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      電源工程師:7大要素摸清DC/DC模塊電源選型

      發(fā)布時間:2016-03-29 責(zé)任編輯:sherry

      【導(dǎo)讀】作為電子工程師,特別是主攻電源的,對模塊電源的選型是很必須知道并掌握的。那么在DC/DC模塊電源選型時應(yīng)該注意哪些方面,有哪幾方面的因素呢?
       
      選擇使用DC/DC模塊電源除了最基本的電壓轉(zhuǎn)換功能外,還有以下幾個方面需要考慮:
      DC/DC模塊電源選型應(yīng)注意的7大要素因素
      DC/DC模塊電源選型應(yīng)注意的7大要素因素
       
      額定功率
       
      一般建議實際使用功率是模塊電源額定功率的30~80%為宜,這個功率范圍內(nèi)模塊電源各方面性能發(fā)揮都比較充分而且穩(wěn)定可靠。負載太輕造成資源浪費,太重則對溫升、可靠性等不利。
       
      封裝形式
       
      模塊電源的封裝形式多種多樣,符合國際標準的也有,非標準的也有,就同一公司產(chǎn)品而言,相同功率產(chǎn)品有不同封裝,相同封裝有不同功率,那么怎么選擇封裝形式呢?主要有三個方面:
       
      1、一定功率條件下體積要盡量小,這樣才能給系統(tǒng)其他部分更多空間更多功能;
       
      2、盡量選擇符合國際標準封裝的產(chǎn)品,因為兼容性較好,不局限于一兩個供貨廠家;
       
      3、應(yīng)具有可擴展性,便于系統(tǒng)擴容和升級。
       
      選擇一種封裝,系統(tǒng)由于功能升級對電源功率的要求提高,電源模塊封裝依然不變,系統(tǒng)線路板設(shè)計可以不必改動,從而大大簡化了產(chǎn)品升級更新?lián)Q代,節(jié)約時間。
       
      溫度范圍與降額使用
       
      一般廠家的模塊電源都有幾個溫度范圍產(chǎn)品可供選用:商品級、工業(yè)級、軍用級等,在選擇模塊電源時一定要考慮實際需要的工作溫度范圍,因為溫度等級不同材料和制造工藝不同價格就相差很大,選擇不當還會影響使用,因此不得不慎重考慮。可以有兩種選擇方法:
       
      一是根據(jù)使用功率和封裝形式選擇,如果在體積(封裝形式)一定的條件下實際使用功率已經(jīng)接近額定功率,那么模塊標稱的溫度范圍就必須嚴格滿足實際需要甚至略有裕量。
       
      二是根據(jù)溫度范圍來選。
       
      如果由于成本考慮選擇了較小溫度范圍的產(chǎn)品,但有時也有溫度逼近極限的情況,怎么辦呢?降額使用。即選擇功率或封裝更大一些的產(chǎn)品,這樣“大馬拉小車”,溫升要低一些,能夠從一定程度上緩解這一矛盾。降額比例隨功率等級不同而不同,一般50W以上為 3~10W/℃。總之要么選擇寬溫度范圍的產(chǎn)品,功率利用更充分,封裝也更小一些,但價格較高;要么選擇一般溫度范圍產(chǎn)品,價格低一些,功率裕量和封裝形式就得大一些。應(yīng)折衷考慮。
       
      工作頻率
       
      一般而言工作頻率越高,輸出紋波噪聲就更小,電源動態(tài)響應(yīng)也更好,但是對元器件特別是磁性材料的要求也越高,成本會有增加,所以國內(nèi)模塊電源產(chǎn)品開關(guān)頻率多為在300kHz以下,甚至有的只有 100kHz左右,這樣就難以滿足負載變條件下動態(tài)響應(yīng)的要求,因此高要求場合應(yīng)用要考慮采用高開關(guān)頻率的產(chǎn)品。另外一方面當模塊電源開關(guān)頻率接近信號工作頻率時容易引起差拍振蕩,選用時也要考慮到這一點。

      隔離電壓
       
      一般場合使用對模塊電源隔離電壓要求不是很高,但是更高的隔離電壓可以保證模塊電源具有更小的漏電流,更高的安全性和可靠性,并且EMC特性也更好一些,因此目前業(yè)界普遍的隔離電壓水平為1500VDC以上。
       
      故障保護功能
       
      有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,模塊電源在預(yù)期有效時間內(nèi)失效的主要原因是外部故障條件下?lián)p壞。而正常使用失效的機率是很低的。因此延長模塊電源壽命、提高系統(tǒng)可靠性的重要一環(huán)是選擇保護功能完善的產(chǎn)品,即在模塊電源外部電路出現(xiàn)故障時模塊電源能夠自動進入保護狀態(tài)而不至于永久失效,外部故障消失后應(yīng)能自動恢復(fù)正常。模塊電源的保護功能應(yīng)至少包括輸入過壓、欠壓、軟啟動保護;輸出過壓、過流、短路保護,大功率產(chǎn)品還應(yīng)有過溫保護等。
       
      功耗和效率
       
      根據(jù)公式 ,其中Pin、Pout、P耗分別為模塊電源輸入、輸出功率和自身功率損耗。由此可以看出,輸出功率一定條件下,模塊損耗P耗越小,則效率越高,溫升就低,壽命更長。除了滿載正常損耗外,還有兩個損耗值得注意:空載損耗和短路損耗(輸出短路時模塊電源損耗),因為這兩個損耗越小,表明模塊效率越高,特別是短路未能及時采取措施的情況下,可能持續(xù)較長時間,短路損耗越小則因此失效的機率也大大減小。當然損耗越小也更符合節(jié)能的要求。
       
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