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如何正确选择DC-DC模块电源

来源:上海宏允电子有限公司 日期:2015年04月21日  点击数:载入中...
     选用一个稳定性高的DC- DC 电源模块,其优点是可以减少研发人员设计所需的时间,使研发人员将研发焦点集中在本身的产品领域上,使产品达到最佳化,缩短产品研发及验证时间,让产品能快速上市,在市场上取得领先及致胜的商机,在此我们有必要进行这方面的探讨。
一、 效率:
       
在全球提倡高效节能的时代,效率是选型的重要因素,它可以在电源转换的过程中减少能源损耗,减少热处理问题并可增加模块寿命,所以在效率的选型上,是愈高愈好。越高表明电源模块的能量转换效率越好,所浪费的能量越少。系统待机时的损耗,也是近几年重视的课题之一,在某些应用上,其系统运作在待机状态时间比重较长,拥有较低待机损耗的电源模块则是一个很好选择;宏允电源系列产品在待机损耗的部份,经特别的处理及设计,可大幅降低待机时的功率损耗,并提高不同负载条件时的整体效率,符合最新的节能需求。
二、 操作温度:
       
一般温度操作可分成商规(0~+60)、工规(-25~+85)、军规(-55~+85)等,在选择DC/DC 电源模块时需考虑实际系统操作温度范围,选用合适的温度等级。不同的温度等级会影响到电源模块使用的材料设计及选用,选择一个合适的温度等级,是非常重要的考虑因素,这将会影响DC/DC 电源模块的稳定度及可靠度,若系统操作温度超过DC/DC 电源模块的使用范围,严重者将导致模块失效,若产品操作于温度范围极限时,则需降载使用,或予以适当的散热设计,如增加对流风速或增加散热片,以确保产品的稳定。
三、 输入电压:
       
输入电压指的是DC- DC电源模块能正常操作的范围,一般较常见的电源系统,通常分成5V , 12V , 24V , 48V。在选用电源模块输入电压范围时,视输入电压变动范围,业界有二倍电压输入及四倍压输入可选择。在选择输入电压时,需注意前端电源所提供的电压,其变化量是否在DC/DC电源模块可操作的电压范围内,所以选用二倍电压输入或四倍压输入的电源模块,则可视前端电源的电压变动与稳定度而定。输入电压过高或过低都可能造成DC/DC 电源模块不正常工作或损坏,此点必需特别留意。
       
另外,实际的应用上,一般工业用产品所提供的电压多为12V24V,通讯用产品则为24V48V,铁道部份则多使用24V,36V,48V,72V,96V110V
四、 额定功率:
       
一般建议用户在使用时,实际使用功率应为额定功率7~8成为宜,在这样的原则下,DC/DC电源模块的效能较佳、寿命较长、且较具有效益。若选用的DC/DC电源模块其额定功率远高于实际使用功率时,虽然效能及寿命都有帮助,会就成本考虑上,是比较为浪费的;若实际使用功率较DC/DC电源模块之额定功率大时,这当然是不合理的设计,短时间的超载操作没有问题,但长时间操作于超载的情况下,这对产品的寿命是有影响的。
五、工作频率:
       DC/DC
电源模块的工作频率与模块的体积成反比,但与损耗成正比,通常频率愈高,DC/DC 电源模块体积可缩小,但转换效率将会降低;反之则体积较大,但转换效率提高。电源模块工作频率的形式分为二种,一为定频,另一则为变频。定频的DC/DC电源模块,其工作频率多设计在150K~500K Hz的范围中,频率的误差通常在正负10%内。变频的DC/DC电源模块,其频率会随着不同输入电压及负载条件而变动。使用小功率产品,变频设计是一个很好的选择,定频与变频优劣取决于客户实际应用,一般而言,定频产品在处理EMI时将较为容易。
六、 隔离(Isolation)
       
一般电源位于一次侧的产品都需要有隔离的功能,隔离除了可以提高系统的安全性及可靠度外,且可以提高EMC的特性并保护二次侧。以DC/DC 电源模块而言,隔离电压多要求为1500V;标准品除1600V以外,还有2250V3000V或更高隔离可以选择,宏允电源部分产品通过ULCE等认证,对产品选择而言更多一分保障,而如需更高的隔离电压,宏允电源将提供客户定制产品,满足客户的各项需求。
七、 稳压
       
稳压指的是输出电压的稳定度,主要影响因素有输入电压及输出负载,输入电压变动时的稳定度(Line Regulation)指的是当输入电压变化时,输出电压相对变化情形;负载变动稳定度(Load Regulation)则是指负载变化时输出电压稳定度;使用未稳压产品时,当在不同的输入电压或负载条件时,将导致输出电压不稳定,也将导致系统不稳定,甚至造成后端零件损毁。
八、 安全规范:
       
设计产品时需考虑EMI要符合国际标准,所以必须选择符合EMI法规电源模块,而符合EMI产品DC/DC电源模块内部所使用的滤波组件材料选择要求也相对提高,成本也会较高,
九、电源尺寸:
       
DC/DC 电源模块 外观尺寸而言,因各家设计的不同而有所不同,用户在选用其所需之外观尺寸时,需注意以下几点:
       1
、 依国际标准脚位来选用:
       
如此一来就不用担心产品局限于一、二家供货厂商,宏允电源产品的外观尺寸及输出脚位设计可与各大厂兼容。
       2
、 相同尺寸的扩充性:
     
使用DC/DC电源模块,若面临系统需求升级同时电源部份需求增加时,若此时选用DC/DC 电源模块有相同的外观尺寸以及脚位可选择,这样的话可省去系统PCB Re-layout的时间及成本,也使产品能有更多的弹性。

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