工业 4.0 工厂几乎在每个制造过程中都将电子控制和监控与有线或无线连接相结合。在多数情况下,需要将电子模块安装到狭小空间内,而这些空间最初并非出于容纳设计,因此极其紧凑的电子模块必不可少。
例如,安装远程传感器网络以收集数据并传输到中央集线器就是一个典型的工业 4.0 应用案例。这些传感器模块的可用空间通常非常有限。遗憾的是,电源管理设计往往是较大的电路块之一,因为它需要各种体积较大的元器件,如功率晶体管、变压器、电容器和电感器。电源设计人员始终在寻找新方法来提高效率、降低制造成本,并通过将大功率封装到小空间中来提高功率密度。
对于 低功率非隔离式 和 隔离式 DC/DC 开关稳压器,设计人员必须满足更高性能和更高功率密度的需求,同时还要开发一种经济高效的解决方案。在上述传感器设计中,在整个工厂添加长电缆通常并不可行,尤其是在现有设施中添加工业 4.0 功能的情况下。因此,许多传感器模块依赖电池电源和无线通信,例如 WLAN、低能耗蓝牙 (BLE) 或 LoRa。
所以,具有极低待机功耗的高效电源解决方案对于最大限度地延长电池寿命至关重要。对更高效率的追求加速了 DC/DC 转换器的发展,这些转换器采用复杂的拓扑结构,如推挽配置和同步整流。
工业应用 必须具有较长的工作寿命,因此电源的预期寿命不能成为限制因素。