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選用DC/DC電源模塊有哪些技巧

    系統(tǒng)運(yùn)行中電源對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響極大,質(zhì)量穩(wěn)定性不佳的電源模塊,不但會(huì)造成系統(tǒng)運(yùn)作不穩(wěn)定,嚴(yán)重將會(huì)造成組件損壞,選擇適用良好的電源模塊,將是一個(gè)非常重要的課題。

    選用一個(gè)穩(wěn)定性高的DC/DC 電源模塊,其優(yōu)點(diǎn)是可以減少研發(fā)人員設(shè)計(jì)所需的時(shí)間,使研發(fā)人員將研發(fā)焦點(diǎn)集中在本身的產(chǎn)品領(lǐng)域上,使產(chǎn)品達(dá)到最佳化,縮短產(chǎn)品研發(fā)及驗(yàn)證時(shí)間,讓產(chǎn)品能快速上市,在市場(chǎng)上取得領(lǐng)先及致勝的商機(jī)。

1. 效率:

在全球提倡高效節(jié)能的時(shí)代,效率是選型的重要因素,它可以在電源轉(zhuǎn)換的過(guò)程中減少能源損耗,減少熱處理問(wèn)題并可增加模塊壽命,所以在效率的選型上,是愈高愈好。

系統(tǒng)待機(jī)時(shí)的損耗,也是近幾年重視的課題之一,在某些應(yīng)用上,其系統(tǒng)運(yùn)作在待機(jī)狀態(tài)時(shí)間比重較長(zhǎng),擁有較低待機(jī)損耗的電源模塊則是一個(gè)很好選擇;博大新系列產(chǎn)品在待機(jī)損耗的部份,經(jīng)特別的處理及設(shè)計(jì),可大幅降低待機(jī)時(shí)的功率損耗,并提高不同負(fù)載條件時(shí)的整體效率,符合最新的節(jié)能需求。

2. 操作溫度:

一般溫度操作可分成商規(guī)(0℃~+60℃)、工規(guī)(-25℃~+71℃)、軍規(guī)(-55℃~+85℃)等,在選擇DC/DC 電源模塊時(shí)需考慮實(shí)際系統(tǒng)操作溫度范圍,選用合適的溫度等級(jí)。
不同的溫度等級(jí)會(huì)影響到電源模塊使用的材料設(shè)計(jì)及選用,選擇一個(gè)合適的溫度等級(jí),是非常重要的考慮因素,這將會(huì)影響DC/DC 電源模塊的穩(wěn)定度及可靠度,若系統(tǒng)操作溫度超過(guò)DC/DC 電源模塊的使用范圍,嚴(yán)重者將導(dǎo)致模塊失效,若產(chǎn)品操作于溫度范圍極限時(shí),則需降載使用,或予以適當(dāng)?shù)纳嵩O(shè)計(jì),如增加對(duì)流風(fēng)速或增加散熱片,以確保產(chǎn)品的穩(wěn)定;博大提供各種對(duì)應(yīng)的散熱模塊,相關(guān)訊息可致電博大科技中國(guó)區(qū)代理商深圳市中電華星電子技術(shù)有限公司。

3. 輸入電壓:

輸入電壓指的是DC/DC電源模塊能正常操作的范圍,一般較常見(jiàn)的電源系統(tǒng),通常分成5V , 12V , 24V ,48V在選用電源模塊輸入電壓范圍時(shí),視輸入電壓變動(dòng)范圍,業(yè)界有二倍壓輸入及四倍壓輸入可選擇。


在選擇輸入電壓時(shí),需注意前端電源所提供的電壓,其變化量是否在DC/DC電源模塊可操作的電壓范圍內(nèi),所以選用二倍壓輸入或四倍壓輸入的電源模塊,則可視前端電源的電壓變動(dòng)與穩(wěn)定度而定。輸入電壓過(guò)高或過(guò)低都可能造成DC/DC 電源模塊不正常動(dòng)作或損壞,此點(diǎn)必需特別留意。

另外,實(shí)際的應(yīng)用上,一般工業(yè)用產(chǎn)品所提供的電壓多為12V及24V,通訊用產(chǎn)品則為24V及48V,鐵道部份則多使用24V,36V,48V,72V,96V及110V,博大提供包含工控、通訊、鐵道…等多種專業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品及產(chǎn)品選型手冊(cè),客戶在選型及備料上更加容易。

4. 額定功率:

一般建議用戶在使用時(shí),實(shí)際使用功率應(yīng)為額定功率7~8成為宜,在這樣的原則下,DC/DC電源模塊的效能較佳、壽命較長(zhǎng)、且較具有效益。

若選用的DC/DC電源模塊其額定功率遠(yuǎn)高于實(shí)際使用功率時(shí),雖然效能及壽命都有幫助,會(huì)就成本考慮上,是比較為浪費(fèi)的;若實(shí)際使用功率較DC/DC電源模塊之額定功率大時(shí),這當(dāng)然是不合理的設(shè)計(jì),短時(shí)間的超載操作沒(méi)有問(wèn)題,但長(zhǎng)時(shí)間操作于超載的情況下,這對(duì)產(chǎn)品的壽命是有影響的。以博大產(chǎn)品而言,雖大多有110%~180%的超載保護(hù)設(shè)計(jì),但仍需避免因超載操作的情況。

5. 工作頻率:

DC/DC電源模塊的工作頻率與模塊的體積成反比,但與損耗成正比,通常頻率愈高,DC/DC 電源模塊體積可縮小,但轉(zhuǎn)換效率將會(huì)降低;反之則體積較大,但轉(zhuǎn)換效率提高。

電源模塊工作頻率的形式分為二種,一為定頻,另一則為變頻。

定頻的DC/DC電源模塊,其工作頻率多設(shè)計(jì)在150K~500K Hz的范圍中,頻率的誤差通常在+-10%內(nèi),ex.250KHZ+-10%。

變頻的DC/DC電源模塊,其頻率會(huì)隨著不同輸入電壓及負(fù)載條件而變動(dòng)。

使用小功率產(chǎn)品,變頻設(shè)計(jì)是一個(gè)很好的選擇,定頻與變頻優(yōu)劣取決于客戶實(shí)際應(yīng)用,一般而言,定頻產(chǎn)品在處理EMI時(shí)將較為容易。

6. 隔離(Isolation):

一般電源位于一次側(cè)的產(chǎn)品都需要有隔離的功能,隔離除了可以提高系統(tǒng)的安全性及可靠度外,且可以提高EMC的特性并保護(hù)二次側(cè)。

以DC/DC 電源模塊而言,Isolation電壓多要求為1500V,而博大產(chǎn)品則皆能達(dá)到1600V;標(biāo)準(zhǔn)品除1600V以外,還有2250V、3000V或更高Isolation可以選擇,且通過(guò)UL、TUV、CE……等認(rèn)證,對(duì)產(chǎn)品選擇   而言更多一分保障,而如需更高的隔離電壓,博大將提供客制化服務(wù),符合客戶的各項(xiàng)需求。

7. 穩(wěn)壓(Regulation):

穩(wěn)壓指的是輸出電壓的穩(wěn)定度,主要影響因素有輸入電壓及輸出負(fù)載,輸入電壓變動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定度(LineRegulation)指的是當(dāng)輸入電壓變化時(shí),輸出電壓相對(duì)變化情形;負(fù)載變動(dòng)穩(wěn)定度(Load Regulation)則是指負(fù)載變化時(shí)輸出電壓穩(wěn)定度;使用未穩(wěn)壓產(chǎn)品時(shí),當(dāng)在不同的輸入電壓或負(fù)載條件時(shí),將導(dǎo)致輸出電壓不穩(wěn)定,也將導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定,甚至造成后端零件損毀,博大除1W以下微功率電源產(chǎn)品外,其它產(chǎn)品皆有良好的穩(wěn)壓功能。

8. 安全規(guī)范:設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)需考慮EMI要符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),所以必須選擇符合EMI法規(guī)電源模塊,而符合EMI產(chǎn)品DC/DC電源模塊內(nèi)部所使用的濾波組件材料選擇要求也相對(duì)提高,成本也會(huì)較高,博大所有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品皆經(jīng)安規(guī)認(rèn)證,可節(jié)省客戶送測(cè)時(shí)間,客制品則依客戶需求送測(cè),可作到符合客戶各項(xiàng)安規(guī)需求。

9. 電源尺寸:     就DC/DC 電源模塊 外觀尺寸而言,因各家設(shè)計(jì)的不同而有所不同,用戶在選用其所需之外觀尺寸時(shí),需注意以下幾點(diǎn):
     A. 依國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)腳位來(lái)選用:如此一來(lái)就不用擔(dān)心產(chǎn)品局限于一、二家供貨廠商,一般外觀尺寸及輸出腳位設(shè)計(jì)可與各大廠兼容。
     B. 相同尺寸的擴(kuò)充性: 產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上,提供了相同尺寸但不同的功率,使用DC/DC電源模塊,若面臨系統(tǒng)需求升級(jí)同時(shí)電源部份需求增加時(shí),若此時(shí)選用DC/DC 電源模塊有相同的外觀尺寸以及腳位可選擇,這樣的話可省去系統(tǒng)PCBRe-layout的時(shí)間及成本,也使產(chǎn)品能有更多的彈性。