如何正确合理的选择DCDC模块电源

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上传日期: 2019-03-20

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标签:模块电源(77)DCDC(86)变换器(829)

  DC/DC模块电源以其体积小巧、性能卓异、使用方便的显著特点,在通信、网络、工控、铁路、军事等领域日益得到广泛的应用。很多系统设计人员已经意识到:正确合理地选用DC/DC模块电源,可以省却电源设计、调试方面的麻烦,将主要精力集中在自己专业的领域,这样不仅可以提高整体系统的可靠性和设计水平,而且更重要的是缩短了整个产品的研发周期,为在激烈的市场竞争中领先致胜赢得了宝贵商机。那么,怎样正确合理地选用DC/DC模块电源呢,笔者将从DC/DC模块电源开发设计的角度,谈一谈这方面的问题,以供广大系统设计人员参考。

  电源模块选择需要考虑的几个方面

  额定功率

  封装形式

  温度范围与降额使用

  隔离电压

  功耗和效率

  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,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。

  封装形式

  DC/DC变换器的外形尺寸和输出形式差异很大。小功率产品采用密封外壳,外形十分纤小;大功率产品常采用quarter-brick 或half-brick的形式,电路或暴露,或以外壳包裹。在选择时,需要注意以下两个方面:第一,引脚是否在同一平面上;第二,是否便于焊接。SMT形式的变换器必须要符合IEC191-6:1990标准的要求,该标准对SMT器件引脚的共面问题做出了严格限定。器件引脚不共面会造成器件装配时定位困难,严重影响焊接质量,提高次品率。SMT形式的变换器应能承受规定的焊接条件。对于绝大多数现代流水线而言,器件必须满足 CEC00802标准所规定的回流焊要求,即器件表面温度可超过300℃。如果变换器不能满足这个要求,就需要为其设计专门的焊接装配工艺,这会增加装配时间,提高生产成本。

  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。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。

  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。

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