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      科普知識
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      模塊電源

      DC/DC模塊電源的選擇與應用

      發布日期:2022-10-09 點擊率:71

        DC/DC模塊電源以其體積小巧、性能卓異、使用方便的顯著特點,在通信、網絡、工控、鐵路、軍事等領域日益得到廣泛的應用。很多系統設計人員已經意識到:正確合理地選用DC/DC模塊電源,可以省卻電源設計、調試方面的麻煩,將主要精力集中在自己專業的領域,這樣不僅可以提高整體系統的可靠性和設計水平,而且更重要的是縮短了整個產品的研發周期,為在激烈的市場競爭中領先致勝贏得了寶貴商機。那么,怎樣正確合理地選用DC/DC模塊電源呢?

        電源模塊選擇需要考慮以下幾個方面

        ·額定功率

        ·封裝形式

        ·溫度范圍與降額使用

        ·隔離電壓

        ·功耗和效率

        額定功率

        一般建議實際使用功率是模塊電源額定功率的30~80%為宜(具體比例大小還與其他因素有關,后面將會提到。),這個功率范圍內模塊電源各方面性能發揮都比較充分而且穩定可靠。負載太輕造成資源浪費,太重則對溫升、可靠性等不利。所有模塊電源均有一定的過載能力,但是仍不建議長時間工作在過載條件下,畢竟這是一種短時應急之計。

        封裝形式

        DC/DC變換器的外形尺寸和輸出形式差異很大。小功率產品采用密封外殼,外形十分纖小;大功率產品常采用quarter-brick 或half-brick的形式,電路或暴露,或以外殼包裹。在選擇時,需要注意以下兩個方面:第一,引腳是否在同一平面上;第二,是否便于焊接。SMT形式的變換器必須要符合IEC191-6:1990標準的要求,該標準對SMT器件引腳的共面問題做出了嚴格限定。器件引腳不共面會造成器件裝配時定位困難,嚴重影響焊接質量,提高次品率。SMT形式的變換器應能承受規定的焊接條件。對于絕大多數現代流水線而言,器件必須滿足 CEC00802標準所規定的回流焊要求,即器件表面溫度可超過300℃。如果變換器不能滿足這個要求,就需要為其設計專門的焊接裝配工藝,這會增加裝配時間,提高生產成本。

        模塊電源的封裝形式多種多樣,符合國際標準的也有,非標準的也有,就同一公司產品而言,相同功率產品有不同封裝,相同封裝有不同功率,那么怎么選擇封裝形式呢?主要有三個方面:① 一定功率條件下體積要盡量小,這樣才能給系統其他部分更多空間更多功能;② 盡量選擇符合國際標準封裝的產品,因為兼容性較好,不局限于一兩個供貨廠家;③ 應具有可擴展性,便于系統擴容和升級。選擇一種封裝,系統由于功能升級對電源功率的要求提高,電源模塊封裝依然不變,系統線路板設計可以不必改動,從而大大簡化了產品升級更新換代,節約時間。全部符合國際標準,為業界廣泛采用的半磚、全磚封裝,與VICOR、 LAMBDA等著名品牌完全兼容,并且半磚產品功率范圍覆蓋50~200W,全磚產品覆蓋100~300W。

        溫度范圍與降額使用

        一般廠家的模塊電源都有幾個溫度范圍產品可供選用:商品級、工業級、軍用級等,在選擇模塊電源時一定要考慮實際需要的工作溫度范圍,因為溫度等級不同材料和制造工藝不同價格就相差很大,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,那么模塊標稱的溫度范圍就必須嚴格滿足實際需要甚至略有裕量。二是根據溫度范圍來選,如果由于成本考慮選擇了較小溫度范圍的產品,但有時也有溫度逼近極限的情況,怎么辦呢?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/℃。總之要么選擇寬溫度范圍的產品,功率利用更充分,封裝也更小一些,但價格較高;要么選擇一般溫度范圍產品,價格低一些,功率裕量和封裝形式就得大一些。應折衷考慮。

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