直流模塊電源選型必備:7大關鍵因素製約
發布時間:2015-11-27 責任編輯:sherry
【導讀】有you一yi定ding電dian源yuan設she計ji基ji礎chu的de朋peng友you肯ken定ding對dui直zhi流liu模mo塊kuai電dian源yuan並bing不bu陌mo生sheng,甚shen至zhi能neng夠gou熟shu練lian地di在zai電dian路lu中zhong使shi用yong直zhi流liu模mo塊kuai電dian源yuan。但dan怎zen樣yang選xuan用yong一yi款kuan合he理li且qie方fang便bian使shi用yong的de直zhi流liu模mo塊kuai電dian源yuan呢ne?本ben文wen就jiu將jiang從cong開kai發fa設she計ji的de角jiao度du來lai對dui模mo塊kuai電dian源yuan的de選xuan擇ze進jin行xing分fen析xi,幫bang助zhu電dian路lu設she計ji人ren員yuan快kuai速su理li解jie,並bing作zuo為wei一yi定ding得de參can考kao。
DC/DC模塊電源的選擇
選擇使用DC/DC模塊電源除了最基本的電壓轉換功能外,還有以下幾個方麵需要考慮:
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,後麵將會提到),這個功率範圍內模塊電源各方麵性能發揮都比較充分而且穩定可靠。負載太輕造成資源浪費,太重則對溫升、可靠性等不利。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。
封裝形式
模mo塊kuai電dian源yuan的de封feng裝zhuang形xing式shi多duo種zhong多duo樣yang,符fu合he國guo際ji標biao準zhun的de也ye有you,非fei標biao準zhun的de也ye有you,就jiu同tong一yi公gong司si產chan品pin而er言yan,相xiang同tong功gong率lv產chan品pin有you不bu同tong封feng裝zhuang,相xiang同tong封feng裝zhuang有you不bu同tong功gong率lv,那na麼me怎zen麼me選xuan擇ze封feng裝zhuang形xing式shi呢ne?主zhu要yao有you三san個ge方fang麵mian:1、一定功率條件下體積要盡量小,這樣才能給係統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,因為兼容性較好,不局限於一兩個供貨廠家。3、應(ying)具(ju)有(you)可(ke)擴(kuo)展(zhan)性(xing),便(bian)於(yu)係(xi)統(tong)擴(kuo)容(rong)和(he)升(sheng)級(ji)。選(xuan)擇(ze)一(yi)種(zhong)封(feng)裝(zhuang),係(xi)統(tong)由(you)於(yu)功(gong)能(neng)升(sheng)級(ji)對(dui)電(dian)源(yuan)功(gong)率(lv)的(de)要(yao)求(qiu)提(ti)高(gao),電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)封(feng)裝(zhuang)依(yi)然(ran)不(bu)變(bian),係(xi)統(tong)線(xian)路(lu)板(ban)設(she)計(ji)可(ke)以(yi)不(bu)必(bi)改(gai)動(dong),從(cong)而(er)大(da)大(da)簡(jian)化(hua)了(le)產(chan)品(pin)升(sheng)級(ji)更(geng)新(xin)換(huan)代(dai),節(jie)約(yue)時(shi)間(jian)。以(yi)鼎(ding)立(li)信(xin)公(gong)司(si)大(da)功(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)產(chan)品(pin)為(wei)例(li):全部符合國際標準,為業界廣泛采用的半磚、全磚封裝,與VICOR、LAMBDA等著名品牌完全兼容,並且半磚產品功率範圍覆蓋50~200W,全磚產品覆蓋100~300W。
溫度範圍與降額使用
一般廠家的模塊電源都有幾個溫度範圍產品可供選用:商品級、工業級、軍(jun)用(yong)級(ji)等(deng),在(zai)選(xuan)擇(ze)模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)時(shi)一(yi)定(ding)要(yao)考(kao)慮(lv)實(shi)際(ji)需(xu)要(yao)的(de)工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei),因(yin)為(wei)溫(wen)度(du)等(deng)級(ji)不(bu)同(tong)材(cai)料(liao)和(he)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)不(bu)同(tong)價(jia)格(ge)就(jiu)相(xiang)差(cha)很(hen)大(da),選(xuan)擇(ze)不(bu)當(dang)還(hai)會(hui)影(ying)響(xiang)使(shi)用(yong),因(yin)此(ci)不(bu)得(de)不(bu)慎(shen)重(zhong)考(kao)慮(lv)。可(ke)以(yi)有(you)兩(liang)種(zhong)選(xuan)擇(ze)方(fang)法(fa):一是根據使用功率和封裝形式選擇,如果在體積(封裝形式)一(yi)定(ding)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)實(shi)際(ji)使(shi)用(yong)功(gong)率(lv)已(yi)經(jing)接(jie)近(jin)額(e)定(ding)功(gong)率(lv),那(na)麼(me)模(mo)塊(kuai)標(biao)稱(cheng)的(de)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)就(jiu)必(bi)須(xu)嚴(yan)格(ge)滿(man)足(zu)實(shi)際(ji)需(xu)要(yao)甚(shen)至(zhi)略(lve)有(you)裕(yu)量(liang)。二(er)是(shi)根(gen)據(ju)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)來(lai)選(xuan),如(ru)果(guo)由(you)於(yu)成(cheng)本(ben)考(kao)慮(lv)選(xuan)擇(ze)了(le)較(jiao)小(xiao)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)的(de)產(chan)品(pin),但(dan)有(you)時(shi)也(ye)有(you)溫(wen)度(du)逼(bi)近(jin)極(ji)限(xian)的(de)情(qing)況(kuang),怎(zen)麼(me)辦(ban)呢(ne)?
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。降額比例隨功率等級不同而不同,一般50W以上為3~10W/℃。總zong之zhi要yao麼me選xuan擇ze寬kuan溫wen度du範fan圍wei的de產chan品pin,功gong率lv利li用yong更geng充chong分fen,封feng裝zhuang也ye更geng小xiao一yi些xie,但dan價jia格ge較jiao高gao。要yao麼me選xuan擇ze一yi般ban溫wen度du範fan圍wei產chan品pin,價jia格ge低di一yi些xie,功gong率lv裕yu量liang和he封feng裝zhuang形xing式shi就jiu得de大da一yi些xie。應ying折zhe衷zhong考kao慮lv。
工作頻率
一(yi)般(ban)而(er)言(yan)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)越(yue)高(gao),輸(shu)出(chu)紋(wen)波(bo)噪(zao)聲(sheng)就(jiu)更(geng)小(xiao),電(dian)源(yuan)動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying)也(ye)更(geng)好(hao),但(dan)是(shi)對(dui)元(yuan)器(qi)件(jian)特(te)別(bie)是(shi)磁(ci)性(xing)材(cai)料(liao)的(de)要(yao)求(qiu)也(ye)越(yue)高(gao),成(cheng)本(ben)會(hui)有(you)增(zeng)加(jia),所(suo)以(yi)國(guo)內(nei)模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)產(chan)品(pin)開關頻率多為在300kHz以下,甚至有的隻有100kHz左zuo右you,這zhe樣yang就jiu難nan以yi滿man足zu負fu載zai變bian條tiao件jian下xia動dong態tai響xiang應ying的de要yao求qiu,因yin此ci高gao要yao求qiu場chang合he應ying用yong要yao考kao慮lv采cai用yong高gao開kai關guan頻pin率lv的de產chan品pin。另ling外wai一yi方fang麵mian當dang模mo塊kuai電dian源yuan開kai關guan頻pin率lv接jie近jin信xin號hao工gong作zuo頻pin率lv時shi容rong易yi引yin起qi差cha拍pai振zhen蕩dang,選xuan用yong時shi也ye要yao考kao慮lv到dao這zhe一yi點dian。鼎ding立li信xin模mo塊kuai電dian源yuan開kai關guan頻pin率lv最zui高gao可ke達da500kHz,具有優良的輸出特性。
隔離電壓
一(yi)般(ban)場(chang)合(he)使(shi)用(yong)對(dui)模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)隔(ge)離(li)電(dian)壓(ya)要(yao)求(qiu)不(bu)是(shi)很(hen)高(gao),但(dan)是(shi)更(geng)高(gao)的(de)隔(ge)離(li)電(dian)壓(ya)可(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)具(ju)有(you)更(geng)小(xiao)的(de)漏(lou)電(dian)流(liu),更(geng)高(gao)的(de)安(an)全(quan)性(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing),並(bing)且(qie)EMC特性也更好一些,因此目前業界普遍的隔離電壓水平為1500VDC以上。
故障保護功能
有(you)關(guan)統(tong)計(ji)數(shu)據(ju)表(biao)明(ming),模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)在(zai)預(yu)期(qi)有(you)效(xiao)時(shi)間(jian)內(nei)失(shi)效(xiao)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)是(shi)外(wai)部(bu)故(gu)障(zhang)條(tiao)件(jian)下(xia)損(sun)壞(huai)。而(er)正(zheng)常(chang)使(shi)用(yong)失(shi)效(xiao)的(de)機(ji)率(lv)是(shi)很(hen)低(di)的(de)。因(yin)此(ci)延(yan)長(chang)模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)壽(shou)命(ming)、提ti高gao係xi統tong可ke靠kao性xing的de重zhong要yao一yi環huan是shi選xuan擇ze保bao護hu功gong能neng完wan善shan的de產chan品pin,即ji在zai模mo塊kuai電dian源yuan外wai部bu電dian路lu出chu現xian故gu障zhang時shi模mo塊kuai電dian源yuan能neng夠gou自zi動dong進jin入ru保bao護hu狀zhuang態tai而er不bu至zhi於yu永yong久jiu失shi效xiao,外wai部bu故gu障zhang消xiao失shi後hou應ying能neng自zi動dong恢hui複fu正zheng常chang。模mo塊kuai電dian源yuan的de保bao護hu功gong能neng應ying至zhi少shao包bao括kuo輸shu入ru過guo壓ya、欠壓、軟啟動保護。輸出過壓、過流、短路保護,大功率產品還應有過溫保護等。
功耗和效率
根據公式,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yin為wei這zhe兩liang個ge損sun耗hao越yue小xiao,表biao明ming模mo塊kuai效xiao率lv越yue高gao,特te別bie是shi短duan路lu未wei能neng及ji時shi采cai取qu措cuo施shi的de情qing況kuang下xia,可ke能neng持chi續xu較jiao長chang時shi間jian,短duan路lu損sun耗hao越yue小xiao則ze因yin此ci失shi效xiao的de機ji率lv也ye大da大da減jian小xiao。當dang然ran損sun耗hao越yue小xiao也ye更geng符fu合he節jie能neng的de要yao求qiu。
本ben文wen從cong七qi個ge方fang麵mian,全quan麵mian的de對dui於yu直zhi流liu模mo塊kuai電dian源yuan的de選xuan擇ze進jin行xing了le講jiang解jie。並bing對dui每mei個ge選xuan擇ze點dian加jia以yi詳xiang細xi的de解jie釋shi,方fang便bian初chu學xue者zhe或huo擁yong有you一yi定ding基ji礎chu的de設she計ji者zhe作zuo為wei參can考kao使shi用yong,希xi望wang給gei位wei設she計ji者zhe在zai讀du過guo本ben文wen後hou能neng夠gou對dui直zhi流liu模mo塊kuai電dian源yuan的de選xuan擇ze有you自zi己ji獨du到dao的de見jian解jie。
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