电源模块的应用有哪些

1． 前言 

AC-DC电源模块使用时一定要注意如下警告和注意事项，若果使用不当可能会造成电击，模块电源损坏或者着火的危险。

请一定要认真仔细阅读如下警告和注意事项： 

1．1警告： 

Ⅰ 不要触摸散热器和外壳，他们可能温度很高。 

Ⅱ 不要触摸输入端子或打开外壳触摸内部器件，他们可能存在高温或高压造成烫伤或电击。 

Ⅲ 当模块电源工作时，把你的手和脸远离模块，否则在模块异常时可能造成伤害。 

1．2 注意事项： 

Ⅰ 请确认已按照使用说明书的要求正确连接输入管脚和信号管脚。 

Ⅱ 确认在模块的输入端连接一个保险丝，保险丝应是慢断的，以满足安规要求。 

Ⅲ 模块电源属于元器件，安装和使用必须有专业设计人员进行设计。 

Ⅳ 此系列模块电源属于一次变换，在应用中应注意符合安全规范。 

Ⅴ 模块的输入、输出端属于危险能量，必须保证终端用户不能接触到。设备制造商必须保证模块输出不易被服务工程师短路或 

工程遗落的金属部件短路。 

Ⅵ 应用电路和参数仅供参考，在完成应用电路设计之前必须对参数和电路进行验证。 

Ⅶ 如模块存储或者不工作超过半年以上，建议客户每半年半载老化2小时，以保证电源模块使用寿命及可靠性。 

Ⅷ 模块空载或轻载工作时，模块内部如有轻微响声，属于正常现象。 

Ⅸ 这篇文章的更改不能保证即时通知客户，在实际使用中，请注意最新的说明。其他问题请参考《AC-DC常见故障分析》。 

2．常规ACDC电源模块应用说明 

2．1 基本应用电路图 

⑴ F1，为输入侧保险丝，应选择具有安规认证的慢断保险丝，其额定工作电流计算公式如下（警告，保险丝取得太大则不起保 

护，并容易引起由于一个电路输入短路使全部电源供电中断的事故，太小则容易引起误熔断。）： 

I=3*Vo1* Io1/η /Vin(min) 

式中：Vo1---输出电压； 

Io1----输出电流； 

η---模块效率； 

Vin(min)----最低输入电压。 

⑵ NTC为热敏电阻。 

⑸ CY、CX为安规电容。 

⑸ C1为高频陶瓷电容或聚酯电容，0.1μF/50V。 

⑹ C2为输出滤波高频铝电解电容，输出电流大于等于5A，选择220μF，小于5A选择100μF，电容耐压降额大于80%。 

　　对双路或三路输出ACDC模块电源，原边应用电路相同，副边可以看作两个独立变换选择滤波参数。图1 所示应用电路为典型的应用电 

路，如需通过更高的EMC测试，须增加滤波措施，图2 为一种滤波电路，仅供参考。（注：在图1 的应用中，我司的产品，EMI  

均能满足class B, 雷击浪涌能满足3 级以上，详见我司的技术手册） 

2.2， 对于多路输出的ACDC模块，一般是对主路进行稳压的，若客户对辅路电压的精度要求高时，请在辅路后面加一线性稳压器或其 

它稳压器。如图3所示。（注，我司部分产品有内置线性稳压器，具体需求请于我司技术人员联系） 

3.ACDC模块电源应用安全设计 

⑴ 标志要求 

　　在保险丝、保护地、开关处必须按照安规要求明确标志规格和符号，能够触及的危险电压和能量贴危险警告标识。 

⑵ 材料要求 

　　输入的L、N、E连接线分别使用褐色、蓝色和黄绿色导线。属于依靠基本绝缘加保护地防电击的设备（Ⅰ类设备），确保接 

地线（黄绿线）与大地良好连接，接地电阻小于0.1Ω。 

⑶电气间隙和爬电距离 

　　对于属于Ⅰ类设备的应用环境，用户应注意确保L和N 在保险丝之前以扩输入和金属外壳之间电气间隙大于2mm，爬电距离大 

于2.5mm；对Ⅱ类设备（依靠加强绝缘或双重绝缘防止雷击），确保L 和N 在保险丝之前电气间隙大于2mm,爬电距离大于2.5mm， 

输入和金属外壳或SELV电路之间电气间隙大于4mm，爬电距离大于5mm。 

⑷输入端能量 

　　输入侧如电容较大，可增加放电电阻保证插头或连接器端开后，输入端L、N和保护地两两之间的滞留电压在1秒钟之内泄放 

到其最大值的37%以下，如图2 所示，R1为泄放电阻。 

4. 电源模块应用的热设计 

　　随着电子科技和电源行业的发展，电源模块在社会的各个领域得到了广泛的应用。小型化，集成化将是未来电源的发展方向。 

由于功率密度越来越高，电源模块在使用过程中的将不可避免的遇到有关热设计方面的问题。尤其是AC DC电源模块，因为有电 

解电容的存在，如果长期工作在温度较高的环境，不仅会使电解电容的使用寿命大大减少，甚至会烤干电解电容内的电解液，造 

成模块工作异常或引发安全事故。因此好的热设计不仅可延长电源模块和其周围元器件的使用寿命，还可使整个产品发热均匀， 

减少事故的发生。电源模块应用热设计的几种常用方法如下（针对的情况和使用环境各不相同，在具体应用中请根据实际情况选 

用适合的解决方案）： 

⑴采用自然风冷 

　　对于一些小型化，高功率密度的电源模块(主要是板载式电源模块)来说，由于体积，成本等因素的影响，其电源模块大部分 

采用自然风冷作为主要的散热方式。通常的板载式的电源模块的散热途径主要有以下几种： 

　　a. 通过自然对流的方式将热量从电源模块外壳和暴露表面传至空气中，如果电源模块与PCB之间有间隙，也会通过其中的沟 

道传到周围环境中； 

　　b. 通过辐射由模块的暴露外壳辐射到周围物体表面或从模块的底部辐射到PCB板； 

　　c. 通过传导方式经模块管脚传到PCB板上。 

如下图： 

这类电源模块在应用的过程中主要注意以下几个方面： 

注意电源模块的通风 

　　由于这类电源主要依靠自然对流和热辐射来散热，所以电源模块周围的环境一定要通风良好，便于热量的快速散发。有必要 

时可在使用电源模块的产品周围增加散热孔，且散热孔要对通，周围无大型元器件遮挡，便于空气流通。 

注意相关发热器件的摆放 

　　对于使用电源模块的产品中，可能电源模块不是唯一的发热源。对于这样拥有多个发热源的产品来说，各个发热源应尽量远 

离，避免相互之间的热辐射，加剧电源模块的热环境。 

③ 承载ACDC电源模块的PCB板设计 

　　对于板载式AC DC电源模块来说，PCB板不仅起到支撑的作用，还是电源模块的一种散热途径。所以我们在PCB 板方面设计时就要 

考虑到。如加大主回路的铜皮面积，降低PCB板上元器件的密度等，都可以在一定程度上改善电源模块的散热环境。 

加散热片 

　　对于一些无法靠自然风冷来进行散热的电源模块我们可以通过添加散热片的方式进一步降低电源模块的温度。 

　　ACDC电源模块内部一般都填充有导热硅胶和树脂等，在自然散热情况下，外壳与周围环境之间的热阻远大于模块内部元器件与外 

壳之间的热阻，结果在电源体内，热分布是充分的，壳体差不多成为等热体。而模块的大多数热量是通过电源的暴露壁向外发出 

的。因此，此时电源模块的外壳面积直接影响到其散热效果。增加散热片其实就是增加对流和辐射的表面积从而大大地改善了电 

子器件的散热效果。 

　　散热片的种类有很多种，我们选用散热片时主要参照以下几个方面： 

① 采用导热性能好的材料（如铝，铜等）组成的散热片； 

② 发热体表面积越大，与环境温差越大，其热辐射能力也愈强，所以一般选有有翅片或表面涂黑色(或有色)粗糙漆的散热片； 

散热片应长而厚，便于散热。 

　　在自然对流和辐射情况下，散热片安装的原则是尽量安放至电源模块外壳与外界温差最大的地方，且在散热片与模块之间涂 

一层导热脂或其他导热填充材料，使散热片与模块之间结合紧密，便于散热。 

　　加强制性散热器风扇 

　　许多应用系统中，即使加装了散热片，电源的工作条件也得不到很好的改善。在这种散热系统很困难的应用系统中，只有通 

过加装强制性散热器风扇作为主要的散热方式。 

　　用风扇来进行散热，能极大的降低电源模块的表面温度。但较大的风扇会使整个系统的体积变大，所以在风扇的体积和尺寸 

选择上，我们要选择适当。在一些风扇的体积和尺寸被限定的系统中，风扇的风速直接影响到散热的效果。风速越大的风扇所能 

提供的气流速度也越大，但噪声也会越大，反之会越小。使用时视具体的情况来选择合适的风扇，使其在散热效果和噪声之间得 

到比较好的平衡。 

　　风扇安装的一般指导原则是，形状较长电源模块，风扇吹风方向应该是水平的，沟道内的风扇吹风方向应该是垂直的以便于 

形成“烟囱效应”而有利于散热。另外还可在风扇与模块之间涂一层导热脂或其他导热填充材料，使风扇与模块电源外壳（或电 

源金属基板）之间的结合紧密以减少热阻，但不要因过紧而造成模块电源外壳（或电源金属基板）变形。 

5. AC/DC 模块电源输入欠压对模块特性的影响 

5.1 AC-DC模块电源内部框图 

5.2 AC DC模块电源输入欠压对模块电源可靠性的影响 

5.3 能达电源AC/DC模块电源的额定输入范围为：85～264VAC，120～370VDC，在额定的输入电压范围内，电源的输出电流参 

数将符合设计的额定值。 

5.4 假定在额定负载情况下和额定输入电压范围内，电源负载电流为Io，输出为额定电压Vo，此时 电源为负载提供的功率为Io 

×Vo。 

5.5 当输入电压低于额定输入范围时，为了能够为负载提供同样的功率Io×Vo，此时流经开关管的电流Is必然增大；如果长时间 

工作在这种状态下，容易造成开关管S损坏。 

5.6 注：应避免使ACDC电源模块长期处于超过额定输入范围的异常使用状况 

5.7 输入电压与带载能力关系曲线 

5.8 NA03-T2S24输入电压（AC）与带载能力关系图：