电子产品设计中供电电源的选择与应用--芯片电源模块KX-CPS-5

卞立群

深圳市可信自控有限公司

在电子产品设计过程中，当采用220VAC交流电源为电子产品供电时，重要考虑之一是采用什么样的供电电源为电子电路当中的芯片供电。特别是当电子产品中采用MCU微处理器的时候，由于MCU的价格高，而且对稳压和负载特性要求高，因此，选择合适的供电电源对电子产品设计的可靠性起到至关重要的作用。

我们知道，芯片的供电电压是5VDC或3.3VDC。将220VAC交流电转换为5VDC的直流电通常有以下三种供电电源可供选择。

第一种：采用50Hz／60Hz低频变压器和滤波稳压元件，该电源的优点是220VAC高压与5VDC低压之间通过低频变压器进行电气隔离，因此使电子电路和芯片不会受到高压电击影响，所以安全性高；缺点是一般的低频变压器因为体积和重量大使产品变的笨重，即使采用环形变压器设计能够使体积小一些，相比较而言，体积和重量还是较大。

第二种：采用金属化模电容降压和滤波稳压元件，该电源的优点是成本低，缺点是220VAC高压与5VDC低压之间没有电气隔离，如果高电压击穿降压元件，可能烧毁关键芯片，对采用MCU这样的高价值的芯片，该供电方案不可取，对价值较低的芯片可以考虑采用这种供电电源。

第三种：采用开关电源方案设计的电源，该电源的优点是成本较低，而且，20VAC高压与5VDC低压之间通过高频变压器进行电气隔离，因此使电子电路和芯片不会受到高压电击影响，所以安全性高，同时，通过模块化设计，他的体积和重量小，温升小，效率高，稳压性能好，负载能力强，输入电压宽，输出电压可调等特点突出，是理想的电子电路供电电源解决方案。

以下用KX-CPS-5芯片电源模块为例，详细说明应用的一些特点。

·AC/DC隔离

这个特点前面已经讲过了，这里不在累述。

·输出电压可调

这个功能十分有用，在电子产品设计中，我希望5VDC电压输出可以适当调节，原因是过低的电压可能造成芯片工作不稳定。例如，由于电路中二极管等元件的管压降使到达芯片的电压很低，当接近或低于芯片最低电压时，芯片不能正常工作，常见的现象是程序下载过程中出现莫名其妙的错误。KX-CPS-5芯片电源模块输出电压5-6VDC范围内可调就是针对这个问题而设计的。

·输入宽电压

在设计电子产品时，可能希望产品在全世界范围内能够使用。无论是国内市电的220VAC，还是美国、加拿大和欧洲的110VAC，或是日本的240VAC，产品都能够使用，这一点对于产品国际化市场销售十分有益。

·电源效率

在有的国家，对进口电子产品电源的效率要求很高，比如要达到85％的电源效率。当然采用低频变压器和金属化膜电容的电源方案的效率都很低，不可能达到85％的电源效率，只有采用高频变压器设计的电源，它的电源效率有可能达到85％以上。

·2路3.3VDC供电电源

有的MCU的供电电源是3.3VDC，下面的电路图显示如何通过KX-CPS-5芯片电源模块来获得一路数字3.3VDC和一路模拟3.3VDC电源输出。

·2路5VDC供电电源

下面的电路图显示如何通过KX-CPS-5芯片电源模块来获得一路数字5VDC和一路模拟5VDC电源输出。