DC-DC電源模塊選型.doc

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1、DC/DC模塊電源以其體積小巧、性能卓異、使用方便的顯著特點，在通信、網絡、工控、鐵路、軍事等領域日益得到廣泛的應用。怎樣正確合理地選用DC/DC模塊電源呢，筆者將從DC/DC模塊電源開發(fā)設計的角度，談一談這方面的問題，以供廣大系統(tǒng)設計人員參考。DCDC的意思是直流變（到）直流（不同直流電源值的轉換），只要符合這個定義都可以叫DCDC轉換器。具體是指通過自激振蕩電路把輸入的直流電轉變?yōu)榻涣麟姡偻ㄟ^變壓器改變電壓之后再轉換為直流電輸出，或者通過倍壓整流電路將交流電轉換為高壓直流電輸出。1電源模塊選擇需要考慮的幾個方面額定功率封裝

2、形式溫度范圍與降額使用隔離電壓功耗和效率2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（具體比例大小還與其他因素有關，后面將會提到。），這個功率范圍內模塊電源各方面性能發(fā)揮都比較充分而且穩(wěn)定可靠。所有模塊電源均有一定的過載能力，但是仍不建議長時間工作在過載條件下，畢竟這是一種短時應急之計。3封裝形式DC/DC變換器的外形尺寸和輸出形式差異很大。小功率產品采用密封外殼，外形十分纖?。淮蠊β十a品常采用quarter-brick或half-brick的形式，電路或暴露，或以外殼包裹。在選擇時，需要注意以下兩個方面：

3、第一，引腳是否在同一平面上；第二，是否便于焊接。SMT形式的變換器必須要符合IEC191-6:1990標準的要求，該標準對SMT器件引腳的共面問題做出了嚴格限定。如果變換器不能滿足這個要求，就需要為其設計專門的焊接裝配工藝，這會增加裝配時間，提高生產成本。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，就同一公司產品而言，相同功率產品有不同封裝，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品，因為兼容

4、性較好，不局限于一兩個供貨廠家；③應具有可擴展性，便于系統(tǒng)擴容和升級。全部符合國際標準，為業(yè)界廣泛采用的半磚、全磚封裝，與VICOR、LAMBDA等著名品牌完全兼容，并且半磚產品功率范圍覆蓋50～200W，全磚產品覆蓋100～300W。4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?？梢杂袃煞N選擇方法：一是根據使用功率和封裝形式選擇，如果在體積

5、（封裝形式）一定的條件下實際使用功率已經接近額定功率，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。應折衷考慮。商品級（0℃到+70℃）工業(yè)級（-40℃到+85℃）軍用級（-55℃到+125℃）5變頻與定頻和所有開關型器件一樣，DC/DC變換器在工作時會產生噪聲，因此濾波性能的好壞也是重要的選型依據。集成化的D

6、C/DC變換器通常采用的是變頻開關技術或是定頻開關技術。而定頻開關變換器在這方面則簡便許多，甚至可以使用LC濾波器。6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，所以國內模塊電源產品開關頻率多為在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)響應的要求，因此高要求場合應用要考慮采用高開關頻率的產品。另外一方面當模塊電源開關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。7隔離度絕大多數的電路都必須實現隔

7、離，即將負載連同負載對本地電源的噪聲與電網的其他負載和噪聲隔開。只有隔離變換器能夠達到這個要求。采用隔離變換器除了實現上述要求之外，還可以實現差分形式的輸出，以及雙極型輸出（見圖）。此外，將隔離型變換器的輸出高壓端與負載的電源地相連，就形成了負電源。由于電壓參考點不是地，因此負載可以獲得更高的電壓。在一定時限內（通常是1秒）變換器所能承受的、施加在輸入端和輸出端之間的最高電壓，稱為變換器的隔離強度。因此，設計低噪聲電源時，應該選擇隔離強度高而隔離電容低的DC/DC變換器，以減小泄漏電流。通常在醫(yī)療設備里需要很高的隔離電壓，這樣的

8、話，漏電流就小，對身體的危害就小。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。8什么是電涌？電涌被稱為瞬態(tài)過電