西门子电源模块的优点有哪些
西门子电源模块是一种可以直接安装在印刷电路板上的电源(见图1),其特点是为专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSPs)、微处理器、存储器、现场可编程门阵列(FPGA)和其他数字或模拟负载供电。一般来说,这种模块被称为负载点(POL)电源系统或使用点电源系统(PUPS)。由于模块化结构的优势,各种模块被广泛应用于高性能电信、网络连接和数据通信系统中。
虽然使用西门子电源模块有很多优势,但工程师在设计西门子电源模块和大多数板载DC/DC转换器时,往往会忽略可靠性和测量问题。
使用西门子电源模块的优点:
目前市场上不同的供应商推出了各种功率西门子电源模块,但不同产品的输入电压、输出功率、功能和拓扑结构都不一样。使用电源模块可以节省开发时间,让产品更快地推向市场,所以电源模块优于集成解决方案。电源模块还有以下优点:
每个西门子电源模块都可以单独进行严格的测试,以确保其高可靠性,包括通电测试,从而消除不合格产品。相比之下,集成解决方案更难测试,因为整个电源系统与电路上的其他功能系统紧密相连。
不同的供应商可以根据现有的技术标准设计相同尺寸的模块,为设计电源的工程师提供多种选择。
每个西门子电源模块都按照标准性能进行设计和测试,有助于降低采用新技术的风险。
如果采用集成解决方案,一旦供电系统出现问题,就需要更换整个主板。如果采用模块化设计,则只能替换问题模块,有助于节约成本和开发时间。
西门子电源模块的磁芯是否可靠是另一个经常被忽视的问题。大多数输出电感使用铁粉芯,因为铁粉是成本较低的材料。铁芯大约95%的成分是纯铁颗粒,这些铁颗粒通过有机粘合剂粘合在一起。这些粘合剂还可以分离每个铁粉颗粒,从而使磁芯的内部和外部充满透气的空间。
铁粉是西门子电源模块磁芯的原材料,但铁粉中含有少量的锰、铬等杂质,会影响磁芯的可靠性,影响的程度取决于所含杂质的多少。我们可以使用光谱电子显微镜仔细检查磁芯的横截面,以确定杂质的相对分布。堆芯是否可靠,取决于材料能否预测,供应是否稳定可靠。
如果铁粉芯长期处于高温环境中,铁芯损耗可能会增加,一旦损耗增加,就永远无法恢复,因为有机粘结剂的分子分解会增加涡流损耗。这种现象可以称为热老化,可能导致西门子电源模块磁芯热失控。