VICOR B048F060T24 BCM®总线转换器：高效电源解决方案

在电子工程师的日常工作中，选择合适的电源模块至关重要。今天我们来深入了解一下VICOR的B048F060T24 BCM®总线转换器，看看它能为我们的设计带来哪些优势。

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产品概述

B048F060T24是一款高效的窄输入范围正弦幅度转换器（SAC™），它可以将38 - 55Vdc的输入电压转换为4.75 - 6.87V的隔离输出。这款转换器可用于为非隔离负载点（POL）转换器供电，也可作为独立的4.75 - 6.87V电源使用。其典型效率高达95%，具有快速响应时间和低噪声的特点，能有效减少或消除负载端对寿命有限的铝电解或钽电容的需求，从而节省电路板面积、材料和系统总成本。

关键特性

电气性能

• 高功率密度：达到813W/in³，在小尺寸内实现高功率输出。
• 高效转换：典型效率95%，能有效降低功耗。
• 快速响应：瞬态响应时间小于1µs，可快速应对负载变化。
• 高输出功率：连续输出功率240W，峰值功率可达360W（1ms）。
• 低输出阻抗：最大输出电阻 (R_{OUT }=8.1 m Omega)，能提供稳定的输出电压。

热性能

• 宽工作温度范围：T级产品的工作结温范围为 -40°C至125°C，M级产品为 -55°C至125°C。
• 低热阻：结到板和结到壳的热阻较低，便于进行灵活的热管理。在典型应用中，无需额外的散热片。

可靠性

• 长寿命：平均无故障工作时间（MTBF）达350万小时，可靠性高。
• 多种保护功能：具备输入欠压、过压保护，输出过压、短路保护等功能，确保系统稳定运行。

规格参数

输入参数

参数	最小值	典型值	最大值	单位	备注
输入电压范围	38	48	55	Vdc
输入dV/dt		1		V/µs
输入欠压开启	37.4			Vdc
输入欠压关闭			32.6	Vdc
输入过压开启	55.0			Vdc
输入过压关闭			59.7	Vdc
输入静态电流		2.7		mA	PC低
浪涌电流过冲			1.3	A	使用图20测试电路；见图1
输入电流		5.5		Adc
输入反射纹波电流		275		mA p-p	使用图20测试电路；见图4
无负载功耗	2.0	2.70		W
内部输入电容		1.9		µF
内部输入电感		5		nH
推荐外部输入电容	47			µF	最大源电感200nH；见图20

输出参数

参数	最小值	典型值	最大值	单位	备注
输出电压	4.75（无负载） 4.43（满载）		6.87（无负载） 6.58（满载）	Vdc
输出功率	0		240（44 - 55V IN） 203（38 - 55V IN）	W
额定直流电流	0		46.5	Adc	(P_{OUT} ≤ 240W)
峰值重复功率			360	W	最大脉冲宽度1ms，最大占空比10%，基线功率50%
电流共享精度		5	10	%	见第10页并行操作
效率	半载：94.0 满载：93.5	半载：95.6 满载：93.9		%	见图5
内部输出电感		1.1		nH
内部输出电容		35.6		µF	有效值
负载电容			4000	µF
输出过压设定点	6.9			Vdc	模块将关闭
输出纹波电压	无外部旁路：	145	275	mVp-p	见图7和9
	10µF旁路电容：	13		mVp-p	见图8
短路保护设定点	47.4			Adc	模块将关闭
平均短路电流		1		A
有效开关频率	2.1	2.5	3.1	MHz	固定，每相1.3MHz
线性调整率					(V{OUT} = K • V{IN})（无负载），K：0.1238 - 0.1263
负载调整率					(R_{OUT})：7.5 - 8.1 mΩ
瞬态响应	电压过冲：	180		mV	100%负载阶跃；见图10和11
	响应时间：	200		ns	见图10和11
	恢复时间：	1		µs	见图10和11
输出过冲	输入开启：	0		mV	无输出滤波器；见图3
	PC使能：	0		mV	无输出滤波器；见图2
输出开启延迟	从施加电源：	290		ms	无输出滤波器；见图3
	从释放PC引脚：	85		ms	无输出滤波器

其他参数

参数	最小值	典型值	最大值	单位	备注
MTBF（MIL-HDBK-217F）		3.5		Mhrs	25°C，GB
隔离电压	2250			Vdc	输入到输出
隔离电容		3000		pF	输入到输出
隔离电阻	10			MΩ	输入到输出
机构认证		cTÜVus			UL /CSA 60950-1，EN 60950-1；CE标志，符合低电压指令和RoHS重铸指令
重量		0.53/15		oz /g
尺寸	长度：	1.28/32.5		in /mm
	宽度：	0.87/22		in /mm
	高度：	0.265/6.73		in /mm
过热关机	125	130	135	°C	结温
热容量		9.3		Ws /°C
结到壳热阻（(R_{θJC})）		1.1		°C/W	见第10页热考虑
结到板热阻（(R_{θJB})）		2.1		°C/W

引脚与控制功能

输入端口（+In / -In）

模块的输入电压范围不能超过规定值，内部的欠压/过压锁定功能可防止在正常工作输入范围之外运行。为防止意外施加反向输入电压，可在正输入串联整流器或在输入保险丝负载侧的正输入并联反向整流器。连接模块到电源时，应尽量减小分布电感。若互连电感超过100nH，需用RC阻尼器旁路输入，以保持低源阻抗和稳定运行。

主控制端口（PC）

这是一个多功能节点，具有以下功能：

• 启用/禁用：若PC端口悬空，模块输出启用；当该端口相对于 -In 被拉低至2.4Vdc以下时，输出禁用。此操作可通过继电器、光耦或开集电极晶体管实现。PC端口的切换速率不应高于1Hz，也不应由外部电压源驱动或上拉。
• 主辅助电源：PC端口可在5.0Vdc下提供高达2.4mA的电流，但不能用于吸收电流。
• 报警：模块包含监测输出过载、输入过压或欠压以及内部结温的电路。当任何监测参数出现异常时，PC端口将切换。

输出端口（+Out / -Out）

+Out和 -Out 端口各有两组触点，必须以低互连电阻并联连接。在规定的工作范围内，平均输出电压由图21的1级直流行为模型定义。模块的低输出阻抗可减少或消除POL转换器输入处对寿命有限的铝电解或钽电容的需求。模块输出的总负载电容不应超过规定的最大值。

应用注意事项

并行操作

BCM®总线转换器在阵列中运行时会自动进行电流共享，可用于实现更高功率或冗余应用。为使电流共享精度最大化，应确保阵列中每个总线转换器的源和负载阻抗相等。推荐的方法是在PCB中使用专用的公共铜平面来传输和返回电流，而不是依赖不同长度的走线。

热考虑

VI Chip产品的温度分布因型号、输入/输出条件、热管理和环境条件而异。对于B048F060T24，在大多数应用中，将外壳顶部温度保持在100°C以下可使模块内所有结温低于125°C。通过顶部表面散热的热量通常占60%，通过J引脚散热到PCB板表面的热量通常占40%。在设计保守的冷却解决方案时，可考虑100%通过顶部表面散热。不建议在没有适当散热措施的情况下长时间满负荷使用模块。

输入阻抗建议

为充分发挥BCM总线转换器的性能，其输入端子呈现的阻抗应在直流至约5MHz范围内保持较低。电源应具有低电感和临界阻尼响应。若互连电感过大，应使用RC阻尼器（如47µF串联0.3Ω）旁路模块输入引脚，以保持低源阻抗和正常运行。由于模块带宽较宽，电源响应通常是整个系统响应的限制因素。

输入保险丝建议

VI Chip模块内部未配备保险丝，以便在配置电源系统时提供灵活性。但在电源系统中必须始终包含模块的输入线路保险丝，应在 +In 端口串联一个快速熔断器。

总结

VICOR的B048F060T24 BCM®总线转换器以其高效、高功率密度、快速响应和可靠的性能，为电子工程师提供了一个优秀的电源解决方案。在设计过程中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择和使用该模块，并注意其引脚功能、热管理、输入阻抗和保险丝等方面的问题，以确保系统的稳定运行。你在使用类似电源模块时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。