DCDC電源模組溫度範圍與降額使用

2021-10-06 17:22:26 字數 1718 閱讀 7827

一般廠家的模組電源都有幾個溫度範圍產品可供選用:商品級、工業級、軍用級等,在選擇模組電源時一定要考慮實際需要的工作溫度範圍,因為溫度等級不同材料和製造工藝不同**就相差很大,選擇不當還會影響使用,因此不得不慎重考慮。

可以有兩種選擇方法:

一是根據使用功率和封裝形式選擇,如果在體積(封裝形式)一定的條件下實際使用功率已經接近額定功率,那麼模組標稱的溫度範圍就必須嚴格滿足實際需要甚至略有裕量。

二是根據溫度範圍來選,如果由於成本考慮選擇了較小溫度範圍的產品,但有時也有溫度逼近極限的情況,怎麼辦呢?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」,溫公升要低一些,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/℃。總之要麼選擇寬溫度範圍的產品,功率利用更充分,封裝也更小一些,但**較高;要麼選擇一般溫度範圍產品,**低一些,功率裕量和封裝形式就得大一些。應折衷考慮。

商品級(0 ℃ 到+70 ℃)

工業級(-40 ℃ 到+85 ℃)

軍用級(-55 ℃到+125 ℃)

變頻與定頻   

和所有開關型器件一樣,dc/dc變換器在工作時會產生雜訊,因此濾波效能的好壞也是重要的選型依據。整合化的dc/dc變換器通常採用的是變頻開關技術或是定頻開關技術。   

採用變頻開關技術的變換器由於要根據負載狀況進行不斷調整,所以會導致頻帶展寬,增加濾波器的複雜度。而定頻開關變換器在這方面則簡便許多,甚至可以使用lc濾波器。

工作頻率   

一般而言工作頻率越高,輸出紋波雜訊就更小,電源動態響應也更好,但是對元器件特別是磁性材料的要求也越高,成本會有增加,所以國內模組電源產品開關頻率多為在300khz以下,甚至有的只有100khz左右,這樣就難以滿足負載變條件下動態響應的要求,因此高要求場合應用要考慮採用高開關頻率的產品。另外一方面當模組電源開關頻率接近訊號工作頻率時容易引起差拍振盪,選用時也要考慮到這一點。

隔離度絕大多數的電路都必須實現隔離,即將負載連同負載對本地電源的雜訊與電網的其他負載和雜訊隔開。只有隔離變換器能夠達到這個要求。   

採用隔離變換器除了實現上述要求之外,還可以實現差分形式的輸出,以及雙極型輸出(見圖)。

此外,將隔離型變換器的輸出高壓端與負載的電源地相連,就形成了負電源。由於電壓參考點不是地,因此負載可以獲得更高的電壓。   

採用隔離型變換器的另乙個妙處是:可以將多個具有不同輸出電壓的變換器級聯起來,構成乙個電源。對於那些單個變換器的輸出電壓達不到工作電壓要求的裝置,這種特性非常有用。   

在一定時限內(通常是1秒)變換器所能承受的、施加在輸入端和輸出端之間的最高電壓,稱為變換器的隔離強度。而變換器的額定工作電壓是指變換器能長時間承受的加在輸入端的電壓,這個電壓低於隔離強度。   

在選擇隔離型變換器時還需要考慮器件的洩漏電流指標,洩漏電流是指因輸入迴路和輸出迴路之間的耦合電容而產生的電流。只要給定隔離電容的值,並且確定雜訊頻率,就可以根據阻抗計算出洩漏電容的大小。   

洩漏電流隨雜訊電壓的增加而增大,隨隔離電容的減小而減小。因此,設計低雜訊電源時,應該選擇隔離強度高而隔離電容低的dc/dc變換器,以減小洩漏電流。

通常在醫療裝置裡需要很高的隔離電壓,這樣的話,漏電流就小,對身體的危害就小。

一般場合使用對模組電源隔離電壓要求不是很高,但是更高的隔離電壓可以保證模組電源具有更小的漏電流,更高的安全性和可靠性,並且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。

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