嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中電源模塊選擇所要注意的問(wèn)題
一、隔離or非隔離?
“這部分電路到底需不需要隔離?”這基本上是每一個(gè)嵌入式系統(tǒng)工程師都會(huì)思考的問(wèn)題。
隔離電源模塊從隔離的目的來(lái)說(shuō),可以將隔離分為安全隔離和噪聲隔離兩大類。由于嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用廣泛性,在硬件設(shè)計(jì)中,經(jīng)常會(huì)遇到多電壓供電,數(shù)模混合,高速低速信號(hào)同板等復(fù)雜的情況,處理稍有不慎,就會(huì)引入干擾,輕則降低產(chǎn)品性能,重則干擾通信甚至引起系統(tǒng)重啟、癱瘓等。此時(shí),隔離就顯得尤為重要,在嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,一般都會(huì)選擇使用隔離模塊電源對(duì)PCB不同區(qū)塊進(jìn)行隔離供電,從最大限度上減少噪聲干擾,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
另外,在含有工業(yè)總線的嵌入式系統(tǒng)中,常常會(huì)面臨浪涌、電弧干擾、雷擊等惡劣環(huán)境,因此需要將總線部分和嵌入式系統(tǒng)部分進(jìn)行安全隔離。隔離不僅能消除接地環(huán)路的干擾,還能阻隔外界惡劣環(huán)境因素影響通過(guò)總線進(jìn)入核心系統(tǒng),保證核心系統(tǒng)安全的作用。
二、性能VS 成本?
“性能”和“成本”是一對(duì)相愛(ài)相殺的冤家,讓多少工程師面臨兩難的選擇,多少辛辛苦苦做的方案,由于成本問(wèn)題不得不放棄。是為了性能不顧成本?還是為了成本犧牲性能?怎樣平衡性能和成本,這是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中亙古不變的話題。
對(duì)于同樣輸入輸出電壓的DC/DC電源模塊來(lái)說(shuō),輸出功率和工作溫度范圍是影響其成本的主要因素。電子器件工作溫度范圍一般分為:商業(yè)級(jí)(0~70℃)、工業(yè)級(jí)(-40~85℃)、車(chē)規(guī)級(jí)(-40~105℃)、軍品級(jí)(-55~125℃)等。由于溫度等級(jí)不同,對(duì)材料和制造工藝的要求不同,模塊成本就相差很大了。
如果在體積(封裝形式)一定的條件下實(shí)際使用功率已經(jīng)接近模塊額定功率,那么模塊標(biāo)稱的溫度范圍就必須嚴(yán)格滿足實(shí)際使用需求甚至略有余量。如果由于成本考慮選擇了較小溫度范圍的產(chǎn)品,實(shí)際使用溫度已經(jīng)逼近模塊極限溫度的情況,怎么辦呢?這時(shí)可以采用降額使用的辦法,即選擇功率或封裝更大一些的產(chǎn)品,這樣“大馬拉小車(chē)”,溫升低,能夠從一定程度上緩解這一矛盾。
總之要么選擇寬溫度范圍的產(chǎn)品,功率利用更充分,封裝也更小一些,但價(jià)格較高;要么選擇一般溫度范圍產(chǎn)品,價(jià)格低一些,功率余量和封裝形式就得大一些。到底怎樣選擇,就需要根據(jù)實(shí)際的情況,綜合考慮了。