作者 Landa Culbertson，Mouser Electronics 在當前高漲的能源意識下，電源性能無疑是高科技環境中的視野焦點，但在過去卻并不認為有何必要。舉例來說，美國能源部為ARPA-E項目投入了高達3770萬美元資金，旨在提升電力轉換系統的能源效率，并為包括面向消費、移動和計算以及無線基礎設施、照明、工業和汽車等所有應用實現高效、高功率密度電力電子。這一舉動源自該部門的評估：到2030年，美國80％的電力將流經電源轉換器，而在2005年該數字僅為30％。 而在不久之前，常用決策還是選擇購買現成電源，而并非于組件級自行設計。然而，隨著近年來電源的重要性不斷上升，半導體供應商提供了高效工具和資源來助力組件級電源設計師，幫助他們尋求基于電源技術的終端產品差異化方法。這些資源可以幫助設計人員實現一些現成產品不具備的獨特需求。相較以往購買現成電源，目前更值得花點時間來仔細評估自制的可能性。 為何購買？ 購買現成電源有以下幾個顯著優勢： ? 成本更低：與購買大批量生產的完全現成產品相比，組件的物料清單（BOM）成本更高。例如，30安培5伏電源的BOM成本約是商用電源價格的5倍。 ? 快速上市：通過節省開發時間來更快地推向市場，相應地可以將資源投入到核心競爭力上。 ? 滿足安全和法規認證:現成電源消除了申請機構批準的費用、時間以及其它挑戰。行業法規會隨時變化，但商用電源可以保證購買時滿足這些標準。需要考慮的認證包括: - 全球電氣標準 - 全球EMC/EMI標準 - 全球外部電源和電池充電器的功耗和效率條例 - 特殊應用認證，比如醫療和ITE認證 ? 質量與可靠性: 商用電源在線路、負載、溫度、沖擊和振動規范上經過了嚴格的測試。有些產品甚至支持延長保修。 ? 備選件: 選擇業界標準外型，無論是四分之一磚，半磚還是全磚，你都可以方便選擇其它備選件。 而商用電源這些條件全都俱備。 TDK-Lambda，擁有36年多的電源開發經驗，是該領域一名舉足輕重的供應商。該公司引以自豪的是為市場提供了大量高可靠產品，包括ZWS-BP 系列，提供150W-240W緊湊、輕重量、高效率、敞開式、AC-DC電源。該系列產品提供200％的峰值功率（280W - 480W），符合國際安全標準的常用輸入（交流85-265V）以及小于0.5毫安對地漏電流，符合包括功率因數校正的要求在內的EMC / EMI標準，并帶有5年質保。TDK-LAMBDA產品組合還包括 MWS65系列，規格為55-67W AC-DC電源，支持醫療和ITE認證，包括BF（浮體）等級的應用，這些應用可能會在與病人直接接觸，如血壓計和超聲設備。對于DC-DC應用，TDK-LAMBDA最近推出了PH-A280 系列轉換器，從200至425VDC輸入轉換為50W、75W、100W、150W的輸出功率。這些設備外型采用工業標準的四分之一磚模塊，適用于液體、空氣冷卻和傳導冷卻系統，因此溫度范圍可達-40?100℃。該系列還提供5年保修。 談到DC-DC模塊，少不了村田電源，它是當前全球最大的DC-DC轉換器模塊供應商。6W隔離單、雙輸出DC-DC轉換器NCM6系列，15W隔離 DC-DC轉換器SPM15系列，以及25W隔離 DC-DC轉換器SPM25系列，都是該公司最新發布的產品。所有這些產品都使用較小尺寸以便于電路板安裝。 NCM6面向優異熱性能優化封裝，而SPM15/25外罩金屬罐以降低電磁干擾輻射，抵抗高濕度等惡劣環境以及耐振動和沖擊等機械應力。 相較以往創造自制電源變得更為容易 下面是一些最新的設計工具和資源，可協助專家和新手電源設計師使用： 德州儀器 ? PowerLab?參考設計庫：使用在線PowerLab?電源參考設計選擇工具輸入設計規范，包括AC或DC輸入，隔離或非隔離，輸入和輸出電壓范圍，輸出電流，以及其它高級搜索規范，如應用或拓撲結構，來搜索TI公司1200多個參考設計的數據庫。這些設計實際上已經經由TI創建并測試，并提供可下載文檔，包括電路原理圖，印刷電路板（PCB）布局，物料清單，測試報告以及Gerber文件。 ? Power Stage Designer? 2.1：該在線工具可以幫助設計最常用的開關模式電源功率級。選擇拓撲結構（降壓，升壓，反激等），并輸入設計規范，該工具將顯示電感和/或變壓器的推薦值，以及提供有益的助解，包括占空比，輸入功率，二極管損耗和電流紋波等。 ? WEBENCH?電源設計：使用該在線工具時設計端到端電源只需要幾個點擊即可。簡單輸入設計要求，從效率高、面積小、低BOM成本中選擇優化偏好，該工具將返回模塊化、集成化以及基于控制器方案化的設計選擇。從那里，可以選擇一個或多個設計進行電氣和熱仿真，以及優化組件。最后，以流行的CAD格式導出硬件原型的原理圖和布局圖。 圖1：TI的WEBENCH電源設計工具截圖 美信公司 ? EE-Sim設計生成和仿真工具：Maxim的在線工具可以讓你輸入設計要求，改變默認首選到偏好組件，并仿真設計。使用檢測功能來查看包括貿澤電子在內的喜好分銷商處的組件和定價可用性。保存或打印原理圖及BOM。 國際整流器 ? SupIRBuck?設計工具：IR的在線DC-DC設計工具根據用戶輸入的基本參數和任何特殊要求生成推薦方案，用戶從中選擇最匹配應用需求的方案。該工具生成詳細的原理圖和BOM，并具備微調選項。功能則包括完整的交流分析，關鍵電壓和電流波形建模，瞬態性能建模，元件布局重新編排，詳細熱分析和功耗分析。 飛兆半導體 ? 電源WebDesigner：飛兆半導體的在線電源設計工具支持的功能塊包括初級側穩壓反激式轉換器、次級側穩壓反激式轉換器、開關式電源、AC-DC離線電源、隔離降壓-升壓轉換器、前置隔離降壓轉換器和DC-DC隔離轉換器。只需輸入基本設計要求，或使用工具來優化參數。該工具可以分析和仿真設計，然后自動生成原理圖和BOM。 安森美半導體 ? GreenPoint?設計工具： ON的GreenPoint在線設計仿真工具目前專門面向AC-DC、DC-DC或線性應用LED照明驅動器設計。 盡管電源設計應始終謹慎并仍被許多經驗豐富的設計師視為精深技術，但只要提供新工具和可用資源，目前創造自制電源比以往更容易了。無論最終決定自制還是外購，貿澤電子將為您提供幫助。 貿澤電子提供600多家供應商的產品，助力您的評估和開發過程。 (mbbeetchina)