开关电源模块设计要考虑哪些基本要素？

　　开关电源模块实际上是一个集成电路模块。设计开关电源模块实际上就是设计集成电路模块。

　　设计开关电源模块首先考虑的是电源模块的应用对象，即电源模块应用在什么设备之上，是医疗设备还是便携式消费电子，或者是可穿戴设备，这些设备对电压和电流有什么要求。其次要考虑的是电源模块上游电力的供应情况，是交流市电还是电池供电。再次，考虑的是工作环境，即电源模块在什么环境下工作，环境温度，环境变化状况等。

　　现以一个通信电源模块的例子来说明，设计一个电源模块需要考虑哪些要素。表 1.1

　　一，应用的设备的要求

　　应用设备不同对电源的要求也不同，例如一个通信模组对电压的输入要求为54.9V，输入电流为28A，过压范围为58.8-61.2V，调压范围为55.55-52.75V和45.7-45.9V。那么上述指标就是应用设备对电源的模块输入情况的要求。在设计电源模块电路的过程中，此项条件是电源模块的关键要求和指标。

　　二、电力来源情况

　　在中国，家用电器和小功率电气设备由单相交流 220V 供电，工业用电是三相 380V。在美国民用电源为 110V(有时是 120V)，而家用电器，如洗衣机电源是208V，而工业用电是 480V，但是照明却是 277V，当然也有用 120V 的;在欧洲为 230V，而在澳大利亚却是 240V，这就是电力供应的情况。

　　以上的电网电压仅仅是其额定值，每一种电网都有允许偏差。例如电网随负荷变化时产生较大波动。在上世纪末我国电网改造前，电网电压波动范围高达 30%以上。随着国民经济发展，大量电厂建立，供电量充足，同时经过电网改造，合理输配电，目前在我国大多数地区供电质量明显提高，一般变化在 10%以内，即在 198V～242V 之间。但在铁道系统和某些边远山区变化范围仍可能达到 30%。因此，你设计的开关电源，必须迎合使用地区的供电情况，即使遇到意外情况，也能够安全运行而不

　　发生故障。有时电网也可能丢失几个周波，要求有些电源能够不间断(保持时间)地工作，这就要求较大的输出电容或并联电池满足这一要求。

　　电网还存在过压情况。雷击和闪电在 2Ω阻抗上,引起线与线电压和共模干扰可高达 6000V 电压。闪电有两种类型，一种是短脉冲，上升时间 1.2μs，衰减时间 50μs，另一种很高能量，衰减时间1ms。电网还有瞬态电压，峰值达 750V，持续半个电网周期，这主要是大的负载的接入或断开，或高压线跌落引起电网的瞬变。

　　另外，在通信，电站，交通要求不间断供电的地方，电池作为不可缺少的储能可能会被大量使用。大量移动通讯站和手机，以及电动汽车，助力电瓶车都依靠电池提供能量。风力发电和太阳能发电存储峰值能量作为后备能源。电池作为电力来源有其与电网供电完全不同的地方，在设计电源电路的同时，必须做认真的考虑。

　　三、使用者的情况

　　研究、开发和使用电源，当然要与使用者打交道。安全就是一个必须考虑的因素。国际及各国都制定了电气设备的安全标准。触电时是电流危及生命，而不是电压。人体感觉到刺激的电流 1mA，通过人体的电流达数十 mA 以上时，肌肉就产生收缩抽搐现象，使人体不能自己离开电线。将使心脏丧失扩张和收缩

　　能力，直至死亡。但各人对电流的敏感程度相差较大。为防护触电，许多国家规定允许触电电流与时间的乘积为 30mAS。

　　另外，人在使用电源中的状况，如需不需要使用遥控，如何使用也是电源的设计者必须考虑的要素。

　　四、环境要素

　　不同的电源有不同的使用环境。例如户外LED电源与手机充电电源的使用环境有截然不同的要求。

　　电源模块要实现的功能就是给负载提供合适的电压和电流。综合以上因素考虑，电源模块的电气特性、机械规范(机械规范包括电源的尺寸和重量，以及安装方向、通风和冷却等等)、环境条件(环境温度：例如在 0～55℃温度范围内满功率工作.在模块下 50mm处模块的入口测量温度，存储温度：-40～+85℃，湿度：5%～80%,不结冰，高度： -60m～2000m工作;-60m～10000m不工作)、可靠性(例如MTBF大于 100000 小时)要素模型就可以搭建起来了。开源电源模块的思路就有了，功能模型就具备了。