你知道可靠性的DC-DC模块电源应该如何选择吗?
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随着社会的快速发展,人们越来越离不开各种电子产品,为我们的生活带来各种各样的便利,但是众多的电子产品也需要各种电源模块,那么你知道如何选择电源模块吗?
1. 采用成熟的电源拓扑
电源模块的设计尽量选用成熟的电源拓扑,这些拓扑已经经过时间的考验,成熟可靠。例如1-2W的定压输入DC-DC电源模块选择Royer电路,而宽压输入系列则多选Flyback拓扑,部分Forward拓扑。
大部分的电源模块没有均流功能,不能直接并联使用达到增大输出功率的效果。
2. 全负载范围内高效率
高效率意味着更低的功率损失和更低的温升,可以有效提高可靠性。在实际应用中,电源都会选择一定程度的降额设计,特别是在负载IC的功耗越来越低的今天,电源大部分时候都有可能在轻载情况下工作。因此,全负载范围内高效率对于电源系统可靠性来说是非常关键的参数,但往往被电源厂商忽略。大部分厂商为了技术手册上的参数吸引客户,往往将满载效率做到较高,但在5%-50%的负载情况下效率较低。
很多客户使用电源模块,目的就是为了实现电源的隔离作用。根据不同的隔离要求选择不同的电源,通常有1000VDC、3000VDC,4000VAC等等。同时设计布板的时候,输入输出间要留有最够的爬电距离,以免造成减弱隔离效果。
以金升阳的15W DC-DC模块电源VRB2412LD-15WR2为例,VRB2412LD-15WR2在额定电压24V输入时轻载10%的效率比主流同行水平高出15%,通过效率的提升也可以有效的降低产品的外壳温升,VRB2412LD-15WR2在实际负载工作时的温升要低13.8度。
一般电源模块都具有宽电压输入范围,但是当输入电压超过电源模块设定的最大输入电压时,可能会造成电源的永久性损坏。
3. 极限温度特性
电源模块应用的地理区域非常宽广,可能有热带的酷暑也有类似俄罗斯冬天的严寒。因此要求DC-DC模块的工作温度范围最低要求为-40度~85度,也有做到更好的,例如金升阳的定压R2代1-2W工作温度可以做到-40度~105度。如果在汽车BMS、高压母线监测应用,则需要工作温度为-40度~125度,目前业界DC-DC模块只有金升阳的CF0505XT-1WR2的产品工作温度可以做到125度。
如果前端输入电源不稳定或者波动范围超过最大输入电压,可以在输入端增加相应的TVS管或者过压保护电路。
极限温度试验是最能检验电源模块可靠性的方法,例如高温老化、高温&低温带电工作性能测试、高低温循环冲击试验和长时间高温高湿测试等。正规的电源开发都会经过以上测试。因此,是否有此类测试设备也成为了判断电源厂商是否为山寨厂商的依据。
很多项目中会需要多路隔离电压,多路输出电源是一个很好的选择。但是一般多路输出电源会存在负载调节率的情况,如果输出负载不匹配的话,会导致电压输出精度差或者输出不稳。一般情况下,主路负载和辅路负载等比匹配最好。
4. 高隔离、低隔离电容
医疗产品要求极低的漏电流,电力电子产品需要原边和次级之间尽量少寄生电容。这两个行业有一个共性的需求,即要求尽量高的隔离耐压,和尽量低的隔离电容,用以降低共模干扰对系统的影响。如果在医疗或电力电子应用,1-2W DC_DC建议选取隔离电容低于10pF左右的电源模块,宽压产品则尽量选取低于150pF的电源模块。
一般的电源模块不支持热插拔功能,热插拔会造成高压尖峰,可能会导致电源产品永久性损坏
5. EMC特性
EMC性能是电子系统正常、安全工作的保证,目前电子行业对产品的EMC性能都提出了很高的要求,我们经常遇到客户抱怨因EMC处理不好导致系统的复位重启甚至是早期失效,因此优良的EMC特性是电源模块核心竞争力。
以上就是选择高可靠性的DC-DC模块电源的一些常用的方法,希望能给电子工程师在选择的时候带来一定的帮助,让设计者能设计出更好的电子产品,让我们的生活越来越丰富。