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解開電源模塊降額曲線的奧秘

發布時間:2020-09-16 來源:Chris Glaser 責任編輯:wenwei

【導讀】隨著電子設備的尺寸越來越小,電源設計人員在設計電源時必須考慮熱限值的問題。如果一個較小的電源無法在特定的應用環境(包括環境溫度)下以高負載運行,那么它就等同于沒有用處。
 
解開電源模塊降額曲線的奧秘
 
降額曲線中就有一種常見的熱限值,該熱限值可以在大多數的電源模塊數據表中看到。降額曲線能夠顯示在不同環境溫度下可拉電流或功率的大小,同時仍然保持電源模塊在其溫度規格范圍內(通常低于125°C)。圖1所示為2A TPS82140電源模塊數據表的兩條降額曲線。
 
解開電源模塊降額曲線的奧秘
圖 1:2A TPS82140電源模塊的降額曲線
 
如圖1所示,降額曲線會隨著輸入與輸出電壓的變化而發生微小的變化,因此必須查看特定設計相對應的曲線。一般來說,隨著輸出電壓的增大,降額情況會變得稍差一些,因為總輸出功率和總功率損耗也會增大。這一點可通過效率得到平衡,因為效率會隨著輸出電壓的增大而提高,同時有助于降低功率損耗。最后,降額曲線基于一個特定的印刷電路板(PCB),而此電路板通常是電源模塊的評估模塊(EVM)。與聯合電子設備工程委員會(JEDEC)的測試PCB不同的是,EVM能夠更確切地體現實際設計問題。
 
而采用與3A TPS82130、2A TPS82140和1A TPS82150腳位兼容和腳位相同的設計方式則可以發揮更好的降額性能,從而減少電源設計人員所面臨的難題。即便在輸出達到5V時,TPS82140也可以在65°C的溫和溫度下安全地提供完整的2A電流。圖2所示,低電流TPS82150在高達95°C的溫度下仍能供應完整的1A電流。
 
解開電源模塊降額曲線的奧秘
圖 2:1A TPS82150電源模塊的降額曲線
 
當然,要獲得數據表所示的降額性能,電路板的布局必須合理。但只要有5個外部無源組件且解決方案總體尺寸約達到42mm2,即可輕松實現良好的電路板布局。
 
一款易于設計的小電源模塊即可發揮良好的散熱作用。您可以在電路中的哪些地方使用這種模塊呢?
 
 
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