序言
隨著當(dāng)今電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子系統(tǒng)產(chǎn)品從僅僅追求低價(jià)格、小體積、高性能逐步進(jìn)化到高效節(jié)能、高可靠性、高性?xún)r(jià)比、良好的交期保證等綜合指標(biāo)，僅僅擁有產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)能力已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)需求，還需具有技術(shù)創(chuàng)新能力、可靠性體系工程、生產(chǎn)規(guī)模和高工藝水平制造平臺(tái)。而電源作為電子系統(tǒng)中的心臟器件，如果“心臟”停止跳動(dòng)，可能導(dǎo)致其供電的系統(tǒng)崩潰甚至?xí)驗(yàn)槭U(kuò)散致使整個(gè)系統(tǒng)崩潰，因此電源除了上述電子系統(tǒng)產(chǎn)品的共性要求外，還需增加極低的不良率和失效效果不擴(kuò)散兩個(gè)要求。
1、定壓電源失效的真正原因
用到RS485和CAN通信以及運(yùn)放的地方必然會(huì)用到這樣一類(lèi)電源模塊：1-2W固定電壓輸入的電源模塊，此類(lèi)電源模塊大多采用成熟的推挽（Royer）電路實(shí)現(xiàn)，具有電路拓?fù)浜?jiǎn)單成熟、可生產(chǎn)性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此部分家庭作坊式企業(yè)在制作此類(lèi)電源模塊，并以極低的價(jià)格出售。這樣的電源模塊看起來(lái)采購(gòu)成本非常低廉，但是單一產(chǎn)品的價(jià)格已經(jīng)不能表征產(chǎn)品真正的成本，低可靠性的產(chǎn)品容易出現(xiàn)損壞，派遣工程師去現(xiàn)場(chǎng)處理的費(fèi)用成本以及客戶(hù)的信任危機(jī)成本將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電源模塊使用者的預(yù)期。因此，極低的不良率是很多高端客戶(hù)潛在且必要的需求。
另一方面，目前常見(jiàn)的1-2W定壓電源模塊應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)往往會(huì)出現(xiàn)輕負(fù)載效率低下、輸出容性負(fù)載接的過(guò)大或者是偶發(fā)性的輸出短路而導(dǎo)致產(chǎn)品的失效，更糟糕的是其失效模式卻大多是輸入端開(kāi)關(guān)管被擊穿所導(dǎo)致的輸入短路，電源模塊的輸入端口短路將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的前級(jí)電源的電壓被拉低，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰，更嚴(yán)重的是如果前級(jí)電源的供電能力很強(qiáng)，過(guò)流保護(hù)點(diǎn)過(guò)大的話定壓產(chǎn)品的失效往往導(dǎo)致整個(gè)PCB板燒毀乃至于引發(fā)火災(zāi)等嚴(yán)重問(wèn)題，所以Royer電路的固有缺陷越來(lái)越無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)在系統(tǒng)對(duì)高可靠性的要求。
那么解決輕負(fù)載效率低下、輸出容性負(fù)載過(guò)大和輸出短路的失效擴(kuò)散的方法到底在哪里呢？
2、誰(shuí)說(shuō)魚(yú)和熊掌不可以兼得？
如何既能保持高效轉(zhuǎn)換又能實(shí)現(xiàn)輸出短路保護(hù)以及提高電源模塊的長(zhǎng)期可靠性成為了1-2W定壓電源模塊的行業(yè)難題。
金升陽(yáng)，作為微功率模塊電源領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，其在微功率電源技術(shù)上的研究一直處于國(guó)際領(lǐng)先地位。盡管是已經(jīng)是行業(yè)翹楚，但金升陽(yáng)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上同樣遇到了上述的行業(yè)難題。為了徹底解決1-2W的定壓電源模塊的這些固有問(wèn)題，金升陽(yáng)投入了大量的研發(fā)人力，創(chuàng)造性的提出了六大專(zhuān)利技術(shù)，從根本上解決了Royer電路存在的無(wú)輸出短路保護(hù)、輕負(fù)載條件下效率低、長(zhǎng)期空載易失效、容性負(fù)載能力差、高低溫特性不佳、隔離電容偏大等固有的技術(shù)難題，同時(shí)，我們R2代產(chǎn)品是國(guó)內(nèi)唯一經(jīng)過(guò)系統(tǒng)可靠性工程改造的定壓產(chǎn)品，采取了DFMEA和PFMEA措施，從失效機(jī)理層面、器件層面、制造工藝層面到客戶(hù)應(yīng)用層面的全面可靠性改進(jìn)與提升，并從元器件特性?xún)?yōu)化、PCB布板優(yōu)化、生產(chǎn)工藝改進(jìn)、質(zhì)量管控等方面投入大量人力物力，全面提升產(chǎn)品性能及質(zhì)量。產(chǎn)品的理論失效率從第一代電源模塊300ppm的不良率降低到現(xiàn)在R2代產(chǎn)品的30ppm，大大降低了客戶(hù)的使用成本，提高客戶(hù)系統(tǒng)的可靠性。目前，金升陽(yáng)定電壓R2代電源模塊產(chǎn)品是全球唯一的同時(shí)具有長(zhǎng)期輸出短路保護(hù)、全負(fù)載范圍高效率、優(yōu)良的EMI特性、低紋波噪聲、優(yōu)異的高低溫特性的產(chǎn)品，金升陽(yáng)將全球的定電壓產(chǎn)品的技術(shù)水平提升到了一個(gè)全新的境界。
3、9大核心賣(mài)點(diǎn)奠定絕對(duì)優(yōu)勢(shì)
通過(guò)一系列系統(tǒng)的可靠性工程改造，金升陽(yáng)定壓R2代產(chǎn)品的整體性能相對(duì)于上一代產(chǎn)品的有了很大的提升，這里以金升陽(yáng)的三代產(chǎn)品B0505LS-1WR2、B0505LS-1WR、B0505LS-1W為例展開(kāi)對(duì)比，具體見(jiàn)表1：
表1 定壓R2代產(chǎn)品與一代產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)對(duì)比
從表1可直觀看出，金升陽(yáng)的R2代產(chǎn)品不但實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期短路保護(hù)，在各關(guān)鍵性能上都有突破性的提升。
1）高效
在目前采用常規(guī)的Royer電路實(shí)現(xiàn)的電源模塊產(chǎn)品，在輕負(fù)載條件下轉(zhuǎn)換效率極低。但是在電源模塊的實(shí)際應(yīng)用中，如果電源模塊長(zhǎng)期工作于輕負(fù)載條件下，由于轉(zhuǎn)換效率低而有可能導(dǎo)致電源模塊產(chǎn)品的失效，更為嚴(yán)重的是造成整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。金升陽(yáng)的R2代產(chǎn)品，在原有一代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新性的升級(jí)改良，產(chǎn)品效率得到極大地提高，特別是在輕負(fù)載條件下，其R2代產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換效率更是達(dá)到原來(lái)產(chǎn)品的2倍，以金升陽(yáng)的第一代B0505LS-1W、B0505LS-1WR和R2代電源模塊B0505LS-1WR2代產(chǎn)品為例，圖1為其產(chǎn)品效率曲線對(duì)比圖：
圖1 R2代產(chǎn)品效率對(duì)比曲線圖
從上圖中可看出，在滿載條件下，R2代產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換效率比原來(lái)產(chǎn)品提升近10%左右，但在輕負(fù)載(5%Load)條件下，其效率從原來(lái)的22%提升到了40%左右，更加有效的保證產(chǎn)品在系統(tǒng)中長(zhǎng)期工作于輕負(fù)載條件下的可靠性。
2）高溫度特性
得益于其效率的提升、高工藝水平和采用國(guó)際知名的原材料品牌，完成ESD、MSD、焊接可靠性和精益生產(chǎn)等項(xiàng)目的可靠性整改，極大地提升產(chǎn)品的穩(wěn)定性及可靠性，其工作環(huán)境溫度范圍更是達(dá)到了軍標(biāo)要求的-40℃-105℃，極大地降低了應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)高溫失效的幾率，而及金升陽(yáng)的一代產(chǎn)品只能滿足-40℃-85℃的工作溫度要求，在高溫環(huán)境下容易造成產(chǎn)品的失效，嚴(yán)重限制了客戶(hù)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及應(yīng)用要求。圖2為其工作溫度曲線圖。
圖2 定壓產(chǎn)品工作溫度曲線
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