地位⽇趋重要，已获得巨⼤的节能效果。变频器电源主电路均采⽤交流-直流-交流⽅案。⼯频电源通过整流器变成固定的直流电压，然后由⼤功率晶体管或IGBT组成的PWM⾼频变换器，将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出，电源输出波形近似于正弦波，⽤于驱动交流异步电动机实现⽆级调速。
国际上400kVA以下的变频器电源系列产品已经问世。⼋⼗年代初期，⽇本东芝公司最先将交流变频调速技术应⽤于空调器中。⾄1997年，其占有率已达到⽇本家⽤空调的70%以上。变频空调具有舒适、节能等优点。国内于90年代初期开始研究变频空调，96年引进⽣产线⽣产变频空调器，逐渐形成变频空调开发⽣产热点。预计到2000年左右将形成⾼潮。变频空调除了变频电源外，还要求有适合于变频调速的压缩机电机。优化控制策略，精选功能组件，是空调变频电源研制的进⼀步发展⽅向。
焊机电源模块
⾼频逆变式整流焊机电源是⼀种⾼性能、⾼效、省材的新型焊机电源，代表了当今焊机电源的发展⽅向。由于IGBT⼤容量模块的商⽤化，这种电源更有着⼴阔的应⽤前景。
逆变焊机电源⼤都采⽤交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的⽅法。50Hz交流电经全桥整流变成直流，IGBT组成的PWM⾼频变换部分将直流电逆变成20kHz的⾼频矩形波，经⾼频变压器耦合，整流滤波后成为稳定的直流，供电弧使⽤。
由于焊机电源的⼯作条件恶劣，频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中，因此⾼频逆变式整流焊机电源的⼯作可靠性问题成为最关键的问题，也是⽤户最关⼼的问题。采⽤微处理器做为脉冲宽度调制(PWM)的相关控制器，通过对多参数、多信息的提取与分析，达到预知系统各种⼯作状态的⽬的，进⽽提前对系统做出调整和处理，解决了当前⼤功率IGBT逆变电源可靠性。
IGBT逆变电源可靠性。
国外逆变焊机已可做到额定焊接电流300A，负载持续率60%，全载电压60~75V，电流调节范围5~300A，重量29kg。
直流电源模块
⼤功率开关型⾼压直流电源⼴泛应⽤于静电除尘、⽔质改良、医⽤X光机和CT机等⼤型设备。电压⾼达50~l59kV，电流达到0.5A以上，功率可达100kW。
⾃从70年代开始，⽇本的⼀些公司开始采⽤逆变技术，将市电整流后逆变为3kHz左右的中频，然后升压。进⼊80年代，⾼频开关电源技术迅速发展。德国西门⼦公司采⽤功率晶体管做主开关元件，将电源的开关频率提⾼到20kHz以上。并将⼲式变压器技术成功地应⽤于⾼频⾼压电源，取消了⾼压变压器油箱，使变压器系统的体积进⼀步减⼩。
国内对静电除尘⾼压直流电源进⾏了研制，市电经整流变为直流，采⽤全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为⾼频电压，然后由⾼频变压器升压，最后整流为直流⾼压。在电阻负载条件下，输出直流电压达到55kV，电流达到15mA，⼯作频率为25.6kHz。
滤波器
传统的交流-直流(AC-DC)变换器在投运时，将向电⽹注⼊⼤量的谐波电流，引起谐波损耗和⼲扰，同时还出现装置⽹侧功率因数恶化的现象，即所谓“电⼒公害”，例如，不可控整流加电容滤波时，⽹侧三次谐波含量可达(70~80)%，⽹侧功率因数仅有0.5~0.6。
电⼒有源滤波器是⼀种能够动态抑制谐波的新型电⼒电⼦装置，能克服传统LC滤波器的不⾜，是⼀种很有发展前途的谐波抑制⼿段。滤波器由桥式开关功率变换器和具体控制电路构成。与传统开关电源的区别是:(l)不仅反馈输出电压，还反馈输⼊平均电流; (2)电流环基准信号为电压环误差信号与全波整流电压取样信号之乘积。
供电系统
分布式电源供电系统采⽤⼩功率模块和⼤规模控制集成电路作基本部件，利⽤最新理论和技术成果，组成积⽊式、智能化的⼤功率供电电源，从⽽使强电与弱电紧密结合，降低⼤功率元器件、⼤功率装置(集中式)的研制压⼒，提⾼⽣产效率。
⼋⼗年代初期，对分布式⾼频开关电源系统的研究基本集中在变换器并联技术的研究上。⼋⼗年代中后期，随着⾼频功率变换技术的迅述发展，各种变换器拓扑结构相继出现，结合⼤规模集成电路和功率元器件技术，使中⼩功率装置的集成成为可能，从⽽迅速地推动了分布式⾼频开关电源系统研究的展开。⾃⼋⼗年代后期开始，这⼀⽅向已成为国际电⼒电⼦学界的研究热点，论⽂数量逐年增加，应
⽤领域不断扩⼤。
分布供电⽅式具有节能、可靠、⾼效、经济和维护⽅便等优点。已被⼤型计算机、通信设备、航空航天、⼯业控制等系统逐渐采纳，也是超⾼速型集成电路的低电压电源(3.3V)的最为理想的供电⽅式。在⼤功率场合，如电镀、电解电源、电⼒机车牵引电源、中频感应加热电源、电动机驱动电源等领域也有⼴阔的应⽤前景。
电源模块的作⽤
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调节。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。
输⼊保护电路密封杯
输⼊保护电路银行联动门
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)。
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：
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。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。
电源模块应⽤领域
电源模块主要应⽤于哪些领域呢?其实在我们⽣活中也有不少地⽅会⽤到它，只是我们不知道⽽已。北京稳固得电⼦可为以下⾏业客户定制电源模块：
测井车
电⼒⾏业
有线电、⽆线电、光或其他电磁系统，对电⼒系统运⾏、经营和管理等活动中会需要电⼒电源模块。
医疗电⼦
医疗电⼦与其他定位于⼤众市场及在乎成本的消费电⼦和其它低价产品应⽤领域的电⼦和功率电⼦不同，医疗电⼦要遵守的规则多得多。由于医疗电⼦产量⼀般相对较低，设计⼈员必须考虑购买或⾃制医疗电源模块的问题，但⼀般情况下，设计⼈员很少考虑⾃⼰设计离线功率电源。
仪器仪表
⼯业仪表是指⽓体、液体涡轮流量计，涡街流量计，电磁流量计等流量计量仪表以及压⼒开关、差压开关等仪器需要供电。
轨道交通
随着铁路⾏业的不断发展，为了提⾼车载运⾏的可靠性和提⾼乘客的舒适性，⼤量的电⼦设备被应⽤于轨道交通中，铁路电源模块的需求也会逐渐增加。
军⼯⾏业
军⽤电源具备⾼度的可靠性、安全性，且隐蔽性⾼，适应性强，在市场中的应⽤越来越⼴泛，正逐渐趋向⼤众化。
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