時間:2015-04-17 16:08:03來æºï¼šå»£å·žé‡‘å‡é™½ç§‘技有é™å…¬å¸
一ã€åºè¨€
DC_DC模塊電æºè¶Šä¾†è¶Šå¤šçš„æ‡‰ç”¨äºŽé€šä¿¡ã€å·¥æ¥è‡ªå‹•化ã€é›»åŠ›æŽ§åˆ¶ã€è»Œé“交通ã€ç¤¦æ¥ã€è»å·¥ç‰è¡Œæ¥ã€‚而模塊化的è¨è¨ˆï¼Œå¯ä»¥æœ‰æ•ˆçš„簡化客戶的電路è¨è¨ˆï¼Œæå‡ç³»çµ±çš„å¯é 性和ç¶è·æ•ˆçŽ‡ã€‚é‚£ä¹ˆï¼Œå¦‚ä½•æå‡åŸºäºŽDC_DC模塊的電æºç³»çµ±çš„å¯é æ€§ï¼Ÿæˆ‘å€‘å¤§éƒ¨åˆ†æ™‚å€™æƒ³åˆ°çš„æ˜¯é¸æ“‡ä¸€å®¶å“牌好的供應商æä¾›é«˜å¯é çš„é›»æºæ¨¡å¡Šã€‚ç„¶è€Œï¼Œé¸æ“‡ä¸€æ¬¾é«˜å¯é çš„é›»æºæ¨¡å¡Šï¼Œæ˜¯å¦å°±æ„味著我們的電æºç³»çµ±éžå¸¸å¯é 呢?本文就這個主題作簡è¦åˆ†æžèˆ‡æŽ¢è¨Žã€‚
二ã€ç‚ºä»€ä¹ˆéœ€è¦DC_DC模塊電æºï¼Ÿ
DC-DC隔離模塊電æºä¸»è¦æ‡‰ç”¨äºŽåˆ†å¸ƒå¼é›»æºç³»çµ±ä¸ï¼Œç”¨ä»¥å°é›»æºç³»çµ±å¯¦ç¾éš”離é™ä½Žå™ªè²ã€é›»å£“轉æ›ã€ç©©å£“å’Œä¿è·åŠŸèƒ½ã€‚ä½¿ç”¨DC-DC隔離模塊電æºçš„四大作用如下:
其一,模塊電æºé‡‡ç”¨éš”離å¼è¨è¨ˆï¼Œå¯ä»¥æœ‰æ•ˆçš„隔離來自一次å´è¨å‚™å¸¶ä¾†çš„共模干擾å°ç³»çµ±çš„å½±éŸ¿ï¼Œä½¿è² è¼‰èƒ½å¤ ç©©å®šçš„å·¥ä½œã€‚
其二,ä¸åŒçš„è² è¼‰éœ€è¦ä¸åŒçš„供電電壓,例如控制IC需è¦5Vã€3.3Vã€1.8Vç‰ï¼›ä¿¡è™Ÿé‡‡é›†ç”¨çš„鋿”¾å‰‡éœ€è¦±15V;繼電器則需è¦12V,24V。而æ¯ç·šé›»å£“多為24Vï¼Œå› æ¤éœ€è¦é€²è¡Œé›»å£“轉æ›ã€‚
其三,æ¯ç·šé›»å£“在長è·é›¢å‚³è¼¸éŽç¨‹ä¸æœƒå˜åœ¨ç·šæï¼Œæ•…到PCBæ¿ç´šæ™‚é›»å£“è¼ƒä½Žï¼Œè€Œè² è¼‰éœ€è¦ç©©å®šçš„é›»å£“ï¼Œå› æ¤éœ€è¦å¯¬å£“輸入,穩壓輸出。
其四,電æºéœ€è¦åœ¨ç•°å¸¸æƒ…æ³ä¸‹ï¼Œä¿è·ç³»çµ±çš„è² è¼‰å’Œæœ¬èº«ä¸å£žã€‚
é‚£ä¹ˆï¼Œå¦‚ä½•é¸æ“‡DC-DC模塊電æºï¼Ÿ
三ã€å¦‚何鏿“‡é«˜å¯é 性的DC-DC模塊電æº
1. 采用æˆç†Ÿçš„é›»æºæ‹“æ’²
é›»æºæ¨¡å¡Šçš„è¨è¨ˆç›¡é‡é¸ç”¨æˆç†Ÿçš„é›»æºæ‹“æ’²ï¼Œé€™äº›æ‹“æ’²å·²ç¶“ç¶“éŽæ™‚間的考驗,æˆç†Ÿå¯é 。例如1-2W的定壓輸入DC-DCé›»æºæ¨¡å¡Šé¸æ“‡Royer電路,而寬壓輸入系列則多é¸Flyback拓撲,部分Forward拓撲。
2. å…¨è² è¼‰èŒƒåœå…§é«˜æ•ˆçއ
高效率æ„味著更低的功率æå¤±å’Œæ›´ä½Žçš„æº«å‡ï¼Œå¯ä»¥æœ‰æ•ˆæé«˜å¯é 性。在實際應用ä¸ï¼Œé›»æºéƒ½æœƒé¸æ“‡ä¸€å®šç¨‹åº¦çš„é™é¡è¨è¨ˆï¼Œç‰¹åˆ¥æ˜¯åœ¨è² 載IC的功耗越來越低的今天,電æºå¤§éƒ¨åˆ†æ™‚候都有å¯èƒ½åœ¨è¼•載情æ³ä¸‹å·¥ä½œã€‚å› æ¤ï¼Œå…¨è² 載范åœå…§é«˜æ•ˆçއå°äºŽé›»æºç³»çµ±å¯é 性來說是éžå¸¸é—œéµçš„åƒæ•¸ï¼Œä½†å¾€å¾€è¢«é›»æºå» å•†å¿½ç•¥ã€‚å¤§éƒ¨åˆ†å» å•†ç‚ºäº†æŠ€è¡“æ‰‹å†Šä¸Šçš„åƒæ•¸å¸å¼•客戶,往往將滿載效率åšåˆ°è¼ƒé«˜ï¼Œä½†åœ¨5%-50%çš„è² è¼‰æƒ…æ³ä¸‹æ•ˆçŽ‡è¼ƒä½Žã€‚
以金å‡é™½çš„15W DC-DC模塊電æºVRB2412LD-15WR2為例,VRB2412LD-15WR2在é¡å®šé›»å£“24V輸入時輕載10%的效率比主æµåŒè¡Œæ°´å¹³é«˜å‡º15%,如圖1和圖2所示。
é€šéŽæ•ˆçŽ‡çš„æå‡ä¹Ÿå¯ä»¥æœ‰æ•ˆçš„é™ä½Žç”¢å“的外殼溫å‡ï¼ŒVRB2412LD-15WR2åœ¨å¯¦éš›è² è¼‰å·¥ä½œæ™‚çš„æº«å‡è¦ä½Ž13.8度。
3. æ¥µé™æº«åº¦ç‰¹æ€§
é›»æºæ¨¡å¡Šæ‡‰ç”¨çš„地ç†å€åŸŸéžå¸¸å¯¬å»£ï¼Œå¯èƒ½æœ‰ç†±å¸¶çš„é…·æš‘ä¹Ÿæœ‰é¡žä¼¼ä¿„ç¾…æ–¯å†¬å¤©çš„åš´å¯’ã€‚å› æ¤è¦æ±‚DC-DCæ¨¡å¡Šçš„å·¥ä½œæº«åº¦èŒƒåœæœ€ä½Žè¦æ±‚為-40度~85度,也有åšåˆ°æ›´å¥½çš„,例如金å‡é™½çš„定壓R2代1-2W工作溫度å¯ä»¥åšåˆ°-40度~105度。如果在汽車BMSã€é«˜å£“æ¯ç·šç›£æ¸¬æ‡‰ç”¨ï¼Œå‰‡éœ€è¦å·¥ä½œæº«åº¦ç‚º-40度~125åº¦ï¼Œç›®å‰æ¥ç•ŒDC-DCæ¨¡å¡Šåªæœ‰é‡‘å‡é™½çš„CF0505XT-1WR2的產å“工作溫度å¯ä»¥åšåˆ°125度。
æ¥µé™æº«åº¦è©¦é©—æ˜¯æœ€èƒ½æª¢é©—é›»æºæ¨¡å¡Šå¯é 性的方法,例如高溫è€åŒ–ã€é«˜æº«&低溫帶電工作性能測試ã€é«˜ä½Žæº«å¾ªç’°æ²–擊試驗和長時間高溫高濕測試ç‰ã€‚æ£è¦çš„é›»æºé–‹ç™¼éƒ½æœƒç¶“éŽä»¥ä¸Šæ¸¬è©¦ã€‚å› æ¤ï¼Œæ˜¯å¦æœ‰æ¤é¡žæ¸¬è©¦è¨å‚™ä¹Ÿæˆç‚ºäº†åˆ¤æ–·é›»æºå» 商是å¦ç‚ºå±±å¯¨å» å•†çš„ä¾æ“šã€‚
4. 高隔離ã€ä½Žéš”離電容
醫療產å“è¦æ±‚極低的æ¼é›»æµï¼Œé›»åЛ電å產å“需è¦åŽŸé‚Šå’Œæ¬¡ç´šä¹‹é–“ç›¡é‡å°‘å¯„ç”Ÿé›»å®¹ã€‚é€™å…©å€‹è¡Œæ¥æœ‰ä¸€å€‹å…±æ€§çš„需求,å³è¦æ±‚盡é‡é«˜çš„隔離è€å£“,和盡é‡ä½Žçš„隔離電容,用以é™ä½Žå…±æ¨¡å¹²æ“¾å°ç³»çµ±çš„å½±éŸ¿ã€‚å¦‚æžœåœ¨é†«ç™‚æˆ–é›»åŠ›é›»åæ‡‰ç”¨ï¼Œ1-2W DC_DC建è°é¸å–隔離電容低于10pFå·¦å³çš„é›»æºæ¨¡å¡Šï¼Œå¯¬å£“產å“則盡é‡é¸å–低于150pFçš„é›»æºæ¨¡å¡Šã€‚
5. EMC特性
EMC性能是電å系統æ£å¸¸ã€å®‰å…¨å·¥ä½œçš„ä¿è‰ï¼Œç›®å‰é›»å行æ¥å°ç”¢å“çš„EMC性能都æå‡ºäº†å¾ˆé«˜çš„è¦æ±‚,我們經常é‡åˆ°å®¢æˆ¶æŠ±æ€¨å› EMC處ç†ä¸å¥½å°Žè‡´ç³»çµ±çš„復ä½é‡å•Ÿç”šè‡³æ˜¯æ—©æœŸå¤±æ•ˆï¼Œå› æ¤å„ªè‰¯çš„EMCç‰¹æ€§æ˜¯é›»æºæ¨¡å¡Šæ ¸å¿ƒç«¶çˆåŠ›ã€‚
å››ã€é›»æºç³»çµ±æ‡‰ç”¨è¨è¨ˆçš„å¯é 性
é›»æºæœ¬èº«çš„å¯é 性固然é‡è¦ï¼Œä½†æ˜¯å¯¦éš›ä¸Šï¼Œç”±äºŽé›»æºç³»çµ±å·¥ä½œç’°å¢ƒçš„復雜性,å†å¯é 的電æºå¦‚果沒有å¯é 的系統應用è¨è¨ˆï¼Œæœ€çµ‚é›»æºé‚„是會失效。下é¢ä»‹ç´¹å¹¾ç¨®å¸¸è¦‹çš„é›»æºç³»çµ±æ‡‰ç”¨è¨è¨ˆçš„æ–¹æ³•和注æ„äº‹é …ã€‚
1. 冗余è¨è¨ˆæŠ€å·§
在å¯é æ€§è¦æ±‚é«˜çš„å ´åˆï¼Œè¦æ±‚é›»æºæ¨¡å¡Šå³ä½¿æå£žï¼Œç³»çµ±ä¹Ÿä¸èƒ½æ–·é›»ã€‚æ¤æ™‚,我們å¯ä»¥é‡‡å–冗余供電的方å¼ä¾†æå‡ç³»çµ±çš„å¯é æ€§ã€‚å¦‚ä¸‹åœ–æ‰€ç¤ºï¼Œç•¶ä¸€å€‹é›»æºæ¨¡å¡Šæå£žæ™‚,å¦å¤–一個模塊å¯ä»¥ç¹¼çºŒä¾›é›»ã€‚圖3為其ä¸ä¸€ç¨®å¸¸è¦‹çš„冗余è¨è¨ˆæ–¹æ¡ˆã€‚
注æ„äº‹é …ï¼šD1ã€D2建è°ä½¿ç”¨ä½Žå£“é™çš„肖特基二極管,以é¿å…二極管的壓é™å½±éŸ¿åŽç«¯ç³»çµ±çš„工作,并注æ„é¸å–二極管的è€å£“值è¦é«˜äºŽè¼¸å‡ºé›»å£“。這種方法會產生é¡å¤–的紋波噪è²ï¼Œéœ€å¤–接電容來減å°ç´‹æ³¢æˆ–æ˜¯åŠ æ¿¾æ³¢é›»è·¯ã€‚
2. é™é¡è¨è¨ˆ
眾所周知,é™é¡è¨è¨ˆå¯ä»¥æœ‰æ•ˆæé«˜é›»æºå·¥ä½œå£½å‘½ï¼Œä½†æ˜¯è² 載éŽè¼•使用,電æºçš„æ€§èƒ½åˆç„¡æ³•工作在最佳狀態。 例如,金å‡é™½DC_DC模塊電æºå»ºè°åœ¨è² 載范åœ30%~80%å…§ä½¿ç”¨ï¼Œæ¤æ™‚儿–¹é¢æ€§èƒ½è¡¨ç¾æœ€ä½³ã€‚
3. åˆç†å¤–åœé˜²è·è¨è¨ˆ
é›»æºæ¨¡å¡Šæ‡‰ç”¨è¡Œæ¥éžå¸¸å¤šï¼Œæ‡‰ç”¨çš„ç’°å¢ƒè¦æ±‚也ä¸è¿‘相åŒï¼Œå› 為其通用性è¨è¨ˆï¼ŒDC-DC模塊電æºåƒ…èƒ½æ»¿è¶³é€šç”¨å…±æ€§éœ€æ±‚ã€‚å› æ¤ç•¶å®¢æˆ¶çš„æ‡‰ç”¨ç’°å¢ƒè¦æ±‚苛刻時,需è¦åŠ é©ç•¶çš„外åœé›»è·¯ä¾†æå‡é›»æºçš„å¯é 性。
以金å‡é™½çš„20W DC-DCéµè·¯é›»æºURB24XXLD-20WR2ç‚ºä¾‹ï¼Œå–®ç¨æ¨¡å¡Šåªèƒ½é€šéŽEN50155 1.4å€è¼¸å…¥é›»å£“Vinçš„1Sæ¸¬è©¦ï¼Œä½†å› ç‚ºé«”ç©åŽŸå› æ²’æœ‰è¾¦æ³•é€šéŽRIA12çš„æ¨™æº–ï¼Œé€šéŽæ·»åР外åœé›»è·¯ï¼ˆä¹Ÿå¯ä»¥é¸æ“‡é‡‘å‡é™½EMC輔助器FC-AX3D),就能通éŽRIA12è¦æ±‚çš„3.5Vin/20mSçš„ç‰æ¸¬è©¦è¦æ±‚。 å› è€Œåˆç†çš„外åœé›»è·¯è¨è¨ˆå¯ä»¥ä½¿æ¨¡å¡Šæ»¿è¶³æ›´é«˜ç‰ç´šçš„æŠ€è¡“è¦æ ¼ï¼Œä½¿ä¹‹é©æ‡‰æ›´æƒ¡åŠ£çš„æ‡‰ç”¨ç’°å¢ƒï¼Œæå‡é›»æºæ¨¡å¡Šçš„å¯é 性。
4. 散熱è¨è¨ˆ
å·¥æ¥ç´šçš„é›»æºæ¨¡å¡Šçš„æå£žå¤§ç´„有15%æ˜¯å› ç‚ºæ•£ç†±ä¸è‰¯å°Žè‡´çš„ï¼Œé›»æºæ¨¡å¡Šæ˜¯æœè‘—å°åž‹åŒ–和集æˆåŒ–æ–¹å‘ç™¼å±•ï¼Œä½†æ˜¯å¾ˆå¤šæ‡‰ç”¨å ´åˆé›»æºæ˜¯è™•于密閉的環境ä¸é€£çºŒå·¥ä½œçš„,如果ç©ç†±ç„¡æ³•散出去,電æºå…§éƒ¨çš„器件å¯èƒ½å› 為超éŽç†±æ‡‰åŠ›è€Œæå£žã€‚é€šå¸¸çš„æ•£ç†±æ–¹å¼æœ‰è‡ªç„¶é¢¨å†·ã€æ•£ç†±ç‰‡æ•£ç†±å’ŒåŠ å¼·åˆ¶æ€§æ•£ç†±é¢¨æ‰‡ç‰ã€‚熱è¨è¨ˆçš„幾點經驗分享如下:
(1) é›»æºæ¨¡å¡Šçš„å°æµé€šé¢¨
å°äºŽä¾é è‡ªç„¶å°æµå’Œç†±è¼»å°„ä¾†æ•£ç†±çš„é›»æºæ¨¡å¡Šï¼Œå‘¨åœç’°å¢ƒä¸€å®šè¦ä¾¿äºŽå°æµé€šé¢¨ï¼Œä¸”周åœç„¡å¤§å™¨ä»¶é®æ“‹ï¼Œä¾¿äºŽç©ºæ°£æµé€šã€‚
(2) 發熱器件的放置
å¦‚æžœç³»çµ±ä¸æ“有多個發熱æºä¾‹å¦‚å¤šå€‹é›»æºæ¨¡å¡Šï¼Œç›¸äº’之間應盡é‡é 離,é¿å…相互之間熱輻射傳éžå°Žè‡´é›»æºæ¨¡å¡ŠéŽç†±ã€‚
(3) åˆç†çš„PCBæ¿è¨è¨ˆ
PCBæ¿æä¾›äº†ä¸€ç¨®æ•£ç†±é€”å¾‘ï¼Œåœ¨è¨è¨ˆæ™‚å°±è¦å¤šè€ƒæ…®æ•£ç†±é€”å¾‘ã€‚ä¾‹å¦‚åŠ å¤§ä¸»å›žè·¯çš„éŠ…çš®é¢ç©ï¼Œé™ä½ŽPCBæ¿ä¸Šå…ƒå™¨ä»¶çš„密度ç‰ï¼Œæ”¹å–„模塊的散熱é¢ç©å’Œæ•£ç†±é€šé“ï¼Œä¾‹å¦‚é›»æºæ¨¡å¡Šæ‡‰ç›¡é‡åž‚直放置如圖4,å¯ä»¥ä½¿ç†±é‡ç›¡å¿«å‘上散發;如果將DC-DC模塊放在PCB的底部,則å‘ä¸Šæ•£ç™¼çš„ç†±é‡æœƒè¢«PCB阻擋,導致產å“ç©ç†±ç„¡æ³•散發出去。
(4) 更大å°è£å°ºå¯¸å’Œæ•£ç†±é¢ç©
åŒæ¨£åŠŸçŽ‡çš„é›»æºï¼Œå¦‚æžœå¯èƒ½ç›¡é‡é¸æ“‡å°ºå¯¸æ›´å¤§çš„å°è£å’Œæ•£ç†±é¢æ›´å¤§çš„æ•£ç†±å™¨ï¼Œæˆ–è€…ä½¿ç”¨å°Žç†±è† å°‡é›»æºæ¨¡å¡Šå¤–æ®¼èˆ‡æ©Ÿæ®¼é€£æŽ¥ã€‚é€™æ¨£é›»æºæ¨¡å¡Šæ“有更大的散熱é¢ç©ï¼Œæ•£ç†±æœƒæ›´å¿«ï¼Œå…§éƒ¨çš„æº«åº¦æœƒæ›´ä½Žï¼Œé›»æºçš„å¯é 性自然也就越高。
5. åŒ¹é…æ€§è¨è¨ˆã€å®‰è¦è¨è¨ˆ
é›»æºçš„輸入走線盡é‡ä¿æŒç›´ç·šï¼Œé¿å…å½¢æˆç’°è·¯å¤©ç·šå¸å¼•å¤–ç•Œè¼»å°„å¹²æ“¾ã€‚åŒæ™‚è¼¸å…¥ç·šå’Œè¼¸å‡ºç·šéœ€è¦æŒ‰ç…§UL60950的安è¦è¦æ±‚ä¿æŒåˆé©çš„é–“è·ï¼Œé¿å…è€å£“失效。å†è€…,電æºåº•æ¿ä¸‹ç¦æ¢å¸ƒç·šï¼Œç‰¹åˆ¥æ˜¯ä¿¡è™Ÿç·šï¼Œé›»æºè®Šå£“器的電ç£ç·šæœƒå°ä¿¡è™Ÿå½¢æˆå¹²æ“¾ã€‚
å¦å¤–一個è¨è¨ˆå¸«éœ€æ³¨æ„的是,需è¦é—œæ³¨ä¸€æ¬¡é›»æºå’ŒäºŒæ¬¡é›»æºä¹‹é–“,以åŠé›»æºèˆ‡ç³»çµ±å·¥ä½œé »çŽ‡çš„å€é »éŒ¯é–‹ï¼Œé¿é–‹ç›¸äº’ä¹‹é–“çš„ç³»çµ±åŒ¹é…æ€§å•題。
五ã€å°çµ
DC_DCé›»æºæ¨¡å¡Šçš„å¯é 應用需è¦é›»æºåŽŸå» æä¾›é«˜å“質電æºï¼ŒåŒæ™‚也需è¦è¨è¨ˆå·¥ç¨‹å¸«åˆç†çš„æ‡‰ç”¨è¨è¨ˆï¼Œåªæœ‰å¾žè¨è¨ˆå’Œæ‡‰ç”¨é›™å‘考慮æ‰èƒ½æœ€çµ‚ç²å¾—å¯é 的電æºç³»çµ±ã€‚
原文地å€ï¼šhttp://www.mornsun.cn/news/NewDetail.aspx?id=273
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