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解開電源模塊降額曲線的奧秘

發(fā)布時(shí)間:2020-09-16 來源:Chris Glaser 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】隨著電子設(shè)備的尺寸越來越小,電源設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)電源時(shí)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(yīng)用環(huán)境(包括環(huán)境溫度)下以高負(fù)載運(yùn)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(shù)的電源模塊數(shù)據(jù)表中看到。降額曲線能夠顯示在不同環(huán)境溫度下可拉電流或功率的大小,同時(shí)仍然保持電源模塊在其溫度規(guī)格范圍內(nèi)(通常低于125°C)。圖1所示為2A TPS82140電源模塊數(shù)據(jù)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(fā)生微小的變化,因此必須查看特定設(shè)計(jì)相對應(yīng)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?yàn)榭傒敵龉β屎涂偣β蕮p耗也會增大。這一點(diǎn)可通過效率得到平衡,因?yàn)樾蕰S著輸出電壓的增大而提高,同時(shí)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(lián)合電子設(shè)備工程委員會(JEDEC)的測試PCB不同的是,EVM能夠更確切地體現(xiàn)實(shí)際設(shè)計(jì)問題。
 
而采用與3A TPS82130、2A TPS82140和1A TPS82150腳位兼容和腳位相同的設(shè)計(jì)方式則可以發(fā)揮更好的降額性能,從而減少電源設(shè)計(jì)人員所面臨的難題。即便在輸出達(dá)到5V時(shí),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(dá)95°C的溫度下仍能供應(yīng)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(dāng)然,要獲得數(shù)據(jù)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(dá)到42mm2,即可輕松實(shí)現(xiàn)良好的電路板布局。
 
一款易于設(shè)計(jì)的小電源模塊即可發(fā)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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