電源模塊是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應(yīng)器 (參看圖1)，其特點(diǎn)是可為專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號處理器 (DSP)、微處理器、存儲器、現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA) 及其他數(shù)字或模擬負(fù)載提供供電。一般來說，這類模塊稱為負(fù)載點(diǎn) (POL) 電源供應(yīng)系統(tǒng)或使用點(diǎn)電源供應(yīng)系統(tǒng) (PUPS)。由于模塊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)甚多，因此高性能電信、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系及數(shù)據(jù)通信等系統(tǒng)都廣泛采用各種模塊。雖然采用模塊有很多優(yōu)點(diǎn)，但工程師設(shè)計(jì)電源模塊以至大部分板上直流/直流轉(zhuǎn)換器時，往往忽略可靠性及測量方面的問題。本文將深入探討這些問題，并分別提出相關(guān)的解決方案。

　　采用電源模塊的優(yōu)點(diǎn)

　　目前不同的供應(yīng)商在市場上推出多種不同的電源模塊，而不同產(chǎn)品的輸入電壓、輸出功率、功能及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等都各不相同。采用電源模塊可以節(jié)省開發(fā)時間，使產(chǎn)品可以更快推出市場，因此電源模塊比集成式的解決方案優(yōu)勝。電源模塊還有以下多個優(yōu)點(diǎn)：

　　● 每一模塊可以分別加以嚴(yán)格測試，以確保其高度可靠，其中包括通電 測試，以便剔除不合規(guī)格的產(chǎn)品。相較之下，集成式的解決方案便較難測試，因?yàn)檎麄€供電系統(tǒng)與電路上的其他功能系統(tǒng)緊密聯(lián)系一起。

　　● 不同的供應(yīng)商可以按照現(xiàn)有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)同一大小的模塊，為設(shè)計(jì)電源供應(yīng)器的工程師提供多種不同的選擇。

　　● 每一模塊的設(shè)計(jì)及測試都按照標(biāo)準(zhǔn)性能的規(guī)定進(jìn)行，有助減少采用新技術(shù)所承受的風(fēng)險。

　　● 若采用集成式的解決方案，一旦電源供應(yīng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，便需要將整塊主機(jī)板更換;若采用模塊式的設(shè)計(jì)，只要將問題模塊更換便可，這樣有助節(jié)省成本及開發(fā)時間。

　　容易被忽略的電源模塊設(shè)計(jì)問題

　　雖然采用模塊式的設(shè)計(jì)有以上的多個優(yōu)點(diǎn)，但模塊式設(shè)計(jì)以至板上直流/直流轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)也有本身的問題，很多人對這些問題認(rèn)識不足，或不給予足夠的重視。以下是其中的部分問題：

　　● 輸出噪音的測量;

　　● 磁力系統(tǒng)的設(shè)計(jì);

　　● 同步降壓轉(zhuǎn)換器的擊穿現(xiàn)象;

　　● 印刷電路板的可靠性。

　　這些問題會將在下文中一一加以討論，同時還會介紹多種可解決這些問題的簡單技術(shù)。

　　前幾天我們跟大家說了該如何測試模塊電源的噪聲分貝率呢?

　　所有采用開關(guān)模式的電源供應(yīng)器都會輸出噪音。開關(guān)頻率越高，便越需要采用正確的測量技術(shù)，以確保所量度的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。量度輸出噪音及其他重要數(shù)據(jù)時，可以采用圖2所示的 Tektronix 探針探頭 (一般稱為冷噴嘴探頭)，以確保測量數(shù)字準(zhǔn)確可靠，而且符合預(yù)測。這種測量技術(shù)也確保接地環(huán)路可減至最小。

　　進(jìn)行測量時我們也要將測量儀表可能會出現(xiàn)傳播延遲這個因素計(jì)算在內(nèi)。大部分電流探頭的傳播延遲都大于電壓探頭。因此必須同時顯示電壓及電流波形的測量便無法確保測量數(shù)字的準(zhǔn)確度，除非利用人手將不同的延遲加以均衡。 電流探頭也會將電感輸入電路之內(nèi)。典型的電流探頭會輸入 600nH 的電感。對于高頻的電路設(shè)計(jì)來說，由于電路可承受的電感不能超過1mH,因此，經(jīng)由探頭輸入的電感會影響 di/dt 電流測量的準(zhǔn)確性，甚至令測量數(shù)字出現(xiàn)很大的誤差。若電感器已飽和，則可采用另一更為準(zhǔn)確的方法測量電流量，例如，我們可以測量與電感器串行一起的小型分路電阻的電壓。