Правильний підхід у виборі та оформленні джерела живлення; Електроніка-сьогодні
Є три основні варіанти, хоча більш складні системи можуть базуватися на поєднанні всіх трьох. Перший варіант є найбільш відомим досвідченим інженерам в галузі електронного проектування, а саме власна схема живлення, хоча це часто буде включати комбінацію стандартних, готових контролерів живлення, поряд з дискретними силовими транзисторами та пасивними компонентами для фільтрації та кондиціонування. Другий варіант - це модуль, що включає комбінацію компонентів, знайдених у спеціальному рішенні, доступному в одному «пакеті», із зовнішніми контактами заземлення та вхідними та вихідними підключеннями до ліній електропередач. Такі модулі часто повністю інкапсульовані для захисту навколишнього середовища та легкого склеювання. Третій варіант включає наявні джерела живлення на полиці, це серійні вироби, які можна придбати залежно від потреб проекту: повністю інкапсульовані або відкриті (з відкритим каркасом). Повністю інкапсульована версія є кращою для систем, де потрібен доступ користувача, оскільки вона забезпечує найвищий рівень безпеки.
Рішення про використання нестандартної конструкції, налаштованих модулів або стандартних джерел живлення часто може бути предметом традиції. "Це так, як я це завжди робив" - це не обов'язково неправильна відповідь, але це може бути висновок, отриманий з досвіду, і його не можна легко скасувати, але він заслуговує на перегляд нового проекту з урахуванням обставин та технологій інший підхід.
Якщо новий продукт потребує істотних змін в енергопостачанні, це може мати сенс для команди, яка звикла створювати власні проекти, перейти на реалізацію на основі конфігурації або блок живлення (блок живлення), послідовний. Виробники зовнішніх або повністю інтегрованих джерел живлення зазвичай надають сертифікацію відповідним стандартам. Модулі будуть розроблені відповідно до стандартів, але остаточні системи, в яких вони працюватимуть, потребуватимуть сертифікації.
Питання про час виходу на ринок може призвести до подібного висновку. Готовий джерело джерела живлення, як правило, призводить до найшвидшого виходу на ринок - якщо він підходить для корпусу системи. Спеціальне джерело живлення від сторонніх постачальників також потребуватиме проектування, налаштування та часу інтеграції, що збільшить час виходу на ринок. Якщо налаштування важливі, модулі пропонують більшу гнучкість, але призведуть до більш тривалого циклу проектування та інтеграції, особливо там, де потрібні сертифікації. Для більшості дизайнерських команд обидва варіанти будуть швидшими, ніж створення повністю власної схеми.
Однак, що стосується розміру, повністю налаштована схема може легко запропонувати найкращий варіант. Дизайнер, знайомий із системними вимогами, може побудувати джерело живлення навколо інших друкованих плат. Можливо, це не найефективніший проект з точки зору продуктивності ват на кубічний сантиметр, але він може відповідати решті системи таким чином, щоб мінімізувати об’єм без шкоди для потоку охолоджуючого повітря. Модулі часто розроблені для зменшення розміру та вартості, часто використовуючи нові методи інкапсуляції для зменшення обсягу. Це стає чудовим вибором, коли вимоги цільової системи відповідають характеристикам доступних модулів.
Можуть бути ситуації, коли модулі самі по собі надзвичайно компактні, але комбінація, необхідна для бажаного застосування, призводить до невикористаних потужностей та ліній електропередач, що в підсумку збільшить розмір та загальну вартість рішення. Однак зараз є багато варіантів модулів, доступних через торгових посередників, таких як Farnell, що допомагає вибрати комбінації модулів, які найкраще відповідають цільовому застосуванню, простіше, ніж будь-коли. Незважаючи на зростаючу кількість варіантів модулів живлення, якщо цільовий проект має особливі вимоги, команда проектувальників повинна піти на компроміс щодо розміру або поєднання модулів із спеціальним дизайном для спеціальних ліній електропередач.
Як і у випадку з виробниками модулів, постачальники послідовних джерел напруги БП можуть створювати надзвичайно компактні вироби на основі оптимізованих технологій виробництва. Отже, вони часто пропонують моделі, що забезпечують високу щільність потужності, виражаючись у ватах на кубічний сантиметр. Однак стандартні, готові джерела живлення потрібно буде певною мірою певною мірою вказувати, щоб адаптувати продукт каталогу за максимальною зручністю використання цільової програми. Результатом може бути більший форм-фактор, ніж бажано.
Що стосується витрат, існують чіткі відмінності між витратами на розробку та типовими рішеннями.
Вартість стандартного джерела живлення (БП), як правило, буде вищою, ніж у випадку модельних моделей або моделей на замовлення. Але стандартне готове до використання рішення має малу перевагу або взагалі не вимагає витрат на розробку, що може бути дуже важливим для малих обсягів проектів. Якщо одиничні ціни будуть занадто впливати на цільовий додаток, варіант користувацького дизайну, мабуть, пропонує найбільшу перевагу, хоча він несе найвищі витрати на розробку.
Незважаючи на те, що користувальницькі схеми передбачають найдовший час розробки, виробники розробили ряд допоміжних інструментів, які значно спрощують вибір та дизайн друкованої плати відповідних джерел живлення. Прикладом є інструмент проектування DC-DC EE-Sim, розроблений Maxim Integrated. За допомогою інтуїтивно зрозумілих блоків інженер може ввести специфічні вимоги до програми та отримати принципову схему, результати моделювання схеми та перелік матеріалів для підтримки реалізації.
Варто також зазначити, що чітких відмінностей між типами енергетичних рішень немає. Постачальники, такі як TDK-Lambda, використовують модульні технології проектування, щоб забезпечити комфорт послідовних джерел живлення, завдяки гнучкості та продуктивності високоналагоджених модулів. На іншому кінці спектра, постачальники компонентів використовують переваги інтеграції на рівні капсул, щоб забезпечити надзвичайно складні архітектури живлення, які раніше знаходились лише в повністю інкапсульованих перетворювачах постійного/постійного струму.
Результатом є широкий спектр варіантів, які дизайнерські групи можуть врахувати, вибираючи найкращу стратегію живлення для свого проекту. Кожен проект повинен оцінюватися за власними можливостями, використовуючи критерії, описані вище. Ретельний аналіз вимог покаже, яка точка на кривій - від послідовного пристрою до повністю налаштованого - найкраще відповідає потребам програми.
Автор:
Кліфф Ортмайєр, Глобальний директор - технічний маркетинг, Фарнелл