電源模塊通常集成了經(jīng)高水平應(yīng)力測(cè)試的屏蔽電感器，有助于抑制輻射噪聲，從而減少污染附近其他敏感電路的可能性。

較新的DC/DC穩(wěn)壓器采用德州儀器(TI)的HotRod?封裝技術(shù)。圖4比較了HotRod封裝技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的線焊方形扁平無(wú)引腳(QFN)封裝。

圖 4：HotRod封裝技術(shù)

這種封裝技術(shù)消除通常用于將芯片焊盤連至引線框架的封裝接線，使用具有小焊接凸塊的銅柱。沒(méi)有封裝接線，寄生電感減少并進(jìn)一步有助于減輕EMI。

頻率同步

EMI是降壓穩(wěn)壓器開(kāi)關(guān)作用的產(chǎn)物，這意味著開(kāi)關(guān)頻率(FSW)對(duì)于保持低電磁干擾非常重要。在多個(gè)降壓穩(wěn)壓器為各種軌道供電的系統(tǒng)中，可能存在來(lái)自這些不同開(kāi)關(guān)頻率相互之間的干擾作用的拍頻。由于拍頻可在隨機(jī)頻率發(fā)生且其諧波也不可預(yù)測(cè)，因此在復(fù)雜的儀器系統(tǒng)中減輕電磁干擾極具挑戰(zhàn)性。

為幫助解決此問(wèn)題，TI LMZM33603和LMZM33606等電源模塊配備了頻率同步輸入引腳，可使系統(tǒng)中的所有降壓穩(wěn)壓器以一個(gè)公共頻率進(jìn)行切換。此功能不僅有助于避免拍頻，還能將FSW諧波保持在已知頻率。接著，設(shè)計(jì)一個(gè)減輕EMI的輸入濾波器變得更加容易。圖5所示為使用LMZM33606電源模塊的典型原理。

圖 5: 5 V輸出的典型原理圖

小型解空間中的高效率要求

臺(tái)式儀表設(shè)備使用較小的機(jī)箱，這可能導(dǎo)致空間受限的系統(tǒng)。這些機(jī)箱可能小于3U，通常為半機(jī)架寬度。具有集成系統(tǒng)模塊的PXIe機(jī)箱的示例可僅具有五個(gè)插槽：三個(gè)混合，兩個(gè)PXIe。

在這種空間受限的環(huán)境中，電源模塊成為實(shí)用的選擇。在適用時(shí)，使用它們可大大減少空間限制并縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。圖6中的電源樹(shù)所示為可用于臺(tái)式PXIe機(jī)箱中的背板電源的電源模塊和分立穩(wěn)壓器。

圖 6：臺(tái)式PXIe機(jī)箱的電源樹(shù)示例

由于負(fù)載電流限制，電源模塊可能無(wú)法為所有電壓軌供電。在需要更多電流功能的系統(tǒng)中，您必須選擇其他設(shè)備。德州儀器的WEBENCH®工具是了解更多有關(guān)其他器件和獲取設(shè)計(jì)原理圖，以及諸如效率、物料清單(BOM)大小和BOM成本等重要參數(shù)的一個(gè)好方法。

表1比較了TI功率模塊(LMZM33606和LMZM33602)和集成穩(wěn)壓器(LM73606和LMR33620)。如您所見(jiàn)，在設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)電源模塊時(shí)可節(jié)省相當(dāng)大的空間。操作效率在沒(méi)有任何可感知的變化時(shí)，空間得以節(jié)省。

表 1：DC/DC穩(wěn)壓器與電源模塊的比較