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PinPoutP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