了解电源模块何时是正确选择

分立式、电源模块还是组合式？这得看情况。

如果你和我一样，你经常会发现自己面临着极其紧迫的项目期限。例如，您的经理刚刚要求您为新的电信系统设计电源。设计从在 FPGA 上实现的概念验证开始，现在必须创建电源。隔离电源砖提供 12 V 电源，为高级 ASIC、微控制器、FPGA 和各种其他组件供电。与往常一样，这些组件几乎占用了电路板的所有空间，物理定律面临着提供足够功率、稳定性、散热、低噪声和可靠性的挑战。而你只有一周的时间来制造这个电源（叹气）。让乐趣开始！

鉴于 ASIC、MCU 和 FPGA 的耗电电流要求，您可以使用基于分立的电源、分立和集成的组合，或基于模块的解决方案。成本、设计工作量和性能之间的权衡是解决方案规格和外形尺寸固定时必须考虑的条件。然而，当 FPGA 和微码选项仍然未知并且直到最后一刻都可能发生变化时，时间成为关键因素，并且可以预料到无法预料的开发延迟。

当您考虑使用分立元件设计电源时要考虑的所有事项时，您很快就会意识到电源模块可以提供的价值。借助分立式方法，选择正确的 PWM 控制器、FET、电感器、补偿方案和其他支持组件的组合可以快速增加您的设计周期。正确布局电路板所需的时间，以及持续的组件采购成本和时间，都是电源模块为您的电源解决方案提供显着优势的关键原因。

图 1：分立电源框图。

由于系统设计要求、电路板空间不足以及设计的概念性质，您确定该项目适合基于模块的解决方案。电源模块在一个封装中提供了一个完全集成的 DC/DC 稳压器。这意味着控制器、FET、电感器和补偿电路都封装在一个封装中。模块可以是模拟的、带有数字封装的模拟或全数字的。

图 2：电源模块实现。

假设您决定使用ISL8270M 数字 DC/DC 电源模块。无需气流或散热器即可提供 25 A 的连续输出电流。热增强型高密度阵列 （HDA） 模块可以将热量直接散发到 PCB 中。该模块的数字控制在单个开关周期内响应瞬态负载，无需补偿。它还最小化了输出电容以增加设计的密度。无论温度、输出电容和负载如何，这种控制都能使设计保持稳定。

图 3： ISL8270M 是一款完整的数字开关模式电源。添加输入/输出电容器以完成设计。

Pin-strap 模式允许快速更改预编程配置。借助此电源模块，使用称为PowerNavigator的设计工具图形用户界面 （GUI）来简化设置和配置。该工具使您无需编写任何代码即可轻松更改数字电源设计的特性和功能，确保在一周截止日期之前完成设计。

概念验证设计对于电源设计师来说始终是一个挑战，不建议胆小的人使用。当系统功率发生变化时，就会出现永无止境的障碍，例如由于错误和性能改进导致的电压变化，或者由于错误计算和不断调整 FPGA 和微控制器而导致的电流变化。对于电源设计人员来说，这些变化意味着进一步的密度和热问题，但最糟糕的是，这意味着对补偿网络进行可怕的重新计算。数字电源模块的 ChargeMode 功能可让您摆脱设计表、计算尺、花哨的计算器，并放弃智能手机的快速拨号技术支持。

审核编辑：郭婷