原裝西門子單電機模塊6SL3121-1TE21-0AA4 原裝西門子單電機模塊6SL3121-1TE21-0AA4 
SINAMICS S120 單電機模塊 輸入：600V DC 輸出:3AC 400V,9A 結構形式：書本尺寸 外部風冷 優化的脈沖圖形和 支持擴展 安全集成功能 包含 DRIVE-CLiQ 電纜 

電源模塊是什么

電源模塊是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應器，其特點是可為集成電路(ASIC)、數字信號處理器 (DSP)、微處理器、存儲器、現場可編程門陣列 (FPGA) 及其他數字或模擬負載提供供電。一般來說，這類模塊稱為負載點 (POL) 電源供應系統或使用點電源供應系統 (PUPS)。由于模塊式結構的優點甚多，因此模塊電源廣泛應用于交換設備、接入設備、移動通訊、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領域和汽車電子、航空航天等。

電源模塊的幾大指標

電源模塊是一種負反饋的穩壓系統，其性能指標分為靜態指標和動態指標。

靜態指標輸出電壓精度：衡量模塊的實際輸出電壓與標稱的輸出電壓的差異性。

電壓調整率(源效應)：衡量模塊在不同輸入電壓的情況下輸出電壓的變化情況。

電流調整率(負載效應)：衡量模塊在不同輸出電流的情況下輸出電壓的變化情況。

交叉調整率：衡量模塊某一路的輸出功率的變化對其他路輸出電壓的影響情況，僅對于雙路或多路模塊。

溫度漂移：衡量模塊在不同環境溫度的情況下輸出電壓的變化情況。

輸出電壓紋波：衡量模塊的輸出直流電壓上的交流電壓成分的大小。

效率：衡量電源模塊在實現電壓轉換和功率傳輸的同時自身的損耗情況。

動態指標啟動過沖和啟動時間：衡量電源模塊在加電啟動時輸出電壓的建立過程或穩定過程的情況。

負載階躍響應：衡量模塊在負載階躍變化的情況下輸出電壓的變化情況。衡量的指標主要有過沖或跌落的幅值以及恢復時間的長短。

電源模塊的分類

按現代電力電子的應用領域，我們把電源模塊劃分如下：

綠色電源模塊

高速發展的計算機技術帶領人類進入了信息社會，同時也促進了電源模塊技術的迅速發展。八十年代，計算機全面采用了開關電源，*完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進入了電子、電氣設備領域。

計算機技術的發展，提出綠色電腦和綠色電源模塊。綠色電腦泛指對環境無害的個人電腦和相關產品，綠色電源系指與綠色電腦相關的高效省電電源，根據美國環境保護署l992年6月17日“能源之星"計劃規定，桌上型個人電腦或相關的外圍設備，在睡眠狀態下的耗電量若小于30瓦，就符合綠色電腦的要求，提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目 前效率為75%的200瓦開關電源而言，電源自身要消耗50瓦的能源。

開關電源模塊

通信業的迅速發地推動了通信電源的發展。高頻小型化的開關電源及其技術已成為現代通信供電系統的主流。在通信領域中，通常將整流器稱為一次電源，而將直流-直流(DC-DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網變換成標稱值為48V的直流電源。當前在程控交換機用的一次電源中，傳統的相控式穩壓電源己被高頻開關電源取代，高頻開關電源(也稱為開關型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作，開關頻率一般控制在50-100kHz范圍內，實現高效率和小型化。近幾年，開關整流器的功率容量不斷擴大，單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。

因通信設備中所用集成電路的種類繁多，其電源電壓也各不相同，在通信供電系統中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊，從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓，這樣可大大減小損耗、方便維護，且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標準控制板上，對二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加，通信電源容量也將不斷增加。

變換器

DC-DC變換器將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓，這種技術被廣泛應用于無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制，同時使上述控制獲得加速平穩、快速響應的性能，并同時收到節約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調壓的作用(開關電源)， 同時還能起到有效地抑制電網側諧波電流噪聲的作用。

通信電源的二次電源DC-DC變換器已商品化，模塊采用高頻PWM技術，開關頻率在500kHz左右，功率密度為5W~20W/in3。隨著大規模集成電路的發展，要求電源模塊實現小型化，因此就要不斷提高開關頻率和采用新的電路拓撲結構，當前已有一些公司研制生產了采用零電流開關和零電壓開關技術的二次電源模塊，功率密度有較大幅度的提高。

UPS

不間斷電源(UPS)是計算機、通信系統以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經整流器變成直流，一部分能量給蓄電池組充電，另一部分能量經逆變器變成交流，經轉換開關送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量，另一路備用電源通過電源轉換開關來實現。

現代UPS普遍了采用脈寬調制技術和功率M0SFET、IGBT等現代電力電子器件，電源的噪聲得以降低，而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術的引入，可以實現對UPS的智能化管理，進行遠程維護和遠程診斷。

目前在線式UPS的大容量已可做到600kVA。超小型UPS發展也很迅速，已經有0.5kVA、lVA、2kVA、3kVA等多種規格的產品。

變頻器電源

變頻器電源主要用于交流電機的變頻調速，其在電氣傳動系統中占據的地位日趨重要，已獲得巨大的節能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓，然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器， 將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出，電源輸出波形近似于正弦波，用于驅動交流異步電動機實現無級調速。

上400kVA以下的變頻器電源系列產品已經問世。八十年代初期，日本東芝公司將交流變頻調速技術應用于空調器中。至1997年，其占有率已達到日本家用空調的70%以上。變頻空調具有舒適、節能等優點。國內于90年代初期開始研究變頻空調，96年引進生產線生產變頻空調器，逐漸形成變頻空調開發生產熱點。預計到2000年左右將形成高潮。變頻空調除了變頻電源外，還要求有適合于變頻調速的壓縮機電機。優化控制策略，精選功能組件，是空調變頻電源研制的進一步發展方向。

焊機電源模塊

高頻逆變式整流焊機電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機電源，代表了當今焊機電源的發展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化，這種電源更有著廣闊的應用前景。

逆變焊機電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經全橋整流變成直流，IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波，經高頻變壓器耦合， 整流濾波后成為穩定的直流，供電弧使用。

由于焊機電源的工作條件惡劣，頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中，因此高頻逆變式整流焊機電源的工作可靠性問題成為關鍵的問題，也是用戶關心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調制(PWM)的相關控制器，通過對多參數、多信息的提取與分析，達到預知系統各種工作狀態的目的，進而提前對系統做出調整和處理，解決了當前大功率IGBT逆變電源可靠性。

國外逆變焊機已可做到額定焊接電流300A，負載持續率60%，全載電壓60~75V，電流調節范圍5~300A，重量29kg。

直流電源模塊

大功率開關型高壓直流電源廣泛應用于靜電除塵、水質改良、醫用X光機和CT機等大型設備。電壓高達50~l59kV，電流達到0.5A以上，功率可達100kW。

自從70年代開始，日本的一些公司開始采用逆變技術，將市電整流后逆變為3kHz左右的中頻，然后升壓。進入80年代，高頻開關電源技術迅速發展。德國西門子公司采用功率晶體管做主開關元件，將電源的開關頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術成功地應用于高頻高壓電源，取消了高壓變壓器油箱，使變壓器系統的體積進一步減小。

國內對靜電除塵高壓直流電源進行了研制，市電經整流變為直流，采用全橋零電流開關串聯諧振逆變電路將直流電壓逆變為高頻電壓，然后由高頻變壓器升壓，后整流為直流高壓。在電阻負載條件下，輸出直流電壓達到55kV，電流達到15mA，工作頻率為25.6kHz。

濾波器

傳統的交流-直流(AC-DC)變換器在投運時，將向電網注入大量的諧波電流，引起諧波損耗和干擾，同時還出現裝置網側功率因數惡化的現象，即所謂“電力公害”，例如，不可控整流加電容濾波時，網側三次諧波含量可達(70~80)%，網側功率因數僅有0.5~0.6。

電力有源濾波器是一種能夠動態抑制諧波的新型電力電子裝置，能克服傳統LC濾波器的不足，是一種很有發展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關功率變換器和具體控制電路構成。與傳統開關電源的區別是:(l)不僅反饋輸出電壓，還反饋輸入平均電流; (2)電流環基準信號為電壓環誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。

供電系統

分布式電源供電系統采用小功率模塊和大規模控制集成電路作基本部件，利用論和技術成果，組成積木式、智能化的大功率供電電源，從而使強電與弱電緊密結合，降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力，提高生產效率。

八十年代初期，對分布式高頻開關電源系統的研究基本集中在變換器并聯技術的研究上。八十年代中后期，隨著高頻功率變換技術的迅述發展，各種變換器拓撲結構相繼出現，結合大規模集成電路和功率元器件技術，使中小功率裝置的集成成為可能，從而迅速地推動了分布式高頻開關電源系統研究的展開。自八十年代后期開始，這一方向已成為電力電子學界的研究熱點，論文數量逐年增加，應用領域不斷擴大。

分布供電方式具有節能、可靠、高效、經濟和維護方便等優點。已被大型計算機、通信設備、航空航天、工業控制等系統逐漸采納，也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)理想的供電方式。在大功率場合，如電鍍、電解電源、電力機車牽引電源、中頻感應加熱電源、電動機驅動電源等領域也有廣闊的應用前景。

電源模塊的作用

輸出電壓的調節

對有TRIM或ADJ(可調節)輸出引腳的模塊電源產品，可通過電阻或電位器對輸出電壓進行一定范圍內的調節，一般調節范圍為±10%。

對TRIM輸出引腳，將電位器的中心與TRIM相連，在所有+S、-S管腳的模塊中，其他兩端分別接+S、-S。沒有+S、-S時，將兩端分別接到相應主路的輸出正負極(+S接+Vin，-S接-Vin)，然后調節電位器即可。電位器的阻值一般選用5～10kΩ比較合適。

對ADJ輸出引腳，分為輸入邊調節與輸出邊調節。輸出邊調節與TRIM引腳的調節方式一樣。輸入邊調節只能上調輸出電壓，此時將電位器的其中一端與中心相接，另一端接輸入端的地。

輸入保護電路

一般模塊電源產品都有內置濾波器，能滿足一般電源應用的要求。如果需要更高要求的電源系統，應增加輸入濾波網絡。可以采用LC或π型網絡，但應注意盡量選擇較小的電感和較大的電容。

為了防止輸入電源瞬態高壓損壞模塊電源，建議用戶在輸入端接瞬態吸收二極管并配合保險絲使用，以確保模塊在安全的輸入電壓范圍之內。為了降低共模噪聲，可以增加Y(Cy)電容，一般選擇幾nf高頻電容。R為保險絲，D1為保護二極管，D2為瞬態吸收二極管(P6KE系列)。

遙控開關電路

模塊電源的遙控開關操作，是通過REM端進行的。一般控制方式有兩種：

REM與-VIN(參考地)相連，遙控關斷，要求VREF<0.4V。REM懸空或與+VIN相連，模塊工作，要求VREM>1V。

REM與VIN相連，遙控關斷，要求VREM<0.4V。REM與+VIN相連，模塊工作，要求VREM>1V。REM懸空，遙控關斷，即所謂“懸空關斷”(-R)。

如果控制要與輸入端隔離，則可以使用光電耦合器作為傳遞控制信號。

電源模塊應用領域

電源模塊主要應用于哪些領域呢?其實在我們生活中也有不少地方會用到它，只是我們不知道而已。北京穩固得電子可為以下行業客戶定制電源模塊：

電力行業

有線電、無線電、光或其他電磁系統，對電力系統運行、經營和管理等活動中會需要電力電源模塊。

醫療電子

醫療電子與其他定位于大眾市場及在乎成本的消費電子和其它低價產品應用領域的電子和功率電子不同，醫療電子要遵守的規則多得多。由于醫療電子產量一般相對較低，設計人員必須考慮購買或自制醫療電源模塊的問題，但一般情況下，設計人員很少考慮自己設計離線功率電源。

儀器儀表

工業儀表是指氣體、液體渦輪流量計，渦街流量計，電磁流量計等流量計量儀表以及壓力開關、差壓開關等儀器需要供電。

軌道交通

隨著鐵路行業的不斷發展，為了提高車載運行的可靠性和提高乘客的舒適性，大量的電子設備被應用于軌道交通中，鐵路電源模塊的需求也會逐漸增加。