如何选择所需的电源供应组件

多年来，我打开过不少电源供应器，每次都对一个小型台式电源单元内能夹杂如此多的组件感到印象深刻。这些东西不就是在降压和整流交流电至直流电吗？不幸的是，像大多数电子系统一样，事情并没有那么简单，特别是当你考虑到实际电源组件的工作方式时。

无论你需要设计一个低功率单元还是一个具有多个调节阶段的高功率系统，你都需要一系列电源组件进行转换、过滤、调节和控制。我们编制了一个简短的列表，列出了你在电源系统中需要的一些组件，以及在选择组件时需要注意的重要规格。

重要的电源供应组件

电源中的所有组件都很重要，但更重要的是按任务在电源调节系统中对组件进行分组。如果你正在处理低功率并且只需要一个调节器IC，那么有一篇博客正是为此而写。看看这篇文章，了解如何选择电压调节器。

否则，你的任务是选择正确的组件，这些组件将放置在系统的每个阶段，以便它可以在没有热量或电气故障的情况下运行。有些组件在电源系统的多个阶段都普遍需要（例如，无源元件和功率MOSFETs），所以我们将尝试帮助阅读此文的新电源系统设计师了解这些要点。让我们按照从输入到一个较大的电源和调节系统的输出的顺序，看看每个阶段所需的一些组件。

输入：整流和过滤

在输入端，你需要一些过滤器来阻止共模噪声传播到输出端。如果你计划在交流电源（例如，来自发电机）或交流主电（电网电力）上运行直流系统，你将需要整流，如果你是为直流系统供电的话。桥式整流器IC适用于中等功率（高电压/低电流）。非常高的电流系统不能通过IC运行，因此需要一系列定制组件。

对于整流二极管和IC，要注意正向电压/电流和反向击穿电压。你要确保输入电力足以使桥中的二极管正向偏置，但不会导致反向偏置时的击穿。对于过滤器，你应该查看共模噪声降低比（CMRR）和引线的直流电阻。你要确保IR下降尽可能低，同时保持CMRR足够高。

• 高电压整流桥ICs

• 用于EMI过滤的铁氧体电感

调节：功率因数校正和调节阶段

对于低功率系统，即使它们从电网取电，您也会希望使用功率因数校正（PFC）IC。这是IEC标准下的要求，将有助于保持您下游调节器阶段的高效率。高功率系统也有相同的要求，因此它们也需要一个PFC阶段，可能还需要整流以进行AC-DC转换。 AC-DC电源系统的第一个调节阶段出现在PFC电路之后，提供第一个高功率转换阶段到所需的输出。在AC-DC系统中，第1个调节器阶段有效地将整流后剩余的纹波转换为高频噪声，以获得稳定的DC输出。下游调节阶段将根据需要增加或减少功率，以向不同的子系统提供必要的电压或电流。 这里重要的是输入/输出电压和电流值，但效率也很重要。

• 功率因数校正IC

• 电压调节器IC’

• 功率MOSFET

使用Renesas ISL6731BFBZ-T PFC电路的示例应用。类似的电路可以为高功率系统使用离散组件构建。摘自ISL6731BFBZ-T数据手册。

反馈和控制

这是电源设计变得非常有趣的地方。系统的反馈部分是一个需要将功率返回给调节器的早期阶段或感测单元以控制转换的领域。这一切都是为了确保只要供应电压高于某个最小值，系统始终输出稳定的功率。构建反馈和控制回路需要隔离以及自定义驱动器来调整任何调节器阶段的输出。

在选择这些组件时，有各种不同的规格需要查看。对于反馈回路中的组件，其中输出需要被感测并用于提供精确控制，输入电压/电流规格可能是最重要的。对于PWM驱动/控制电路，您需要将PWM频率与调节器部分的理想值匹配。ESD保护等级在这里也很重要，因为您需要确保在控制回路中发生危险放电事件时系统不会失败。

• 用于隔离的高压光耦合器

• 电流感应放大器和控制器

• 用于编程控制算法的MCU或小型FPGA

• 针对特定电源拓扑的定制控制单元

在低侧同步整流中使用的德州仪器的UCC24612。来自UCC24612数据手册。

其他电源组件

在电源中可能需要的其他组件包括一系列的无源元件，它们以某种方式出现在上述所有部分中。如果你正在为一个高功率调节器布局一个定制的电源转换器/调节器，你可能会使用数十个电容器。在最近一个无人车项目中，我们仅在电源调节部分就使用了超过100个电容器，以确保稳定的输出功率。

• TVS二极管或其他过压保护组件

• 用于PFC电路和调节器阶段的电感器

• 用于整个系统的电容器

• 二极管和其他半导体

当你需要选择电源组件时，你需要使用一个具有高级搜索和过滤功能的搜索引擎。Octopart为你提供了一个完整的电子元件采购和供应链管理解决方案，你将能够访问各种不同应用的组件。查看我们的电源管理集成电路页面，找到你下一个电源调节器所需的一些特殊组件。

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