如何通过电源设计节省时间和空间
从工业物联网（IIoT）到网络基础设施设备，下一代电子系统正在注入新的智能，在不断缩小的空间中需要更多的功率，而不会影响热预算。因此，传统的解决方案并不适合。然而，考虑到上市时间压力，设计人员没有大量时间来设计电源，他们必须在有限的空间内努力散热，同时满足冲击、振动和EMI要求。
在不过热的情况下可靠地为缩小的设备和传感器供电的最佳方法是什么？并快速创建这些电源设计？
传感器历来包括一个传感元件和一些将传感数据传输到可编程逻辑控制器（PLC）的方法。数据将是单向的并以模拟格式传输。然而，模拟数据通信容易产生噪声，控制器无法直接诊断、重新配置或重新校准传感器。随着时间的推移，技术不断进步，传感器制造商开始将更多功能集成到这些设备中，同时通过二进制传感器降低噪声敏感性。在二进制传感器中，数据仍仅限于单向通信，工厂车间仍需要技术人员来处理手动校准等任务。
IO-Link的出现通过允许传感器和控制器之间的双向通信将智能带到了工厂车间的边缘（图1）。借助此功能，系统可以实时调整、配置和诊断传感器——这正是满足工业4.0和智能工厂的需求所需要的。
与为单一产品建造和优化的传统工厂不同，智能工厂旨在快速适应市场需求的变化。实时诊断功能有助于预测性维护，并可以延长工厂正常运行时间。
图1 带有IO-Link传感器的PLC
智能传感器的智能特性增加了这些传感器的功耗。与此同时，工业设备制造商也有向小型化方向发展的趋势。这意味着为智能传感器供电需要解决热量和尺寸方面的挑战。为了说明这些挑战，让我们考虑一个带有IO-Link的智能接近传感器（图3）。在此应用中，微控制器从传感元件收集数据，对其进行线性化和校准，然后将其发送到IO-Link收发器。从这里，数据被发送到系统 PLC。IO-Link连接器还提供24V为传感器供电。
图2 带有IO-Link的智能接近传感器示例
传感器电路的传统电源解决方案将涉及低压差线性稳压器（LDO）。让我们看看传感器电路、电源和整个设备的功耗。老式模拟传感器电路通常消耗大约15mA。24V工业电源轨最高可达30VDC。功耗如下：
I O=15mA，Vi=30V（最大值）
P Sensor=VoxIo=75mW
P SUP=P LDO=（Vi – Vo）xIo=375mW
P Device=P Sensor+P LDO=450mW
在本例中，只有75mW用于实际工作（为传感器电路供电），而LDO于效率低下而损失了375mW。我们的设备必须消耗450mW的总功率。为传感器添加更多智能功能将需要更多电流，这对于设备的功耗来说不是好消息。使用上面的计算，如果我们将传感器电路电流增加到30mA，则：I O=30mA，P Sensor=150mW，P SUP=750mW，P Device=900mW。900mW超过了大多数小型接近传感器的功耗限制。所以，散热是个大问题。
传统LDO电源解决方案的替代方案是使用小型DC-DC电源模块。如图4所示，在15mA传感器电流和保守的75%效率下，DC-DC电源模块的功率损耗仅为25mW。这有助于将总器件功耗从450mW降至100mW，功耗降低4.5倍。
图3 电源耗散-LDO与DC/DC转换器解决方案
由于DC-DC电源模块的高效率，传感器可以支持更多的电路和功能，因为热量最小化并支持更多的传感器电流。一些非常适合微型传感器的电源模块示例：MAXM17532是一款100mA超紧凑型宽输入电压uSLIC器件，以及MAXM17552可在高达60V的输入电压下工作。这些紧凑型模块可节省空间、减少热量并有助于简化电源设计。
随着工业4.0继续推动对智能传感器的需求，借助高度集成的DC-DC电源模块，解决为这些传感器供电的挑战现在变得更加容易。
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FD50-110SXXB3(C)3(-XXX)系列 DC/DC 模块电源
描述- FD50-110SXXB3(C)3(XXX)系列DC/DC模块电源，具有宽范围输入电压、高转换效率、低待机功耗、快速启动、多种保护功能等特点，适用于工业控制、电力设备、通信、机车、工业机器人等领域。
型号- FD50-110SXXB3(C)3-TH,FD50-110S12B3(C)3,FD50-110S48B3(C)3,FD50-110SXXB3(C)3系列,FD50-110SXXB3(C)3-TS,FD50-110SXXB3C3,FD50-110SXXB3(C)3,FD50-110SXXB3(C)3-T,FD50-110SXXB3(C)3-XXX,FD50-110S3V3B3(C)3,FD50-110S05B3(C)3,FD50-110S15B3(C)3,FD50-110SXXB3(C)3-XXX系列,FD50-110SXXB3T3,FD50-110S24B3(C)3,FD50-110SXXB3(C)3-H,FD50-110SXXB3(C)3-TSH,FD50-110SXXB3R3,FD50-110SXXB3N3
【产品】FN2-XXXXXC系列DC-DC模块电源，额定功率为2W，工作环境温度宽至-40℃～+85℃
FN2-XXXXXC 系列是爱浦电子为客户提供的2W DC-DC 模块电源。产品的额定功率为2W，输入电压范围4.5-5.5，10.8-13.2，21.6-26.4Vdc几类可选。产品体积小，封装尺寸为19.5x7.0x10.0mm。产品具有定电压输入，隔离非稳压输出，效率高等特点。
BK25-500SXXH1N4 新能源DC/DC模块电源
描述- BK25-500SXXH1N4是一款适用于新能源领域的DC/DC模块电源，具有超宽输入电压范围（100-1000VDC）、高效率和多重保护功能。该产品专为光伏发电和高压变频等场合设计，可在-30℃至+70℃的温度范围内工作。
型号- BK25-500S24H1N4,BK25-500SXXH1N4,BK25-500SXXH1N4系列,BK25-500S12H1N4,BK25-500S15H1N4
FD12-110DXXA3N3 系列 DC/DC 模块电源
描述- FD12-110DXXA3N3系列DC/DC模块电源具有宽范围输入、高转换效率、低待机功耗、快速启动、短路保护和多种保护功能等特点，适用于铁路、工业控制、仪器仪表、通信、电力、物联网等领域。
型号- FD12-110D3V3A3N3,FD12-110DXXA3N3,FD12-110D05A3N3,FD12-110D24A3N3,FD12-110D09A3N3,FD12-110DXXA3N3 系列,FD12-110D15A3N3,FD12-110D12A3N3
【产品】WD200-48S24Q3是标准的1/2砖块DC-DC模块电源，额定功率为200W
WD200-48S24Q3是爱浦电子为客户提供标准的1/2砖块DC-DC模块电源。产品的额定功率为200W，输入电压范围20-60Vdc，输出电压24Vdc。
【产品】1/4砖块DC-DC模块电源WD360-28S12G2J，工作电压16-40V，输出电压12V
WD360-28S12G2J是爱浦电子为客户提供的高性能1/4砖块DC-DC模块电源。产品的额定功率为360W，工作电压范围16-40Vdc，输出电压为12Vdc，产品封装尺寸为60.0×38.8×13.0mm。
FD12-110SXXA3(C)3 系列 DC/DC 模块电源
描述- FD12-110SXXA3(C)3系列DC/DC模块电源具有宽范围输入（4:1）、12W输出功率、高转换效率、低待机功耗等特点，适用于铁路、工业控制、仪器仪表、通信、电力、物联网等领域。
型号- FD12-110SXXA3N3,FD12-110S05V2A3(C)3,FD12-110SXXA3(C)3,FD12-110S24A3(C)3,FD12-110SXXA3(C)3 系列,FD12-110S3V3A3(C)3,FD12-110S05A3(C)3,FD12-110S15A3(C)3,FD12-110SXXA3C3,FD12-110S12A3(C)3,FD12-110S09A3(C)3
BK150-800SXXGA1D6 新能源宽范围输入 DC-DC 模块电源
描述- 该资料介绍了广州市爱浦电子科技有限公司生产的BK150-800SXXGA1D6新能源宽范围输入DC-DC模块电源。该产品适用于新能源领域，具有宽范围输入电压和稳定的输出性能。
型号- BK150-800SXXGA1D6,BK150-800S28GA1D6,BK150-800S32GA1D6,BK150-800S35GA1D6,BK150-800S24GA1D6,BK150-800SXXGA1D6系列
KW6-XXSXXE2C3 系列DC/DC 模块电源
描述- 本资料介绍了广州市爱浦电子科技有限公司生产的KW6-XXSXXE2C3系列DC-DC模块电源。该系列产品具有宽范围输入（4:1）、6W输出功率、高转换效率（高达86%）、低待机功耗（低至0.05W）等特点，适用于多种工业控制和消费电子产品。
型号- KW6-18S12E2C3,KW6-36SXXE2,KW6-18SXXE2,KW6-36S12E2C3,KW6-18S3V3E2C3,KW6-36S09E2C3,KW6-36S05E2C3,KW6-36S3V3E2C3,KW6-XXSXXE2C3 系列,KW6-18S24E2C3,KW6-36S24E2C3,KW6-XXSXXE2C3,KW6-18S05E2C3,KW6-36S15E2C3,KW6-18S09E2C3,KW6-18S15E2C3
FD6-XXSXXA3(-XX)系列 DC/DC 模块电源
描述- FD6-XXSXXA3(-XX)系列DC/DC模块电源具有宽范围输入(4:1)、输出功率6W、转换效率高达85%等特点，适用于工业控制、仪器仪表、通信、电力、物联网等领域。
型号- FD6-XXSXXA3系列,FD6-36S05A3,FD6-XXSXXA3,FD6-18S09A3,FD6-36S15A3,FD6-XXSXXA3-T,FD6-18S3V3A3,FD6-36S09A3,FD6-XXSXXA3-XX系列,FD6-18S12A3,FD6-18S24A3,FD6-36S24A3,FD6-18S15A3,FD6-36S12A3,FD6-18S05A3,FD6-36S3V3A3,FD6-XXSXXA3-TS,FD6-XXSXXA3-XX
VD10-XXXXXB1系列 DC-DC模块电源
描述- 该资料介绍了VD10-XXXXXB1系列DC-DC模块电源的性能特点和规格参数。这些模块具有宽范围的输入电压、高转换效率和低待机功耗，适用于多种应用场景。
型号- VD10-24S24B1,VD10-48S15B1,VD10-24S05B1,VD10-12D15B1,VD10-XXXXXB1 系列,VD10-12D12B1,VD10-24S3V3B1,VD10-12S12B1,VD10-12S15B1,VD10-24D05B1,VD10-12S3V3B1,VD10-48D15B1,VD10-48D12B1,VD10-24S12B1,VD10-48S24B1,VD10-48S05B1,VD10-24S15B1,VD10-48S3V3B1,VD10-12D05B1,VD10-12S24B1,VD10-12S05B1,VD10-48D05B1,VD10-24D15B1,VD10-24D12B1,VD10-48S12B1
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可定制高压电源模块的输入电压100VDC-2000VDC、功率范围5W-500W/4W-60W； 高压输出电源模块的输出电压100VDC-2000VDC。功率范围：4W-60W。
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提供全面表征产品器件耗电特征及功耗波形、快速瞬态效应、电源优化、表征和仿真测试服务，使用直流电源分析仪测量精度达50µV，8nA，波形发生器带宽100kHz，输出功率300W，示波器200kHz，512 kpts
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