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直流模块电源选型必备:7大关键因素制约

发布时间:2015-11-27 责任编辑:sherry

【导读】有一定电源设计基础的朋友肯定对直流??榈缭床⒉荒吧踔聊芄皇炝返卦诘缏分惺褂弥绷髂?榈缭础5跹∮靡豢詈侠砬曳奖闶褂玫闹绷髂?榈缭茨??本文就将从开发设计的角度来对??榈缭吹难≡窠蟹治?,帮助电路设计人员快速理解,并作为一定得参考。
 
DC/DC??榈缭吹难≡?/strong>
 
选择使用DC/DC模块电源除了最基本的电压转换功能外,还有以下几个方面需要考虑:
 
额定功率
 
一般建议实际使用功率是模块电源额定功率的30~80%为宜(具体比例大小还与其他因素有关,后面将会提到),这个功率范围内模块电源各方面性能发挥都比较充分而且稳定可靠。负载太轻造成资源浪费,太重则对温升、可靠性等不利。所有??榈缭淳幸欢ǖ墓啬芰?,但是仍不建议长时间工作在过载条件下,毕竟这是一种短时应急之计。
 
封装形式
 
??榈缭吹姆庾靶问蕉嘀侄嘌?,符合国际标准的也有,非标准的也有,就同一公司产品而言,相同功率产品有不同封装,相同封装有不同功率,那么怎么选择封装形式呢?主要有三个方面:1、一定功率条件下体积要尽量小,这样才能给系统其他部分更多空间更多功能。2、尽量选择符合国际标准封装的产品,因为兼容性较好,不局限于一两个供货厂家。3、应具有可扩展性,便于系统扩容和升级。选择一种封装,系统由于功能升级对电源功率的要求提高,电源模块封装依然不变,系统线路板设计可以不必改动,从而大大简化了产品升级更新换代,节约时间。以鼎立信公司大功率??榈缭床肺喝糠瞎时曜迹到绻惴翰捎玫陌胱?、全砖封装,与VICOR、LAMBDA等著名品牌完全兼容,并且半砖产品功率范围覆盖50~200W,全砖产品覆盖100~300W。
 
温度范围与降额使用
 
一般厂家的模块电源都有几个温度范围产品可供选用:商品级、工业级、军用级等,在选择??榈缭词币欢ㄒ悸鞘导市枰墓ぷ魑露确段В蛭露鹊燃恫煌牧虾椭圃旃ひ詹煌鄹窬拖嗖詈艽?,选择不当还会影响使用,因此不得不慎重考虑??梢杂辛街盅≡穹椒ǎ阂皇歉菔褂霉β屎头庾靶问窖≡?,如果在体积(封装形式)一定的条件下实际使用功率已经接近额定功率,那么??楸瓿频奈露确段Ь捅匦胙细衤闶导市枰踔谅杂性A?。二是根据温度范围来选,如果由于成本考虑选择了较小温度范围的产品,但有时也有温度逼近极限的情况,怎么办呢?
 
降额使用。即选择功率或封装更大一些的产品,这样“大马拉小车”,温升要低一些,能够从一定程度上缓解这一矛盾。降额比例随功率等级不同而不同,一般50W以上为3~10W/℃。总之要么选择宽温度范围的产品,功率利用更充分,封装也更小一些,但价格较高。要么选择一般温度范围产品,价格低一些,功率裕量和封装形式就得大一些。应折衷考虑。
 
工作频率
 
一般而言工作频率越高,输出纹波噪声就更小,电源动态响应也更好,但是对元器件特别是磁性材料的要求也越高,成本会有增加,所以国内模块电源产品开关频率多为在300kHz以下,甚至有的只有100kHz左右,这样就难以满足负载变条件下动态响应的要求,因此高要求场合应用要考虑采用高开关频率的产品。另外一方面当模块电源开关频率接近信号工作频率时容易引起差拍振荡,选用时也要考虑到这一点。鼎立信模块电源开关频率最高可达500kHz,具有优良的输出特性。
 
隔离电压
 
一般场合使用对??榈缭锤衾氲缪挂蟛皇呛芨?,但是更高的隔离电压可以保证??榈缭淳哂懈〉穆┑缌?,更高的安全性和可靠性,并且EMC特性也更好一些,因此目前业界普遍的隔离电压水平为1500VDC以上。
 
故障保护功能
 
有关统计数据表明,??榈缭丛谠て谟行奔淠谑У闹饕蚴峭獠抗收咸跫滤鸹?。而正常使用失效的机率是很低的。因此延长??榈缭词倜⑻岣呦低晨煽啃缘闹匾换肥茄≡癖;すδ芡晟频牟罚丛谀?榈缭赐獠康缏烦鱿止收鲜蹦?榈缭茨芄蛔远氡;ぷ刺恢劣谟谰檬?,外部故障消失后应能自动恢复正常。??榈缭吹谋;すδ苡χ辽侔ㄊ淙牍埂⑶费?、软启动?;?。输出过压、过流、短路保护,大功率产品还应有过温?;さ?。
 
功耗和效率
 
根据公式,其中Pin、Pout、P耗分别为模块电源输入、输出功率和自身功率损耗。由此可以看出,输出功率一定条件下,??樗鸷腜耗越小,则效率越高,温升就低,寿命更长。除了满载正常损耗外,还有两个损耗值得注意:空载损耗和短路损耗(输出短路时??榈缭此鸷模?,因为这两个损耗越小,表明??樾试礁?,特别是短路未能及时采取措施的情况下,可能持续较长时间,短路损耗越小则因此失效的机率也大大减小。当然损耗越小也更符合节能的要求。
 
本文从七个方面,全面的对于直流??榈缭吹难≡窠辛私步?。并对每个选择点加以详细的解释,方便初学者或拥有一定基础的设计者作为参考使用,希望给位设计者在读过本文后能够对直流??榈缭吹难≡裼凶约憾赖降募狻?/div>
 
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