MID06W0505A 系列产品赋能隔离式电源模块
概述
电源模块是电力电子应用的核心组成部分，尤其是微功率电源模块，它被广泛采用为各种信号隔离器应用供电，例如RS485、CAN和RS232。但与此同时，工业自动化、电动汽车电池管理系统 (BMS) 和充电桩等工业应用的安全性、功率密度和可靠性标准门槛不断提高。
为了提高功率密度并简化电力电子设计，MPS 推出了采用 SOIC-16 (10.3mmx10.3mmx2.5mm) 芯片级封装的隔离式 DC/DC 电源模块系列（见图 1），具体包括MID06W0505A-3、MID06W0505A-2、EV1W0505A-Y-00A和EV06W0505A-Y-00B)。
图1: MID06W0505A电源模块
传统的电源模块通常由PCB、电容、电阻、变压器和IC组装而成，并封装在塑料外壳中。 MPS则采用方便焊接的芯片级SOIC-16封装，它极大地减小了占板空间，提高了可靠性，同时还能够提供卓越的性能。
本文将着重探讨MID06W0505A-3的优势所在。
封装与可靠性
图 2 所示为传统电源模块。
图2: 传统电源模块
传统电源模块在灌封过程中容易混入气泡，灌封胶容易老化。通过将模块放置在低气压盒子中，可以释放混入的空气，从而去除气泡；但这种方法存在误差，所以老化不可避免。这会导致灌封胶裂缝和外壳鼓胀。即使大部分气泡被排出，但使用过程中内部气泡的反复膨胀和收缩也会使灌封胶老化。老化的灌封胶会显著降低模块的可靠性，另外还可能导致原边与副边的绝缘失效，给用户带来危险。
另外，传统电源模块通常工作于 -40°C 至 +85°C 的狭窄温度范围内。插入式封装还容易变形，引脚也无法实现自动焊接，效率较低。而且传统电源模块高度大，很难应用于空间受限应用。
MID06W0505A-3则解决了传统电源模块的这些缺点，它具备以下特性：
- 高压塑封。这种芯片级封装系统可防止气泡的产生，同时还可提高可靠性和耐压性
- -40°C 至 +125°C 的工作温度范围
- 适用于SMT 自动化的便捷、超薄2.5mm SOICW-16 封装，提高了生产效率，且实现了超薄尺寸以满足严格的高度要求
磁场抗扰度
当产品暴露在强磁场中时，可能会出现通信异常，甚至被烧毁。这些问题通常是由辐射或传导的磁干扰引起的。
图 3 显示了将磁铁放置在模块上方以产生干扰的实验。
图 3：使用磁铁产生干扰的实验
图 4 显示了当磁铁位于电源模块上方时，MID06W0505A-3的稳定输出。
图 4：MID06W0505A-3 的稳定输出
该结果与产生严重振荡的传统电源模块形成了鲜明对比。对传统解决方案而言，5V 输出就可能过冲至 7.8V，从而损坏电源模块下游的敏感电路（参见图 5）。
图 5：传统电源模块的输出
输出异常是开环控制所致。在受到外界干扰时，模块内部电路无法进行闭环调节，从而导致输出电压(VOUT)调节失败。MID06W0505A-3采用先进的隔离反馈技术，对外部干扰提供实时反馈，能够实现闭环控制，并稳定VOUT。
输出电压调整
在某些对电压调整率要求更严格的情况下，传统电源模块的VOUT未经调节，会随着输入电压(VIN)和负载而显著波动。尤其是当VIN达到最大值且无负载时，VOUT波动的幅度将相当大。在这种情况下，建议连接一个假负载，其值为额定负载的 10%。
VOUT的调整率会影响后级电路的系统稳定性，并可能导致相对较高的静态功耗。MID06W0505A-3具有内部闭环控制、稳定的VOUT、无最小负载要求、输出稳定且静态功耗低。
图 6对传统电源模块与MID06W0505A-3之间的负载调整率进行了比较。
图6: 负载调整率比较
图 7 对传统电源模块与MID06W0505A-3之间的线性调整率进行了比较。
图7: 线性调整率比较
MID06W0505A-3显然比传统电源模块更加稳健，其独特的功能和卓越的性能指标包括：
- 4.5V 至 5.5V VIN范围
- 具有出色动态性能的 5V 稳压VOUT
- 典型 0.2% 负载调整率和 0.1% 线性调整率
- 高达0.6W 的输出额定功率（1W 可选）
- 支持连续短路保护（SCP）和过温保护（OTP）
- 3KVDC隔离电压
- 符合CISPR32 B 类 EMI 测试标准
- 符合 IEC62368-1 认证
图 8 显示了MID06W0505A-3简洁的外围电路。
图 8：MID06W0505A-3 外围电路
结论
MPS 的隔离式电源模块能够满足日益增长的安全性、功率密度和可靠性需求。本文介绍的MID06W0505A-3克服了传统电源模块的限制，并能轻松应对磁干扰和VOUT波动等各种信号隔离器和工业应用供电的关键考量因素。
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