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在选择DC-DC电源模块的时候 要注意些什么呢,DC/DC模块电源的DC/DC模块电源的选择

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一、在选择DC-DC电源模块的时候要注意些什么呢

在选择DC-DC电源模块时,首先需要注意的是额定功率。一般建议实际使用功率为模块电源额定功率的30~80%,在这一范围内,模块电源各方面性能发挥得更充分且稳定可靠。负载过轻会浪费资源,过重则对温升和可靠性不利。尽管所有模块电源都有一定的过载能力,但建议避免长时间工作在过载条件下。

DC/DC变换器的封装形式多种多样,从外形尺寸和输出形式来看,差异很大。小功率产品采用密封外壳,外形纤小;大功率产品常采用quarter-brick或half-brick形式,电路或暴露或以外壳包裹。选择时应注意引脚是否在同一平面上,以及是否便于焊接。

SMT形式的变换器必须符合IEC191-6:1990标准,该标准对SMT器件引脚的共面问题作出了严格限定,不共面的引脚会导致装配时定位困难,严重影响焊接质量。变换器需能承受规定的焊接条件,大多数现代流水线需满足CEC00802标准所规定的回流焊要求,即器件表面温度可超过300℃。若不能满足这个要求,则需设计专门的焊接装配工艺,增加装配时间和生产成本。

选择模块电源的封装形式时,应考虑体积、兼容性和可扩展性。在相同功率条件下,体积要尽量小,给系统其他部分提供更多空间和功能。尽量选择符合国际标准的产品,因为它们具有更好的兼容性,不局限于一两个供货商。选择封装形式还应考虑系统功能升级时的电源模块功率需求,选择具有可扩展性的封装,系统线路板设计可以不必改动,简化产品升级更新换代。

DC/DC变换器在工作时会产生噪声,因此滤波性能也非常重要。集成化的DC/DC变换器通常采用变频开关技术或定频开关技术。变频开关技术会导致频带展宽,增加滤波器的复杂度,而定频开关变换器则较为简便,甚至可以使用LC滤波器。

二、DC/DC模块电源的介绍

DC/DC电源模块性能特点输入电压:DC/DC18V-144VDC、124V-144VDC、60V-144VDC、90V-360VAC输入电压调整率:<0.5%输入频率:47-440Hz输出电压:3.3-160VDC输出电压精度:一路<1%二路<2%三路<5%负载调整率:<0.5%输出功率:0.5-30W输出纹波、噪声:<1%保护功能:过流、短路保护(消除过载、短路后自动恢复);过热保护(待温度降低后自动恢复);过压保护(根据用户要求)开关频率:300KHz工作效率:80%温漂系数:<0.03%/℃保持时间:20ms隔离电压:输入对输出:2500VAC/1min;输入对地(机壳):2000VAC/1min输出对地(机壳):500VAC/1min;输出之间:500VDC(漏电流:5mA)散热方式:自然冷却,无须加散热器运行湿度:20%-95%RH运行温度-25℃-+75℃储存温度-45℃-+90℃。

三、DC/DC模块电源的DC/DC模块电源的选择

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:
1.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。所有模块电源均有一定的过载能力,例如鼎立信公司产品可达120~150%,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。
2.封装形式
模块电源的封装形式多种多样,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模块电源产品为例:全部符合国际标准,为业界广泛采用的半砖、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。
3.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,在选择模块电源时一定要考虑实际需要的工作温度范围,因为温度等级不同材料和制造工艺不同价格就相差很大,选择不当还会影响使用,因此不得不慎重考虑。可以有两种选择方法:一是根据使用功率和封装形式选择,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,那么模块标称的温度范围就必须严格满足实际需要甚至略有裕量。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。
4.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。
5.隔离电压
一般场合使用对模块电源隔离电压要求不是很高,但是更高的隔离电压可以保证模块电源具有更小的漏电流,更高的安全性和可靠性,并且EMC特性也更好一些,因此目前业界普遍的隔离电压水平为1500VDC以上。
6.故障保护功能
有关统计数据表明,模块电源在预期有效时间内失效的主要原因是外部故障条件下损坏。而正常使用失效的机率是很低的。因此延长模块电源寿命、提高系统可靠性的重要一环是选择保护功能完善的产品,即在模块电源外部电路出现故障时模块电源能够自动进入保护状态而不至于永久失效,外部故障消失后应能自动恢复正常。模块电源的保护功能应至少包括输入过压、欠压、软启动保护;输出过压、过流、短路保护,大功率产品还应有过温保护等。
7.功耗和功率
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,模块损耗P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(输出短路时模块电源损耗),因为这两个损耗越小,表明模块效率越高,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。

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小功率dc/dc模块电源
发布人:su19950703 发布时间:2025-03-14