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導(dǎo)讀

產(chǎn)品上量后，通常都會(huì)有降成需求。多年來，接觸過不少產(chǎn)品降成案例，在電源上下刀過猛，引發(fā)了產(chǎn)品偶發(fā)性問題，帶來了很不好的負(fù)面影響。本文將對(duì)這些案例進(jìn)行總結(jié)，提供電源設(shè)計(jì)參考，確保產(chǎn)品降成不降質(zhì)量。

產(chǎn)品降成是商業(yè)活動(dòng)中的正常行為，可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售、維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行考慮。對(duì)于研發(fā)工程師而言，在降成方面通常是從設(shè)計(jì)入手，選擇什么樣的方案能節(jié)省物料成本、研發(fā)成本或者生產(chǎn)成本。這也是要看多方面的綜合成本，如果選擇了一個(gè)方案，單從硬件BOM成本看是降低了，但如果帶來了軟件研發(fā)成本的急劇增加，或者生產(chǎn)和維護(hù)成本大幅增加，那這個(gè)方案也是不合適的。

至關(guān)重要的一點(diǎn)，產(chǎn)品降成一定不能降低對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)要求，至少要確保能滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)要求，以及能通過相關(guān)測(cè)試。所以降成不能以犧牲產(chǎn)品品質(zhì)為代價(jià)，否則帶來的維護(hù)成本會(huì)大幅增加，嚴(yán)重影響到公司口碑。

在一些產(chǎn)品或系統(tǒng)中，電源成本占比很高，所以就有人想在電源上打主意。遇到過不少案例，在電源設(shè)計(jì)上做了物料成本節(jié)省，在電源最大功率、電源質(zhì)量等方面打了折扣，帶來了極大的隱患。電源系統(tǒng)為系統(tǒng)或產(chǎn)品工作提供能源，電源質(zhì)量的好壞直接影響著產(chǎn)品的穩(wěn)定性，穩(wěn)定可靠的電源是產(chǎn)品和系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，如果電源不穩(wěn)定，系統(tǒng)的可靠性就無從談起，千萬不要在電源上摳成本。

下面總結(jié)了電源設(shè)計(jì)方面的一些考量因素，僅供參考。

? 電源功率

如果電源功率不足以滿足產(chǎn)品的需求，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品無法正常工作或出現(xiàn)故障。例如，如果一個(gè)電源額定功率是500W，峰值功率是600W，配套給正常工作就需要600W功率的產(chǎn)品供電，有可能導(dǎo)致產(chǎn)品供電不足引起異常，且電源長時(shí)間處于高負(fù)荷狀態(tài)，也會(huì)加速其老化，縮短使用壽命。所以在選擇系統(tǒng)電源時(shí)，一定要注意額定功率和峰值功率，不能把峰值功率當(dāng)正常功率使用。

使用電源芯片設(shè)計(jì)供電電路時(shí)，也一定要有足夠的設(shè)計(jì)余量，不能把電源芯片輸出的最大值當(dāng)成設(shè)計(jì)值來使用，而應(yīng)當(dāng)將設(shè)計(jì)值控制在典型值以內(nèi)或者附近，當(dāng)然更不能超出芯片本身的最大值。例如芯片輸出電流典型值1.0A ，最大值為1.50A，就一定不能接超過1.5A的負(fù)載，而應(yīng)當(dāng)控制在1.0A附近。

實(shí)際案例：某智能家居系統(tǒng)在產(chǎn)品推向市場后，用戶反饋設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)重啟現(xiàn)象。經(jīng)檢查和分析，發(fā)現(xiàn)電源的輸出功率不足以支持設(shè)備的正常運(yùn)行，導(dǎo)致設(shè)備因過載而重啟。

應(yīng)對(duì)措施：在選擇電源時(shí)，應(yīng)充分考慮產(chǎn)品的功耗需求。對(duì)于需持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的設(shè)備，應(yīng)選擇輸出功率足夠大的電源，以確保為產(chǎn)品提供穩(wěn)定的電力支持。在設(shè)備設(shè)計(jì)過程中，還應(yīng)考慮電源的散熱設(shè)計(jì)和負(fù)載計(jì)算，以避免因電源過載而引起的設(shè)備故障。

? 電源穩(wěn)定性

電源穩(wěn)定性差會(huì)導(dǎo)致電壓和電流波動(dòng)，從而影響產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性。如果電源的輸出電壓或電流不穩(wěn)定，可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)重啟、死機(jī)、數(shù)據(jù)丟失等問題。此外，如果電源的響應(yīng)速度慢，不能及時(shí)響應(yīng)負(fù)載變化，也會(huì)影響產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性。

實(shí)際案例：計(jì)算機(jī)在充電時(shí)突然斷電，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)損壞。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，電源在充電過程中的輸出電壓波動(dòng)較大，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)電路板損壞。

應(yīng)對(duì)措施：選擇輸出電壓穩(wěn)定性好的電源，以減少對(duì)產(chǎn)品的干擾和損壞。對(duì)于對(duì)電壓波動(dòng)敏感的設(shè)備，如計(jì)算機(jī)、手機(jī)等，應(yīng)特別關(guān)注電源的穩(wěn)定性。此外，還可優(yōu)化穩(wěn)壓電路來提高設(shè)備的抗電壓波動(dòng)能力。

紋波控制

紋波控制是衡量電源性能的重要指標(biāo)之一。良好的紋波控制可減少電源輸出中的交流成分，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。如果紋波控制不良，可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)噪音、干擾等問題，甚至損壞。因此，在選擇電源時(shí)，應(yīng)關(guān)注其紋波控制能力，選擇具有優(yōu)良紋波性能的電源。

實(shí)際案例：某顯示器在顯示圖像時(shí)出現(xiàn)明顯的噪點(diǎn)和干擾。經(jīng)過維修和檢查，發(fā)現(xiàn)電源的紋波控制不良，導(dǎo)致顯示器出現(xiàn)噪點(diǎn)和干擾問題。

應(yīng)對(duì)措施：選擇具有優(yōu)良紋波性能的電源，以減少對(duì)顯示器的干擾和損壞。對(duì)于對(duì)圖像穩(wěn)定性要求高的設(shè)備，如顯示器、電視等，應(yīng)特別關(guān)注電源的紋波性能。同時(shí)，可優(yōu)化濾波電路來降低紋波對(duì)設(shè)備的影響，提高設(shè)備的圖像質(zhì)量和穩(wěn)定性。

尖峰和浪涌

尖峰和浪涌是電源中比較罕見的異常現(xiàn)象。尖峰是指電壓或電流突然出現(xiàn)高幅度峰值，通常持續(xù)時(shí)間較短。浪涌是指電壓或電流突然出現(xiàn)大幅度波動(dòng)，通常持續(xù)時(shí)間較長。如果電源中出現(xiàn)尖峰或浪涌，可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品損壞或出現(xiàn)其他不可預(yù)測(cè)的問題。

實(shí)際案例：某工業(yè)生產(chǎn)線上的傳感器在雷電天氣下經(jīng)常出現(xiàn)故障。經(jīng)過調(diào)查和分析，發(fā)現(xiàn)電源在雷電天氣下出現(xiàn)了尖峰電流和浪涌現(xiàn)象，導(dǎo)致傳感器線路過熱而出現(xiàn)故障。應(yīng)對(duì)措施：選擇具有防尖峰和浪涌功能的電源，以保護(hù)產(chǎn)品免受電流/電壓沖擊的損害。對(duì)于大電流設(shè)備，如工業(yè)生產(chǎn)線上的傳感器、電機(jī)等，應(yīng)特別關(guān)注電源的尖峰和浪涌保護(hù)能力。同時(shí)，可采取相應(yīng)的防護(hù)電路和保護(hù)措施來降低電流/電壓沖擊對(duì)設(shè)備的影響。

下一期我們將繼續(xù)深入探討電源設(shè)計(jì)的其他考慮因素，包括啟動(dòng)電流和沖擊電流、備用電源、電源設(shè)計(jì)余量和其他注意事項(xiàng)。