DC-DC模块电源如何选型?四大需求要掌握

发布时间:2023-12-7 阅读量:1568 来源: 综合网络 发布人: bebop

DC-DC电源电路,也被称为DC-DC转换电路,其主要功能是进行输入输出电压的转换。一般而言,我们将输入电源电压在72V以内的电压变换过程称为DC-DC转换。

 

常见的电源主要分为两类:车载与通讯系列和通用工业与消费系列。前者使用的电压一般为48V、36V、24V等,后者使用的电源电压一般在24V以下。在不同应用领域中,电压规律有所不同。例如,在PC中常用的电压为12V、5V、3.3V;模拟电路电源常用5V、15V;数字电路常用3.3V等。现在的FPGA、DSP等还采用2V以下的电压,如1.8V、1.5V、1.2V等。

 

在通信系统中,DC-DC电源电路也被称为二次电源,因为它由一次电源或直流电池组提供一个直流输入电压,经过DC-DC转换后,在输出端获得一个或几个直流电压。

 

DC-DC电源通常包括输入端子、输出端子、开关元件(如开关管)、电感元件、电容元件、控制电路等。它的工作原理是,通过开关元件周期性地打开和关闭,将直流输入电压引入电感,然后通过电容元件滤波,最终得到稳定的输出电压。

 

如何选择高可靠性的DC-DC模块电源

 

采用成熟的电源拓扑

 

电源模块的设计尽量选用成熟的电源拓扑。例如1W~2W的定压输入DC-DC电源模块选择Royer电路,而宽压输入系列则多选Flyback拓扑,部分选Forward拓扑。

 

全负载范围内高效率

 

高效率意味着更低的功率损失和更低的温升,可以有效提高可靠性。在实际应用中,电源都会选择一定程度的降额设计,特别是在负载IC的功耗越来越低的今天,电源大部分时候都有可能在轻载情况下工作。因此,全负载范围内高效率对于电源系统可靠性来说是非常关键的参数,但往往被电源厂商忽略。大部分厂商为了技术手册上的参数吸引客户,往往将满载效率做到较高,但在5%~50%的负载情况下效率较低。

 

极限温度特性

 

电源模块应用的地理区域非常宽广,可能有热带的酷暑,也有类似俄罗斯冬天的严寒。因此要求DC-DC模块的工作温度范围最低要求为-40℃~85℃,也有做到更好的,例如金升阳的定压R2代1W~2W工作温度可做到-40℃~105℃。如果在汽车BMS、高压母线监测应用,则需要工作温度为-40℃~125℃,金升阳的CF0505XT-1WR2工作温度可做到125℃。

 

极限温度试验是最能检验电源模块可靠性的方法,例如高温老化、高温&低温带电工作性能测试、高低温循环冲击试验和长时间高温高湿测试等。正规的电源开发都会经过以上测试。因此,是否有此类测试设备也成为了判断电源厂商是否为山寨厂商的依据。

 

高隔离、低隔离电容

 

医疗产品要求极低的漏电流,电力电子产品需要原边和次级之间尽量少寄生电容。这两个行业有一个共性的需求,即要求尽量高的隔离耐压和尽量低的隔离电容,用以降低共模干扰对系统的影响。如果在医疗或电力电子领域应用,1W~2W DC-DC建议选取隔离电容低于10pF的电源模块,宽压产品则尽量选取低于150pF的电源模块。

 

EMC特性

 

EMC性能是电子系统正常、安全工作的保证,目前电子行业对产品的EMC性能都提出了很高的要求,客户经常抱怨因EMC处理不好导致系统的复位重启甚至是早期失效,因此优良的EMC特性是电源模块核心竞争力。

 

DC-DC电源广泛应用于各种电子设备和系统中,如电子通信设备、工业自动化、车载电子、医疗设备、无人机和太阳能等。它能够提供不同电压级别的电力供应,满足各种电子设备对电压的要求,同时具有稳定性和高效率的特点。

 

DC-DC电源可以根据输出电压与输入电压的关系,分为降压、升压、升降压和隔离型等。它的设计、控制和保护功能,可以根据电源的应用需求进行定制,以满足不同场景下的电能转换要求。

 

 

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