單板解決方案將多個功能模組整合至單一設計中,透過減少物料清單(BOM)並降低連接損耗,使整體系統設計更為精簡。
這帶來了更高的效率、更小的系統尺寸,以及更佳的散熱性能。
以下比較了原型多展示板(multidemo board)配置與新開發的單板解決方案。
在原型設計中,使用了三塊獨立的展示板:
LTC4416 用於理想二極體電源路徑控制、LTC4162-L 負責電池充電與電源管理,以及 CN0509 USB 充電板。
其中 CN0509 具備相當突出的特性,包括 5 V 至 100 V 的寬輸入電壓範圍,並可提供最高 2 A 的穩壓 5 V 輸出。它結合了 LTC7103 降壓轉換器與 LT8302 隔離式反激轉換器,提供輸入與輸出之間的電氣隔離。
相較之下,單板設計透過以單一元件 LTC3115-1 取代 LTC7103 與 LT8302,整合了這些功能。雖然犧牲了某些功能(如隔離輸出),但這樣的取捨帶來更精簡且更實用的設計,適用於可擴展應用。
圖 6. 原型堆疊展示板與單板尺寸比較
實體尺寸
單板解決方案可將 BOM 減少約 30%,並縮小整體尺寸。其緊湊設計有助於打造更高效的電源系統架構,同時在不犧牲性能的情況下實現更小的產品外形。
效率
此電路板最顯著的改進之一是其高效率供電能力。
經最佳化的電源傳輸可降低能量損耗,從而延長運行時間並改善散熱表現。
與多板原型相比,單板實作因減少轉換級數並消除連接線的能量損失,可達到顯著更高的效率(超過 90%)。
因此,該設計更適合用於緊湊且可擴展的應用。
圖 7. 輸出電流調節與效率比較(單板 vs. 原型堆疊展示板)
應用
單板行動電源設計具備精簡的佈局,可提升整體效率並縮小實體尺寸。
此架構具有高度彈性與適應性,適用於各類電池供電裝置應用。它支援智慧電源路徑管理,有助於延長電池壽命。
此概念亦可應用於嵌入式汽車系統,在大規模生產中整合光伏輸入、其他電源供應來源以及電池備援功能。
相關文章:

