电源专题博客主页

制造或购买电源：在定制和现成解决方案之间进行选择

2017年6月22日作者 Mark Fordice - 3分钟阅读
最后更新于 2024年7月30日

定制内部开发的吸引力，特别是对于电源等组件来说，可能很强烈。例如，内部设计电源似乎是正确的选择，因为现成的解决方案费用可能会更高。如果需要大量产品，那么这种情况似乎具有说服力。让我们更深入地探讨并考虑成本算式中的其他因素。

内部设计的复杂性

要考虑的一个因素是，让电源变得尽可能小往往是一个复杂的挑战。它可能需要内部团队主要能力以外的知识，可能导致推迟上市。它也可能需要更昂贵的PCB组件，例如额外的层数和更多的铜，而其余产品则不需要这些东西。

提出内部设计和独立支持的其他方面更复杂，成本更高。可能需要特殊设备进行测试，如高质量电子负载。

管理合规

设计团队还必须确保符合市场特定的安全标准，例如针对ICT和AV设备的IEC 62368要求或针对医疗设备的IEC 60601-1要求。对于面向国际市场的产品，这些标准的地区差异使合规变得更为复杂。电源制造商协会(PSMA)（CUI是其成员）发布了安全和合规数据库以帮助解决这一问题，而CUI则发布了一本包含适用安全标准、机构和标记的可下载指南。

电源功效还可大大影响产品对于生态设计法规的合规性，如欧盟对于 LED 照明、白色家电和机顶盒等产品的基本要求。此外，客户将需要可靠信息，如果产品提供保修，则应涵盖电源部件。

PCB空间和布局注意事项

如果系统仅需要小型 AC-DC 电源或 DC-DC 转换器来提供较小功率，可直接集成至系统 PCB，这样势必会与系统电路其他部分争夺空间。变压器和电解电容器等部件相对较大且笨重，难以集中。如果整个 PCB 仅在一侧安装组件，则分立式电源解决方案将需要扩展并占据宝贵的 PCB 空间。

当然 PCB 的正确布局不仅可影响电源尺寸，还是最小化高频开关噪声、确保正确的散热管理、符合隔离距离等适用安全要求的关键。

参考设计：定制化挑战

为解决这些问题，参考指定电源组件供应商的设计，确保快速可靠的解决方案。电源组件供应商擅长熟练指定通用物料清单，提出建议和最佳设计实践，以满足各类系统的基本要求。但是，每种应用都有所不同，原始设备制造商团队指定的电源设计人员可能不得不偏离参考设计，以满足应用特定的性能需求、空间限制、散热或EMI要求。这样会增加项目的时间和成本，导致分立式电源依然无法达到预想的性能。

一个实例

例如，新应用可能只需要两层PCB加1盎司铜，但是所选分立式电源解决方案的参考设计建议适用4层2盎司铜。这一选择使整个应用电路板的 PCB 层数和铜的重量加倍，造成设计成本显著增加。此外，仔细再现制造商推荐的电源平面布局和分立组件走线需要花费较长时间。

现成设计的优点

预先设计的功率模块使工程师能够充分利用这两个领域。他们可采用最少的层数和最少的铜设计系统PCB，同时利用功率模块简化和优化功率转换需求。工程师现在不需要花费时间评估不同分立组件供应商的产品和参考设计、铺设功率层、保持反馈循环紧密和安静、保证电源开关不接近敏感的模拟电路，他们现在只需要选择适当尺寸的预先设计好的功率模块，这些功率模块已经过优化，占据最小的电路板空间，这样他们就能专注于设计相关的其他工作。