电源模块是一种可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器,能够为集成电路、数字信号处理器、微处理器等负载提供供电,根据不同的划分标准,有多种分类方式:
这是电源模块核心的分类方式,不同拓扑的工作原理、效率、适用功率范围有明显区别:
AC-DC 电源模块
直接将交流电(市电)转换为直流电,无需额外的 AC-DC 适配器,常见拓扑包括反激式、正激式、桥式整流式等,功率范围覆盖 0.5W 到数 kW,多用于消费电子、工业控制的直接市电供电场景,比如家电内部的供电模块、小型工业设备的电源。
DC-DC 电源模块
将一种直流电转换为另一种电压的直流电,是使用广泛的类型,常见的有:
降压型(Buck):输入电压高于输出电压,比如将 12V 转为 5V,效率高、成本低,是消费电子、工控设备中常用的类型
升压型(Boost):输入电压低于输出电压,比如将 3.7V 锂电池电压转为 12V,常用于便携设备、LED 驱动
升降压型(Buck-Boost):输入电压可高于或低于输出电压,比如车载电源(输入 9-36V,输出 12V),适配电压波动大的场景
谐振式电源模块
采用谐振拓扑(LLC、串联谐振等),效率更高(通常>90%)、EMI 更低,多用于大功率、高要求的场景,比如服务器电源、新能源汽车的车载电源模块
不同封装的体积、散热能力、安装方式不同,适配不同的设备空间:
插针式(Through-Hole)
引脚通过电路板焊接固定,散热性好、机械强度高,功率一般较大(10W 以上),多用于工业控制、通信设备的电路板
贴片式(SMD)
体积小(一般在 10W 以下),直接贴装在电路板表面,适合消费电子、便携设备等对空间要求高的产品,比如智能手机、智能手表的电源模块
开放式 / 模块式
无外壳或仅有简易外壳,散热性好,可灵活安装,多用于定制化设备、大功率电源系统的组成单元
封装式
带有金属或塑料外壳,有较好的电磁屏蔽和防护能力,适合工业环境、户外设备
小功率电源模块:功率<10W,多用于便携设备、消费电子,比如蓝牙耳机、智能手环的供电模块
中功率电源模块:功率 10W-100W,多用于工业控制、通信设备的单板供电,比如路由器、交换机的板载电源
大功率电源模块:功率>100W,多用于服务器、新能源汽车、工业电源系统,比如服务器的 CPU 供电模块、充电桩的电源单元
稳压电源模块
输出电压 / 电流稳定,分为线性稳压和开关稳压:
恒流电源模块
输出电流恒定,多用于 LED 驱动、电池充电等场景,比如户外 LED 显示屏的供电模块
可调式电源模块
输出电压或电流可通过外部电路调节,多用于研发测试、定制化设备
隔离型电源模块
输入和输出之间有电气隔离(通过变压器、光耦等实现),安全性高,可避免输入输出的电气干扰,多用于医疗设备、通信设备、工业高压场景,比如监护仪的电源模块
非隔离型电源模块
输入和输出之间无电气隔离,成本低、体积小,多用于对安全性要求不高的低压场景,比如消费电子的内部供电