選用DC/DC電源模塊有哪些技巧
系統運行中電源對系統穩定性的影響極大,質(zhì)量穩定性不佳的電源模塊,不但會(huì )造成系統運作不穩定,嚴重將會(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)人員設計所需的時(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)品達到最佳化,縮短產(chǎn)品研發(fā)及驗證時(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。
1. 效率:
在全球提倡高效節能的時(shí)代,效率是選型的重要因素,它可以在電源轉換的過(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。
系統待機時(shí)的損耗,也是近幾年重視的課題之一,在某些應用上,其系統運作在待機狀態(tài)時(shí)間比重較長(cháng),擁有較低待機損耗的電源模塊則是一個(gè)很好選擇;博大新系列產(chǎn)品在待機損耗的部份,經(jīng)特別的處理及設計,可大幅降低待機時(shí)的功率損耗,并提高不同負載條件時(shí)的整體效率,符合最新的節能需求。
2. 操作溫度:
一般溫度操作可分成商規(0℃~+60℃)、工規(-25℃~+71℃)、軍規(-55℃~+85℃)等,在選擇DC/DC 電源模塊時(shí)需考慮實(shí)際系統操作溫度范圍,選用合適的溫度等級。
不同的溫度等級會(huì )影響到電源模塊使用的材料設計及選用,選擇一個(gè)合適的溫度等級,是非常重要的考慮因素,這將會(huì )影響DC/DC 電源模塊的穩定度及可靠度,若系統操作溫度超過(guò)DC/DC 電源模塊的使用范圍,嚴重者將導致模塊失效,若產(chǎn)品操作于溫度范圍極限時(shí),則需降載使用,或予以適當的散熱設計,如增加對流風(fēng)速或增加散熱片,以確保產(chǎn)品的穩定;博大提供各種對應的散熱模塊,相關(guān)訊息可致電博大科技中國區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,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,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(zhuān)業(yè)應用產(chǎn)品及產(chǎn)品選型手冊,客戶(hù)在選型及備料上更加容易。
4. 額定功率:
一般建議用戶(hù)在使用時(shí),實(shí)際使用功率應為額定功率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(cháng)、且較具有效益。
若選用的DC/DC電源模塊其額定功率遠高于實(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),這當然是不合理的設計,短時(shí)間的超載操作沒(méi)有問(wèn)題,但長(cháng)時(shí)間操作于超載的情況下,這對產(chǎn)品的壽命是有影響的。以博大產(chǎn)品而言,雖大多有110%~180%的超載保護設計,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,但轉換效率將會(huì )降低;反之則體積較大,但轉換效率提高。
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,其工作頻率多設計在150K~500K Hz的范圍中,頻率的誤差通常在+-10%內,ex.250KHZ+-10%。
變頻的DC/DC電源模塊,其頻率會(huì )隨著(zhù)不同輸入電壓及負載條件而變動(dòng)。
使用小功率產(chǎn)品,變頻設計是一個(gè)很好的選擇,定頻與變頻優(yōu)劣取決于客戶(hù)實(shí)際應用,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的產(chǎn)品都需要有隔離的功能,隔離除了可以提高系統的安全性及可靠度外,且可以提高EMC的特性并保護二次側。
以DC/DC 電源模塊而言,Isolation電壓多要求為1500V,而博大產(chǎn)品則皆能達到1600V;標準品除1600V以外,還有2250V、3000V或更高Isolation可以選擇,且通過(guò)UL、TUV、CE……等認證,對產(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(hù)的各項需求。
7. 穩壓(Regulation):
穩壓指的是輸出電壓的穩定度,主要影響因素有輸入電壓及輸出負載,輸入電壓變動(dòng)時(shí)的穩定度(LineRegulation)指的是當輸入電壓變化時(shí),輸出電壓相對變化情形;負載變動(dòng)穩定度(Load Regulation)則是指負載變化時(shí)輸出電壓穩定度;使用未穩壓產(chǎn)品時(shí),當在不同的輸入電壓或負載條件時(shí),將導致輸出電壓不穩定,也將導致系統不穩定,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)品皆有良好的穩壓功能。
8. 安全規范:設計產(chǎn)品時(shí)需考慮EMI要符合國際標準,所以必須選擇符合EMI法規電源模塊,而符合EMI產(chǎn)品DC/DC電源模塊內部所使用的濾波組件材料選擇要求也相對提高,成本也會(huì )較高,博大所有標準產(chǎn)品皆經(jīng)安規認證,可節省客戶(hù)送測時(shí)間,客制品則依客戶(hù)需求送測,可作到符合客戶(hù)各項安規需求。
9. 電源尺寸: 就DC/DC 電源模塊 外觀(guān)尺寸而言,因各家設計的不同而有所不同,用戶(hù)在選用其所需之外觀(guān)尺寸時(shí),需注意以下幾點(diǎn):
A. 依國際標準腳位來(lái)選用:如此一來(lái)就不用擔心產(chǎn)品局限于一、二家供貨廠(chǎng)商,一般外觀(guān)尺寸及輸出腳位設計可與各大廠(chǎng)兼容。
B. 相同尺寸的擴充性: 產(chǎn)品在設計上,提供了相同尺寸但不同的功率,使用DC/DC電源模塊,若面臨系統需求升級同時(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(guān)尺寸以及腳位可選擇,這樣的話(huà)可省去系統PCBRe-layout的時(shí)間及成本,也使產(chǎn)品能有更多的彈性。