DCDC模块的选择
DCDC电源模块
一、选择
1、在选择电源时,首先应根据应用环境的要求,合理选择电源的类型,如电压的精度、负载的类型、电流的变化范围,使用环境等,搞清楚产品使用环境和要求是合理选用和定做电源的前提和条件。
最大壳温:+90℃
DC-DC电源模块隔离耐压检测
直接用耐压检测仪对DC-DC电源模块进行检测,但是先要看DC-DC模块的耐压性能是多少,如果本身耐压性能是1000VDC,在检测的时候就不能用高于1000VDC的DC电压来检测,如果用1500VDC来检测有可能直接将产品烧坏,这其实是破坏性的检测!
DC/DC电源模块工作原理
根据调整管的工作状态,我们常把稳压电源分成两类:线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源,是指调整管工作在线性状态下的稳压电源。而在开关电源中则不一样,开关管(在开关电源中,我们一般把调整管叫做开关管)是工作在开、关两种状态下的:开——电阻很小;关——电阻很大。
DC/DC电源模块特点
小体积、高可靠性;
输出稳压,精度可达±3[%];
高性能价格比;
多种输入、输出电压;
内置输入滤波器,低电磁兼容特性;
铝壳磨沙氧化,六面屏蔽。
典型应用:工业仪表、数字电路、电子通信设备、卫星导航、遥感遥测、地面通讯科研设备等领域。
1、输入特性
输入电压范围:
2、本厂提供的DC/DC电源模块,有单路、双路和多路之分。
DC-DC电源模块选型
DC/DC模块电源以其体积小巧、性能卓异、使用方便的显着特点,在通信、网络、工控、铁路、军事等领域日益得到广泛的应用。
怎样正确合理地选用DC/DC模块电源呢,笔者将从DC/DC模块电源开发设计的角度,谈一谈这方面的问题,以供广大系统设计人员参考。
DCDC的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换),只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器。
具体是指通过自激振荡电路把输入的直流电转变为交流电,再通过变压器改变电压之后再转换为直流电输出,或者通过倍压整流电路将交流电转换为高压直流电输出。
1 电源模块选择需要考虑的几个方面额定功率封装形式温度范围与降额使用隔离电压功耗和效率2 额定功率一般建议实际使用功率是模块电源额定功率的30~80%为宜(具体比例大小还与其他因素有关,后面将会提到。
),这个功率范围内模块电源各方面性能发挥都比较充分而且稳定可靠。
所有模块电源均有一定的过载能力,但是仍不建议长时间工作在过载条件下,毕竟这是一种短时应急之计。
3 封装形式DC/DC变换器的外形尺寸和输出形式差异很大。
小功率产品采用密封外壳,外形十分纤小;大功率产品常采用quarter-brick 或half-brick的形式,电路或暴露,或以外壳包裹。
在选择时,需要注意以下两个方面:第一,引脚是否在同一平面上;第二,是否便于焊接。
SMT 形式的变换器必须要符合IEC191-6:1990标准的要求,该标准对SMT器件引脚的共面问题做出了严格限定。
如果变换器不能满足这个要求,就需要为其设计专门的焊接装配工艺,这会增加装配时间,提高生产成本。
模块电源的封装形式多种多样,符合国际标准的也有,非标准的也有,就同一公司产品而言,相同功率产品有不同封装,相同封装有不同功率,那么怎么选择封装形式呢?主要有三个方面:① 一定功率条件下体积要尽量小,这样才能给系统其他部分更多空间更多功能;② 尽量选择符合国际标准封装的产品,因为兼容性较好,不局限于一两个供货厂家;③ 应具有可扩展性,便于系统扩容和升级。
DCDC模块电源的设计方法
DCDC模块电源的设计方法1.确定设计需求:首先需要明确电源模块所需的输入和输出电压,以及电源对于输出电压的稳定性、负载调节能力等要求。
这些要求将直接决定后续电源模块设计的方向和参数选择。
2.选择DCDC模块拓扑结构:常见的DCDC模块拓扑结构包括降压型、升压型、降-升压型、升-降压型等多种。
根据设计需求,选择合适的DCDC转换器拓扑结构。
3.选择电感元件:在DCDC模块中,电感元件对于工作稳定性和效率至关重要。
根据输入输出电压和预期的电流大小,选择合适的电感元件。
4.选择开关管和二极管:根据转换器的类型和要求,选择合适的开关管和二极管。
通常,开关管应具有低导通电阻和快速开关速度;二极管应具有低开启电压和快速开启速度。
5.选择滤波元件:DCDC模块工作频率较高,因此需要合适的滤波元件来减小输出电压的纹波和噪声。
常见的滤波元件包括滤波电容和滤波电感。
6.控制电路设计:控制电路用于控制DCDC模块的开关管工作状态,以实现输入输出电压的稳定。
常见的控制电路包括PWM控制和电压反馈回路。
7.完善保护功能:DCDC模块在实际应用中会遇到过压、过流、短路等异常情况,因此需要设计合适的保护电路,以提高模块的稳定性和可靠性。
8.PCB布线和散热设计:合理布线和散热设计可以提高DCDC模块的工作效率和可靠性。
在PCB设计中,应尽量减小开关环路的面积,降低开关损耗;在散热设计中,应考虑散热片的大小、材料和散热方式等因素。
9.调试和测试:完成上述设计后,需要进行实际的调试和测试工作,包括输出电压波形测试、负载调节能力测试、效率测试等,以验证电源模块的性能和稳定性。
总结:DCDC模块电源的设计方法包括确定需求、选择拓扑结构、选择元器件、设计控制电路、完善保护功能、布线和散热设计等多个步骤。
每个步骤都需要充分考虑电源的性能指标和应用环境,以设计出满足需求的高效稳定的电源模块。
选择最佳DCDC变换器的要点及途径
一、元器件的选择1.DC-DC电源变换器的三个元器件1)开关:无论哪一种DC/DC变换器主回路使用的元件只是电子开关、电感、电容。
电子开关只有快速地开通、快速地关断这两种状态。
只有快速状态转换引起的损耗才小,目前使用的电子开关多是双极型晶体管、功率场效应管,逐步普及的有IGBT管,还有各种特性较好的新式的大功率开关元件。
2)电感:电感是开关电源中常用的元件,由于它的电流,电压相位不同,因此理论损耗为零。
电感常为储能元件,也常与电容公用在输入滤波器和输出滤波器上,用于平滑电流,也称它为扼流圈。
其特点是流过它上的电流有“很大的惯性”.换句话说,由于“磁通连续性”,电感上的电流必须是连续的,否则将会产生很大的电压尖峰波。
电感为磁性元件,自然有磁饱和的问题,多数情况下,电感工作在线性区,此时电感值为一常数,不随端电压与流过的电流而变化。
但是,在开关电源中有一个不可忽视的问题,就是电感的绕线所引起的两个分布参数(或称寄生参数)的现象。
其一是绕线电阻,这是不可避免的;其二是分布式杂散电容,随绕线工艺、材料而定。
杂散电容在低频时影响不大,随频率提高而渐显出来,到一频率以上时,电感也许变成电容的特性了。
如果将杂散电容集成为一个,则从电感的等效电路可看出在一角频率后的电容性。
3)电容:电容是开关电源中常用的元件,它与电感一样也是储存电能和传递电能的元件。
但对频率的特性却刚好相反。
应用上,主要是“吸收”纹波,具平滑电压波形的作用。
实际上的电容并不是理想的元件。
电容器由于有介质、接点与引线,形成一个等效串联内电阻ESR.这种等效串联内电阻在开关电源中小信号控制上,以及输出纹波抑制的设计上,起着不可忽视的作用。
另外电容等效电路上有一个串联的电感,它在分析电路器滤波效果时非常重要。
有时加大电容值并不能使电压波形平直,就是因为这个串联寄生电感起着副作用。
电容的串联电阻与接点和引出线有关,也与电解液有关。
常见铝电解电容的成分为AL2O3,导电率比空气的大七倍,为了能提高电容量,把铝箔表面做成有规律的凸凹不平状,使氧化膜表面积加大,加入的电解液可在凸凹面上流动。
如何正确地选择 DCDC 电源模块?
如何正确地选择 DC/DC 电源模块?DC/DC 电源模块是嵌入式系统中最常用的电源转换器。
由于其体积小、效率高、稳定性强、易于使用等特点,因此在电子设备中的应用日益广泛。
但是,要在众多的 DC/DC 电源模块中选择恰到好处的电源模块,却是一项非常困难的任务。
在本文中,我将介绍如何正确地选择 DC/DC 电源模块。
下面我们将从以下三个方面来阐述如何选择DC/DC电源模块。
1. 确定性能及规格要求在选择 DC/DC 电源模块之前,请先确定您电子系统的具体要求,包括所需输入电压范围、输出电压、输出电流、输出功率、工作环境、负载能力等等。
因为这些参数将会决定您选择哪种类型的 DC/DC 电源模块。
同时还需考虑到占用空间、功率效率以及产生电磁干扰等要素。
例如,如果您需要的输出电压高达120V,您就需要选择高压输入、大功率的电源模块;如果您的工作环境温度较高,则需要选择宽温度范围的电源模块,同样地,也要注意功率效率和空间大小,以确保电源的实用性和经济性。
2. 了解 DC/DC 电源模块的种类DC/DC 电源模块通常被归为两类,分别为降压型和升压型,它们的性能和用途也是不同的。
在选择电源模块时,应选择适合自己设计的降压型或升压型的最佳DC-DC转换器。
降压型电源模块的最大优点是大幅降低输入电压以获得所需的较低输出电压。
升压型电源模块则更适合将低电压转换为高电压的应用。
因此,在选择电源模块时,应该理解您的设计实际情况并选择适合的类型。
3. 选择可靠、稳定的 DC/DC 电源模块无论是您从哪里购买电源模块,都应该确保所选模块是可靠、稳定的。
为了选择可靠、稳定的电源模块,需要从不同的角度来评估和比较各种DC/DC 电源模块。
首先,需要评估电源模块的效率和热量散发。
电源模块效率高和热能散发少的模块可以正常运行,并具有长期的稳定性。
其次,需要评估电源模块的负载能力,了解它是否能够适应您的负载特点。
此外,还要考虑噪声、EMI电磁干扰、抗干扰能力、特殊环境适应能力等标准,确保所选电源模块能适应您的复杂应用场景。
dcdc模块并联使用的方法
dcdc模块并联使用的方法(最新版3篇)目录(篇1)1.引言2.dcdc 模块的工作原理3.dcdc 模块并联使用的原因4.dcdc 模块并联使用的方法5.实际应用中的注意事项6.结论正文(篇1)1.引言在电子设备中,电源模块是必不可少的组成部分,它的作用是将输入电压转换为设备所需的电压。
dcdc 模块,即直流 - 直流转换模块,是一种常见的电源模块,可以将一个直流电压转换为另一个直流电压。
在实际应用中,有时需要同时使用多个 dcdc 模块,这就涉及到 dcdc 模块并联使用的问题。
本文将从 dcdc 模块的工作原理入手,介绍 dcdc 模块并联使用的方法及注意事项。
2.dcdc 模块的工作原理dcdc 模块的工作原理主要基于功率电子器件的开关控制技术。
它通常由输入电源、开关控制器、开关器件、输出滤波器等部分组成。
在输入电源端,开关控制器根据控制信号对开关器件进行开关控制,使得输入电压在开关器件上形成脉冲电压。
然后,输出滤波器对脉冲电压进行滤波,得到所需的稳定输出电压。
3.dcdc 模块并联使用的原因在某些应用场景中,单个 dcdc 模块无法满足设备对输出电压、输出电流等方面的要求,此时需要多个 dcdc 模块并联使用。
并联使用可以有效提高输出电压、输出电流的容量,以满足设备的需求。
此外,并联使用还可以提高系统的可靠性,一旦某个 dcdc 模块出现故障,其他模块仍可继续工作,确保设备的正常运行。
4.dcdc 模块并联使用的方法在实际应用中,dcdc 模块并联使用需要考虑以下几个方面:(1)选择相同规格的 dcdc 模块:为了保证并联后的输出电压、输出电流稳定,应选择相同规格的 dcdc 模块进行并联。
(2)合理分配负载:在并联使用时,应合理分配各 dcdc 模块的负载,避免某个模块过载,影响整个系统的稳定性。
(3)同步控制:为了保证并联后的输出电压稳定,需要对各 dcdc 模块的开关控制器进行同步控制。
DC-DC电源芯片的选取和使用要点
DC-DC 电源芯片的选取和使用要点汉邦高科:晏超为了解决芯片的散热问题,就不断提高生产工艺,降低热阻,同时也不断通过技术层面提高芯片效率从而减少发热量。
这句话让我们可以知道首先产生发热的根源在于效率不高,其次解决的办法有提高效率和降低器件热阻两种方案。
DC-DC 电源芯片的选取和使用要点。
一、电源芯片型号选取要考虑的要点。
1)输入输出电压;2)负载电流大小;3)输出的通道数量;4)成本;5)封装形式;6)效率;二、实际应用中元件选取的计算。
1)分压电阻R1、R2的选取。
FBFB out FB out V V V R R R R R V V -=⇒+=*21221*其中V Out 为输出电压,V FB 为芯片自身预设的参考电压,一般为0.8V 。
预设R2之后确定R1。
为了提高系统环路的稳定性一般加大R1和R FB 的值。
2)外置电感的选取a 、感量计算如下:)1(.inout L s out V V I f V L -∆= f s 为芯片工作的开关频率,具体查看Datasheet 。
L I ∆为输出电感上的纹波电流,一般情况L I ∆= (30%~50%)I OUT ;b 、电感电流的选取依据:)1(..2inout s out PEAK V V L f V Iout I -+= 其中I PEAK 为电感的峰值电流,I out 为所需的负载电流。
电感的感量并不是必须完全按照理论计算的来的,只要有个大概就好,对输出的影响主要在纹波,只要满足系统电源要求就可以。
对于公司来说电感尽量选取一致。
三、轻载高效的方法。
1)降低芯片的待机功耗,;2)进行零点检测,关闭IC 内部不需要的模块;3)降低开关频率,进入打嗝模式;4)进入休眠模式;四、实际应用中PCB Layout 中要注意事项。
1)输入电容尽量靠近Vin引脚;2)芯片Vcc 的滤波电容尽量靠近引脚;3)加粗地线宽度或者接地铜皮面积。
如果不同层,要多打过孔;4)反馈电阻尽量靠近FB引脚,从R FB到FB引脚的连线尽量短,因为这段线极易受到干扰,对输出特性影响较大。
GRBDCDC模块12v、24v转110v、150v、250v宽电压变换器
GRBDCDC模块12v、24v转110v、150v、250v宽电压变换器DCDC模块电源工程应用:最传统和最常见的非隔离式DCDC模块电源仍是单列直插(SP)封装,这些开放框架解决方案确在减少设计复杂性方面取得了进展。
然而,最简单的是在印制电路板上使用标准封装的组件。
这些组件是典型的低频率设计(约为300kHz),其功率密度不是恒定的。
因此,其尺寸难以为许多空间受限的应用所接受。
下一代模块电源需要在减少外形规格方面取得重大进展,以提高设计的灵活性。
为了实现设计人员需要的更高功率密度,电源管理供应商必须提高开关频率,以减小能源存储单元的尺寸。
但是利用标准组件增加开关频率会导致低效率,主要是由于 MOSFETIntersil公司的ISL8201M模块集成了一个完整的DC/DC模块电源所需的大多数组件,的开关损耗。
DCDC模块电源所需的太多数组件, 包括PWM控制器、 MOSFET和电感器。
其输入电压为3-20V,电流能力为10A,可实现比传统SP系列DC/DC模块电源高得多的开关频率,通过不使用 MOSFET封装而将这些组件共同封装在一个紧凑的15mmx15mmx3.5m的OFN封装中,实现了极佳的效率和热性能。
N201M是一个系列模块中的一个产品,尺寸和性能仍有待进一步改善。
GRB 2~10W模块电源是一种DC-DC升压变换器。
该模块电源的输入电压分为:9~18V、及18~36VDC标准(2:1)宽输入电压范围(宽电压输入模块电源是指输入电压可以允许在很宽的范围内变化)。
输出单电压:100VDC、110VDC、150DC、200VDC、250VDC等,具有功率密度大,输出功率高,应用范围广等优点。
外型尺寸及引脚描述GRB 2~5W系列 产品尺寸:25.4x25.4x10.14 单位: mm* 产品设计与规格如有更改,恕不另行通知。
从效率的角度看,1S18201M实现了极佳的性能。
此外,QFN封装具有优良的热性能可以实现非常紧凑的设计,而不需要散热片,使ISI8201M达到了大约200W/in3的功率密度,约为传统开放式框架模块电源的4倍。
dcdc电路设计降压电路器件要求
dcdc电路设计降压电路器件要求
在设计DC-DC降压电路时,一些常见的器件要求如下:
1.开关元件:降压电路中常用的开关元件有MOSFET和BJT 等,这些器件应具备低导通压降、高开关速度和良好的导热性能。
2.电感元件:电感元件用于储存能量和稳定电流,要求具备较
高的感值、低的串联电阻和低的矢量携带电流饱和电流。
3.电容元件:电容元件用于滤波和储存能量,要求具备低ESR (等效串联电阻)和低电感值,以提高整体效率。
4.稳压器件:稳压器件用于提供稳定的参考电压,例如三端稳
压器件LM317等。
5.保护元件:降压电路中的保护元件包括过流保护元件、过压
保护元件等,用于保护电路和负载不受损坏。
6.反馈元件:用于提供电压反馈和控制,例如放大器、电阻分
压网络等。
除了以上常见的器件,还需要考虑其他因素,如工作环境温度、电路频率、功率需求和可靠性要求等,以选择合适的器件。
此外,还应注意元件的封装形式和尺寸,以确保其适应电路设计和布局的要求。
dcdc芯片选型
dcdc芯片选型DCDC芯片是一种直流至直流转换器,它将输入的直流电压转换成所需的输出电压。
由于其高效率、小尺寸和低成本的特点,DCDC芯片在电子设备中得到了广泛的应用。
在选型DCDC芯片时,需要考虑以下几个方面:输入输出电压、电流要求、温度范围、效率、封装和价格。
首先,要确定DCDC芯片的输入输出电压范围。
根据不同应用领域的需求,可以选择不同的DCDC芯片来满足要求。
例如,一些设备需要低电压输入,如3V或5V,而其他设备可能需要更高的电压输入。
其次,要考虑DCDC芯片的电流要求。
电流是DCDC芯片的一个重要参数,它决定了芯片能够提供的最大电流输出。
根据设备的功耗和电流需求,选择适合的DCDC芯片。
第三,要考虑DCDC芯片的温度范围。
在某些应用中,环境温度可能会较高或较低,因此需要选择具备广泛工作温度范围的DCDC芯片,以确保其稳定性和可靠性。
其次,要考虑DCDC芯片的效率。
高效率的DCDC芯片能够将输入电源的电能转化为输出电压,减少能源浪费和发热。
因此,在选型时应选择具有高效率的DCDC芯片。
另外,还可以考虑DCDC芯片的封装形式。
常见的DCDC芯片封装形式有QFN、SOP、BGA等。
根据电路布局和PCB设计的要求,选择适合的封装形式。
最后,要考虑DCDC芯片的价格。
DCDC芯片的价格根据其功能和性能而有所不同。
较高性能的芯片通常价格较高,而较低性能的芯片价格相对较低。
根据设计预算和性能需求,选择适合的DCDC芯片。
综上所述,选型DCDC芯片时需要考虑输入输出电压、电流要求、温度范围、效率、封装和价格等因素。
根据不同应用的需求,选择适合的DCDC芯片可以提高电子设备的性能和可靠性。
dcdc电源模块标准
DC-DC电源模块的标准通常包括以下几个方面:
输入和输出电压范围:标准规定了DC-DC电源模块的输入和输出电压范围,以确保模块的安全和正常运行。
输出功率和电流:标准规定了DC-DC电源模块的输出功率和电流的最大值,以确保模块能够满足特定应用的需求。
效率和效能:标准规定了DC-DC电源模块的效率和效能要求,以确保模块能够提供高效的能量转换和稳定的输出。
电气特性:标准规定了DC-DC电源模块的输入和输出的电气特性,如稳定性、波动性、纹波噪声等,以确保模块的电气性能满足应用要求。
安全性和可靠性:标准规定了DC-DC电源模块的安全性和可靠性的要求,包括过压保护、过流保护、短路保护、过温保护等,以确保模块在各种工作环境和异常情况下的安全和可靠性。
尺寸和外观:标准规定了DC-DC电源模块的尺寸和外观要求,以确保模块能够符合特定应用的安装和布局需求。
DC-DC电源模块的标准通常由相关的行业组织或标准化机构制定,如国际电工委员会(IEC),美国电子工程师协会(IEEE),中国电子技术标准化研究院(CESI)等。
具体的标准可以根据应用领域和具体需求进行选择和参考。
DC-DC升压变换器模块分类及型号,GRB12150D-2W
DC-DC升压变换器模块分类及型号(GRB12150D-2W)模块电源的分类按现代电力电子技术的应用领域,模块电源的分类如下:①绿色电源。
高速发展的计算机技术带领人类进入信息社会,同时也促进模块电源技术的迅速发展。
20世纪80年代,计算机全面采用开关电源,率先完成计算机的电源换代。
接着,开关电源技术相继进入电子、电器设备领域。
计算机技术的发展,提出绿色计算机和绿色电源绿色计算机泛指对环境无害的个人计算机和相关产品。
绿色电源系指与绿色计算机相关的高效清洁电源。
根据美国环境保护署1992年6月17日“能源之星”计划的规定,桌上型个人计算机或相关的外围设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30W,就符合绿色计算机要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。
就效率为75%的200W开关电源而言,电源自身要消耗50W的能源。
②高频开关电源。
通信业的迅速发展极大推动了通信电源的发展,高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。
在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流/直流(DC/DC)变换器称为二次电源。
一次电源的作用是将单相或三相交流电变换成标称值为48V的直流电源。
目前,在程控交换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称开关型整流器SMR)主开关(MOSFET或IGBT)的开关频率一般控制在50~100kHz范围内,可实现高效率和小型化。
近几年,开关整流器的功率容量不断扩大单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。
因通信设备中所用集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,因此在通信供电系统中采用高功率密度的高频DCDC隔离模块电源,将中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压,即可大大减少损耗、方便维护,且安装、增加非常方便,一般都可直接安装在标准控制板上。
对二次电源的要求是高功率密度,因通信容量的不断增加,通信电源容量也将不断增加。
DCDC电路设计的一些技巧和应该如何选择元器件说明
DCDC电路设计的一些技巧和应该如何选择元器件说明DC-DC指直流转直流电源(DirectCurrent)。
是一种在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值得电能的装置。
如,通过一个转换器能将一个直流电压(5.0V)转换成其他的直流电压(1.5V 或12.0V),我们称这个转换器为DC-DC转换器,或称之为开关电源或开关调整器。
DC-DC转换器一般由控制芯片,电感线圈,二极管,三极管,电容器构成。
在讨论DC-DC转换器的性能时,如果单针对控制芯片,是不能判断其优劣的。
其外围电路的元器件特性,和基板的布线方式等,能改变电源电路的性能,因此,应进行综合判断。
DC-DC转换器的使用有利于简化电源电路设计,缩短研制周期,实现指标等,被广泛用于电力电子、军工、科研、工控设备、通讯设备、仪器仪表、交换设备、接入设备、移动通讯、路由器等通信领域和工业控制、汽车电子、航空航天等领域。
具有可靠性高、系统升级容易等特点,电源模块的应用越来越广泛。
此外,DC-DC转换器还广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。
在电路类型分类上属于斩波电路。
2.特点:其主要特点是效率高:与线性稳压器的LDO相比较,效率高是DCDC的显著优势。
通常效率在70%以上,重载下高的可达到95%以上。
其次是适应电压范围宽。
A:调制方式1:PFM(脉冲频率调制方式)开关脉冲宽度一定,通过改变脉冲输出的频率,使输出电压达到稳定。
PFM控制型即使长时间使用,尤其小负载时具有耗电小的优点。
2:PWM(脉冲宽度调制方式)开关脉冲的频率一定,通过改变脉冲输出宽度,使输出电压达到稳定。
PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。
B:通常情况下,采用PFM和PWM这两种不同调制方式的DC-DC转换器的性能不同点如下。
PWM的频率,PFM的占空比的选择方法。
PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制,且在重负载时自动转换到PWM控制。
我们应该从哪些方面来区分DCDC电源模块的质量?
我们应该从哪些方面来区分DCDC电源模块的质量?随着电子元器件的不断更新换代和市场需求的不断扩大,电源模块的应用越来越广泛。
DCDC电源模块作为一种重要的电子元器件,在众多应用场合也广受欢迎。
但是,市面上的DCDC电源模块质量参差不齐,如何区分好坏呢?下面我们就从以下几个方面来详细分析。
1. 效率效率是DCDC电源模块质量的重要指标。
高效率的DCDC电源模块可以减少功耗,提高转换效率,降低发热量,延长电源模块的使用寿命。
因此,在选购DCDC电源模块时,应该选择高效率的产品。
2. 稳定性稳定性是DCDC电源模块的核心指标之一。
任何电源模块都需要在稳定的输出条件下运营。
DCDC电源模块的输出电压稳定性应该在合理的误差范围内,并且在不同的负载下输出电压应该稳定,不能出现波动。
此外,还需要考虑电源模块的工作温度范围、输入电压范围等因素。
3. 成本成本是DCDC电源模块的重要考虑因素。
价格相对较低的产品通常是采用传统设计方法,而高品质的产品则倾向于采用集成电路、工艺等先进技术,具有更高的性能、可靠性以及更长的寿命。
因此,在选择DCDC电源模块时,需要根据实际需要,权衡价格和产品质量,在可接受的范围内获得最佳的性价比。
4. 可靠性可靠性是DCDC电源模块的基本指标之一。
高质量的DCDC电源模块应该具有较长的使用寿命和较低的故障率,经过多次充放电测试后,应该能够保持稳定的性能,并且在复杂的环境条件下依然能够正常工作。
5. 安全性安全性是DCDC电源模块的一个重要方面。
DCDC电源模块应该采用安全的设计和材料,以确保产品在工作条件下没有安全隐患。
此外,在运行过程中,DCDC电源模块应该具有过流、过热、过压等保护功能,这可以在异常情况下自动关闭电源,保护连接设备。
综上所述,DCDC电源模块的质量要求非常之高,选购时需要综合考虑各个方面的因素,只有选择合适的产品才能保证电源的长期稳定运行,提高整个系统的稳定性和可靠性。
dcdc模块电源的应用与选择(A...
dcdc模块电源的应用与选择(Application and selection of DCDCmodule power supply)DCDC module power application and selection time: 2012-10-25 17:48:13 source: Author: DCDC module, power center issue:How to select DC/DC module power supply correctly and reasonablyDCDC module power solution:Consideration of rated powerPackaging form notesChoose the appropriate temperature range and deratingConsideration of isolated voltagePower and efficiency considerationsThe DC/DC module power supply with its small size, good performance, convenient features, has been widely used in communication, network, industrial control, railway, military and other fields. Many system designers have realized: the DC/DC power module correctly, you can debug the power supply design, save trouble, will mainly focus on their own areas of expertise, so that not only can improve the overall system reliability and design level, and it is more important to shorten the product development cycle, leading to success to win the precious opportunities in the fierce competition in themarket. Then, how to choose the DC/DC module power supply correctly and reasonably, the author will discuss the problem from the point of view of DC/DC module power supply development and design, for the reference of the system designers.Several aspects of power module selection need to be consideredRated powerPackage formTemperature range and deratingIsolation voltagePower and efficiencyRated powerIt is generally recommended that the actual power is 30 to 80% of the module power rating (the specific scale is also related to other factors, which will be mentioned later. ) within this power range, the performance of each module power supply is relatively adequate and stable and reliable. The load is too light, waste of resources, too heavy for temperature rise, reliability and other disadvantages. All modules have the power of overload, but it is still not recommended to work under overload for a long time, after all, this is a short-term contingency plan.Package formThe shape, size and output form of the DC/DC converter vary greatly. Small power in a sealed shell, the appearance is very small; high-power products often use quarter-brick orhalf-brick in the form of a circuit or exposure, or to the outer shell. In the choice, we should pay attention to the following two aspects: first, whether the pin in the same plane; second, whether it is easy to weld?. The SMT type converter must comply with the requirements of the IEC191-6:1990 standard, which strictly limits the coplanar aspects of the SMT device pins. When the device pin is not coplanar, the assembly will be difficult to locate, which will seriously affect the quality of welding and improve the rate of defective products. The SMT converter shall be able to withstand specified welding conditions. For most modern assembly lines, the device must meet the reflow requirements specified by the CEC00802 standard, i.e., the surface temperature of the device may exceed 300 degrees. If the converter can not meet this requirement, it is necessary to design a special welding assembly process for it, which will increase assembly time and increase production cost.Modular power supply package in various forms, in line with international standards, there are non-standard, there are, for the same company products, the same power products have different packages, the same package with different power,So how to choose the package? There are three main aspects: first, under the condition of certain power volume to be as small as possible, so as to give the rest of the system more and more space; the choice as far as possible in line with international standards of packaging products, because ofbetter compatibility, not limited to one or two suppliers; it should be scalable, easy to the expansion and upgrading of the system. Choose a package to upgrade the power system due to functional requirements to improve the power module packaging system remains unchanged, circuit board design can not be changed, which greatly simplifies the upgrading of products upgrading, saving time. All in line with international standards, brick, brick package is widely used in the industry, fully compatible with VICOR, LAMBDA and other famous brands, and half brick products power range of 50 ~ 200W, 100 ~ 300W full brick products cover.Temperature range and deratingPower module manufacturers generally have several temperature range of products available for use: commercial grade, industrial grade, military grade, in the selection of power supply module must consider the actual needs of the working temperature range, because the temperature level of different materials and manufacturing process of different price difference is very big, improper use can also affect the choice, therefore had to be careful consider. You can have two options: one method is based on the use of power and package selection, if the volume (package) under certain conditions the actual use of power is close to the rated power, then the nominal temperature range module must be strictly meet the actual needs and even a slight margin. Two, according to the temperature range to choose, if because of cost considerations, chose a smaller temperature range of products, but sometimes there is the temperature approaching the limit, what should I do? Derating. Choose the power or a larger package of products, so"big horse cart", the temperature rise to lower, can alleviate this contradiction to some extent. The derating ratio varies with the power level, and the average 50W is over 3 to 10W/ degrees centigrade. In a word or a wide temperature range of products, make full use of power, the package is also smaller, but the price is high; either the general temperature range of products, price, power margin and package had some. Compromise.Commodity grade (0 DEG C to +70 DEG C)Industrial grade (-40 DEG C to +85 DEG C)Military grade (-55 DEG C to +125 DEG C)Frequency conversion and fixed frequencyAs with all switching devices, the DC/DC converter can produce noise at work, so the performance of the filter is also an important basis for selection. The integrated DC/DC converter usually adopts frequency conversion switching technology or fixed frequency switching technique. The converter with variable frequency switching technology will cause frequency band broadening and increase the complexity of the filter because it is constantly adjusted according to the load condition. Fixed frequency switching converters are much easier in this respect, and even LC filters can be used.working frequencyIn general, the higher the frequency of output ripple noise is smaller, the power dynamic response is better, but thecomponents especially the magnetic material requirements are also higher, the cost will be increased, so the switching frequency of the domestic power supply module products are below 300kHz, and even some only about 100kHz, so it is difficult to meet the dynamic load response under the condition of changing requirements,Therefore, a high switching frequency product should be considered in high demand applications. On the other hand, when the module power switch frequency is close to the signal operating frequency, it is easy to cause a beat oscillation, which should be taken into consideration when choosing the power switch frequency.Isolation degreeMost circuits must be isolated from the load and the noise of the local power supply with the load and noise of the grid. Only isolated converters can achieve this requirement. In addition to the above requirements, isolated converters can also implement differential form output and bipolar output (see figure). In addition, the output voltage of the isolated converter is connected to the power supply of the load to form a negative power supply. Since the voltage reference point is not ground, the load can be higher voltage. Using another beauty isolated converter is: can has a plurality of different output voltage of the converter is cascaded to form a power supply. This is very useful for devices where the output voltage of individual converters does not meet the operating voltage requirements. The maximum voltage applied between the input and the output at a given time (usually one second) is called theisolation strength of the converter. The rated operating voltage of the converter is the voltage that the converter can endure for a long time and is added to the input voltage, which is lower than the isolated voltage. In the selection of isolated converters, the leakage current index of the device should be taken into account. The leakage current is the current generated by the coupling capacitance between the input loop and the output loop. Given the value of the isolated capacitor and the noise frequency, the size of the leakage capacitor can be calculated according to the impedance. The leakage current increases with the increase of the noise voltage and decreases with the decrease of the isolation capacitance. Therefore, when designing a low-noise power supply, a DC/DC converter with high isolation strength and low isolation capacitance should be selected to reduce leakage current.Usually in medical equipment, the need for high isolation voltage, in this case, leakage current is small, the harm to the body is small. Isolation of module power supply voltage requirements are not very high in general use occasions, but isolated higher voltage can guarantee the power supply module has smaller leakage current, higher safety and reliability, and EMC characteristics is better, so the current industry generally isolated voltage level is above 1500VDC.What is surge?Surge, known as transient overcurrent, is a transient current or voltage fluctuation in a circuit that usually lasts about one millionth of a second in a circuit. A voltage fluctuation of 5000 or 10000 volts in a 220 volt circuit system that lastsfor an instant (one millionth of a second), i.e., a surge or transient overcurrent.Sources of surges: in simple terms, there are two aspects: external surge and internal surge. Surges from outside: the most important source is lightning. When the clouds in charge storage, cloud storage under the surface polarity with opposite charge, has undergone a lightning discharge, charge potential between the cloud and the ground up to several million volts, the lightning, with several thousand picoammeter current through the lightning discharge, after all the equipment and earth return the clouds, thus completing the electrical pathway. Unfortunately, access is often via important or valuable equipment.If lightning struck a power line near the part of the current along the line into the building, and this huge current will directly disrupt or destroy computers and other sensitive electrical equipment, its speed, over only a millionth of a second.Another source of external surges is the overvoltage generated by power utilities' switches on power lines.Surges from the inside: 88% of surges occur in buildings, such as air conditioners, elevators, welders, air compressors, pumps, switching power supplies, copiers, and other inductive loads. The harm of surge of computers and other sensitive electrical equipment: the development of computer technology today, multilayer, super scale layer chip, circuit intensive, the trend is more integrated, the gap is smaller, thinner wirecomponents. A few years ago, a square centimeter of computer chips had 2000 transistors, and now there are more than 10000000. Thus increasing the probability of computer damage by surge.Because of the design and construction of the computer, it should operate within a specific voltage range. When the surge beyond the acceptable level of computer, the computer will appear garbled data, the chip is damaged, part of premature aging, these symptoms include: beyond expectation data errors, data receiving / delivery failure, loss of documents, disorders, often in need of repair, unexplained failure and hardware problems.Lightning surges far exceed the levels that computers and other electrical equipment can afford; in most cases, computer or other electrical equipment is destroyed immediately, or data is lost forever. Even a small surge induction motor 20 hp start or shutdown will produce 3000-5000 volts, and make it share the same distribution box computer will damage or interference in every surge in the number of this surge is very frequent.Will the surge damage the electrical equipment?Electrical equipment containing microprocessors are vulnerable to surge damage, including computer and auxiliary equipment, program controller, PLC, fax, telephone, mail etc.; program-controlled switches, radio and television transmitter, microwave relay equipment; household appliances products including television, audio, video recorders, microwave oven, washing machine, drying machines and refrigerators etc.. According to US survey data, 63% of electrical products in thewarranty period are caused by surges.Sources of surgeSurges can come from outside the electrical device or from the electrical device, that is, electrical equipment from the electrical device. This surge surge from the outside by lightning or switching switch of the utility grid caused by the two kinds of harmful power disturbance can disrupt the computer and computer information processing system, causing shutdown or permanent damage to the equipment.When there is a charge deposit on the cloud, the polar opposite charge of the lower surface of the cloud will cause lightning discharge. The subsequent situation is like a discharge of a large battery or a large capacitor. The charge potential between clouds and ground is as high as several million volts. When lightning strikes, a current of several tens of meters is discharged by lightning, and all the equipment and the earth return to the cloud to complete the electrical path.Unfortunately this lightning pathways are important or valuable equipment via. The key concept of surge protection is to provide a short and effective path to the earth for lightning induced currents. In this way, the lightning current will flow out of the equipment. Large lightning current values are often cited, but they are unlikely to occur. Engineers at Bellcore, for example, set the discharge current of the surge protector as 20000A (see resources TR-NWT-001011). Although they will experience the maximum peak current in their electrical equipment set at 10000A, they will still take a factor of 100%to set the discharge current of the surge protector as "2000A". The chance of a lightning current of 210 thousand A (one of the recorded maximum values) occurred in the highly exposed area of the line, accounting for only 0.5% of the total chance of lightning strike. Such lightning currents are rarely seen in building power lines, but attention must be paid to this external surge. Surges from inside are frequent from internal surges, such as from air conditioners, air compressors, arc welders, electric pumps, elevators, switching power supplies, and other inductive loads. For example, a 20HP induction motor (line voltage 230V, class 4, Y junction) has storage energy of about 39J per phase at the maximum torque, and when its nominal root mean current is cut off, it generates transient overvoltages. It often occurs, and other loads that are powered by the same distribution box will therefore be vulnerable to damage or malfunction. Do not assume that the overvoltage protector on the power input line of the electrical device protects the electrical equipment from the hazards of internal surges. No, it can only be used to guard against external surges coming along the power line into the electrical device, because the large line entry protector is too far from the inside surge.Mean time between failuresMany DPA systems require a high degree of reliability, which calls for an average time between failures (MTTF). Readers are reminded here that the data on the product specifications alone can not assess the reliability of a product. The cause of the problem is that the current international has not yet developed a recognized on the MTTF index definition and calculation standard, all manufacturers are commonly used in Americanmilitary standard MIL-HDBK-217F in the "general" reliability prediction method, telecommunications equipment model and Bellcore standard TR-NWT-000332. However, even the MTTF index, which claims to be calculated in accordance with the same standard, is often inconsistent. The first source of this approach is inconsistent, the components characteristic calculation formula of different (such as some calculation will influence the welding point is negligible, and the welding point is one of the most common causes of fault circuit failure sources is two); reliability index components. For example, some manufacturers to use the device in the MIL-HDBK-217F data and fault rate data, some manufacturers are using other sources of data; the third is the source of the difference calculation method of concrete (even MIL-HDBK, also gives two different prediction tools). Of course, none of the MTTF metrics make sense until the converter comes into use. The temperature has significant influence on the reliability. The empirical formula is that the temperature of the device increases by 10 degrees, and the service life of the device will be shortened by half.If the main equipment needs to be operated at 40 to 50 degrees centigrade, and the temperature of the power supply component is higher than the ambient temperature 20 DEG C, then the MTTF index calculated under the condition of 25 DEG C will be meaningless. Practice has proved that designers must thoroughly understand the method of calculating MTTF by means of data from product manuals. The detailed steps of the calculation must be checked to know the source of the raw data and its measurement conditions, and the manufacturers who are unable to provide detailed information should be reserved fortheir indicators.The statistical data show that the main reason for the failure of the module power within the expected effective time is the damage under external failure conditions. The probability of normal use failure is very low. Therefore, prolong the life and improve the reliability of the system power supply module is an important part of the selection of perfect protection products, namely failure in the power supply module external circuit module when the power supply can automatically enter the state of protection without permanent fault, external fault can be automatically recovered after the disappearance. The protection function of module power supply shall include input overvoltage, undervoltage, soft start protection, output over-voltage, over-current and short circuit protection, and high power product should have over temperature protection, etc..Power and efficiencyAccording to the formula, the consumption of Pin, Pout and P is respectively module power input, output power and self power loss. From this we can see that under the certain output power, the module loss P consumption is smaller, then the efficiency is higher, the temperature rise is low, and the life is longer. In addition to the normal load loss, and two losses worth noting: no-load loss and short circuit loss (short circuit module power loss), because the two loss is small, indicates that the system efficiency is high, especially the short circuit failed to take timely measures, may last for a long time, the smaller the failure of short circuit loss the probability is greatlyreduced. Of course, the smaller the loss, but also more in line with energy conservation requirements.Soft switching technology: in order to improve the efficiency of the converter, the application of soft switching technology, representative of the soft switch technology is passive and active soft switching technology, including zero voltage switching / zero current switching (ZVS/ZCS) resonance quasi resonant zero voltage / zero current pulse width modulation (ZVS/ZCS-PWM) and zero voltage transition / zero current transition pulse width modulation (ZVT/ZCT-PWM) technology. Soft switching technology can effectively reduce switching loss and switching stress, and is helpful to improve converter efficiency.。
DC-DC电路设计技巧及器件选型原则
1.概念:DC-DC指直流转直流电源(Direct Current)。
是一种在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值得电能的装置。
如,通过一个转换器能将一个直流电压(5.0V)转换成其他的直流电压(1.5V或12.0V),我们称这个转换器为DC-DC转换器,或称之为开关电源或开关调整器。
DC-DC转换器一般由控制芯片,电感线圈,二极管,三极管,电容器构成。
在讨论DC-DC转换器的性能时,如果单针对控制芯片,是不能判断其优劣的。
其外围电路的元器件特性,和基板的布线方式等,能改变电源电路的性能,因此,应进行综合判断。
DC-DC转换器的使用有利于简化电源电路设计,缩短研制周期,实现最佳指标等,被广泛用于电力电子、军工、科研、工控设备、通讯设备、仪器仪表、交换设备、接入设备、移动通讯、路由器等通信领域和工业控制、汽车电子、航空航天等领域。
具有可靠性高、系统升级容易等特点,电源模块的应用越来越广泛。
此外,DC-DC转换器还广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。
在电路类型分类上属于斩波电路。
2.特点:其主要特点是效率高:与线性稳压器的LDO相比较,效率高是DCDC的显著优势。
通常效率在70%以上,重载下高的可达到95%以上。
其次是适应电压范围宽。
A: 调制方式1: PFM(脉冲频率调制方式)开关脉冲宽度一定,通过改变脉冲输出的频率,使输出电压达到稳定。
PFM控制型即使长时间使用,尤其小负载时具有耗电小的优点。
2: PWM(脉冲宽度调制方式)开关脉冲的频率一定,通过改变脉冲输出宽度,使输出电压达到稳定。
PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。
B: 通常情况下,采用PFM和PWM这两种不同调制方式的DC-DC转换器的性能不同点如下。
PWM的频率,PFM的占空比的选择方法。
PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制,且在重负载时自动转换到PWM控制。
02.架构分类1)常见的三种原理架构:A、 Buck(降压型DC/DC转换器)图1 B、Boost(升压型DC/DC转换器)图2 C、Buck-Boost(升降压型DC/DC转换器)图3 2)Buck电路工作原理详解图4伏秒平衡原则:处于稳定状态的电感,电感两端的正伏秒积等于负伏秒积,即:电感两端的伏秒积在一个开关周期内必须平衡。
dcdc选电感参数
dcdc选电感参数电感值的选择电感值是决定 DC-DC 转换器性能的关键因素之一。
它影响着输出电压纹波、转换效率和瞬态响应。
影响电感值选择的因素开关频率 (fsw):开关频率越高,所需的电感值越小。
输出电流 (Io):输出电流越大,所需的电感值越大。
允许的输出电压纹波 (Vr):允许的输出电压纹波越小,所需的电感值越大。
电感器的最大电流额定值 (Ir):电感器的最大电流额定值必须大于输出电流。
计算电感值电感值可以通过以下公式计算:```L = (Vr Vout) / (2 fsw Io Ir) ```其中:L 为电感值Vr 为允许的输出电压纹波Vout 为输出电压fsw 为开关频率Io 为输出电流Ir 为电感器的最大电流额定值选择电感器的类型常见用于 DC-DC 转换器的电感器类型包括:铁氧体电感器:高磁导率,低损耗,成本低。
铁粉电感器:磁导率较低,但具有更高的饱和电流容量。
绕线电感器:具有高品质因数和低分布电容,但成本较高。
其他考虑因素除了电感值外,选择电感时还应考虑以下因素:尺寸和封装:电感器的尺寸和封装应与电路板布局兼容。
温度稳定性:电感器的电感值应在工作温度范围内保持稳定。
屏蔽:屏蔽电感器可以减少电磁干扰 (EMI)。
成本:电感器的成本应在预算范围内。
步骤总结选择 DC-DC 转换器电感的步骤总结如下:1. 确定允许的输出电压纹波、输出电流和开关频率。
2. 使用公式计算所需的电感值。
3. 选择满足所需电感值和电流额定值的电感器类型。
4. 考虑尺寸、温度稳定性、屏蔽和成本等其他因素。
5. 根据这些因素选择最合适的电感器。
DCDC如何选择电感与电容(超实用、经典)
DCDC如何选择电感与电容(超实用、经典)使用DC/DC转换器主要是为了提高效率。
很多设计都要求将电池电压转换成较低的供电电压,尽管采用线性稳压器即可实现这一转换,但它并不能达到基于开关稳压器设计的高效率。
本文将介绍设计工程师在权衡解决方案的占用空间、性能以及成本时必须要面对的常见问题。
大信号与小信号响应开关转换器采用非常复杂的稳压方法保持重/轻负载时的高效率。
现在的CPU内核电源要求稳压器提供快速而通畅的大信号响应。
例如,当处理器从空闲模式切换至全速工作模式时,内核吸收的电流会从几十微安很快地上升到数百毫安。
随着负载条件变化,环路会迅速响应新的要求,以便将电压控制在稳压限制范围之内。
负载变化幅度和速率决定环路响应是大信号响应还是小信号响应。
我们可根据稳态工作点定义小信号参数。
因此,我们一般将低于稳态工作点10%的变化称为小信号变化。
实际上,误差放大器处于压摆范围(slew limit)内,由于负载瞬态发生速度超过误差放大器的响应速度,放大器并不控制环路,所以,在电感器电流达到要求之前,由输出电容器满足瞬态电流要求。
大信号响应会暂时使环路停止工作。
不过,在进入和退出大信号响应之前,环路必须提供良好的响应。
环路带宽越高,负载瞬态响应速度就越快。
从小信号角度来看,尽管稳压环路可以提供足够的增益和相位裕度,但是开关转换器在线路或负载瞬态期间仍然可能出现不稳定状态和振铃现象。
在选择外部元件时,电源设计工程师应意识到这些局限性,否则其设计就有可能遇到麻烦。
电感器选型以图1所示的基本降压稳压器为例,说明电感器的选型。
以TPS6220x为例,对大多数应用而言,电感器的电感值范围为4.7uH~10uH。
电感值的选择取决于期望的纹波电流。
一般建议纹波电流应低于平均电感电流的20%。
如等式1所示,较高的VIN或VOUT也会增加纹波电流。
电感器当然必须能够在不造成磁芯饱和(意味着电感损失)情况下处理峰值开关电流。
以增加输出电压纹波为代价,使用低值电感器便可提高输出电流变化速度,从而改善转换器的负载瞬态响应。
DCDC模块电源的选择与应用包括接地电容
DC/DC模块电源的选择与应用请问一下开关稳压电源DC-DC,输入正对壳接电容,有什么作用?输出正对壳接电容,有什么作用?输入正对壳的电容容量从1000PF下降至4.5PF,现在导致带载输出低,和纹波振荡,是什么原因?谢谢机壳一般接地,这是高频傍路电容,如果该电容容量丧失(1000PF降至4.5PF 可认为已经丧失容量)可能引起额外的高频自激和外界干扰,若产生额外的高频自激当然会大大降低带载能力,而且功率管往往会很烫。
输出端对机壳接的电容也起类似作用。
换完该电容后还应再查下看还有没有其它故障。
应该加一个高压瓷片电容与外壳相接,这样可以使电路中产生的共模噪声通过电容传到外壳,可以减小输出的纹波.其实这牵涉到整个配电系统的接地形式,并不是所有的电源输出都要通过Y电容接外壳,我们见到很多,在电源输入端通过Y电容接到大地,那是为了消除共模干扰;如果在输出端通过Y电容接外壳的话,意味着你的电源和地之间存在了电流通过Y电容的泄露路径,如果这个Y电容比较大的话,反而使得输出电和大地之间有了电流路径,反而容易触电。
其实这个问题的实质就是,用TN-S接地系统还是IT系统的问题。
这也就是为什么医院的手术室或者消防,矿井下电气装置,以及有防火防爆场合适合于使用I T接地系统的原因。
作用是使电路中的共模电流有一个出口可以泻放到机壳大地,一般选择容值为2200-6800pf ,安全级为Y ,若是容值太大,在高频下esr变得很大,出现漏电,不仅降低了可靠性,而且对操作人员造成威胁极轻载使用一般模块电源有最小负载限制,各厂家有所不同,普遍为10%左右,因为负载太轻时储能元件续流困难会发生电流不连续,从而导致输出电压不稳定,这是由电源本身的工作原理决定的。
但是如果用户的确有轻载甚至空载使用的情况怎么办呢,最方便有效的方法是加一定的假负载,约为输出功率的2%左右,可以由模块厂商出厂前预置,也可以由用户在模块外安装适当电阻作为负载。
dcdc的参数及使用注意事项(电感储能型)
一、常用指标。
1,开关频率。
开关频率F=1/T=1/(T ON + T OFF).开关频率低,由于开和关的时间都比较长,因此为了输出不间断的需要,需要把电感值加大点,这样可以让电感可以存储更多的磁场能量。
同时,由于每次开关比较长,能量的补充更新没有如频率高时的那样及时,从而电流也就会相对的小些。
更高频率DCDC有很多优势。
目前开关频率已达到数百KHz甚至上千KHz,开关频率的提高,会使脉冲变压器、滤波电感、电容的体积、重量都大大减小。
频率越高,所需要的电感的感值就越小,电感线圈的圈数越少,直流阻抗越低。
频率越高,所需要的电容的容值就越小,电容的体积越小。
开关频率提高,也会使瞬时响应更快。
高频率也会带来一些缺点。
主要缺点就是效率会降低,热耗散也会增加。
开关频率的倍频会对射频系统造成干扰。
2,纹波系数和噪声。
DCDC开关电源工作在高频开关状态,会产生传导干扰和辐射干扰。
如无特别要求,一般纹波电流控制在不超过平均电感电流的两成。
Buck降压型DCDC的纹波系数为:可知,要想降低纹波电压ΔV O,除与输出电压有关外,增大储能电感L和滤波电容C可以起到显著效果,提高半导体开关电源器件的工作频率也能收到同样的效果。
Boost升压型DCDC的纹波系数为:可知,要想降低纹波电压ΔV O,除与输出电压有关外,增大滤波电容C可以起到显著效果,提高半导体开关器件的工作频率也能收到同样的效果。
Buck-Boost升降压型DCDC的纹波系数为:电感储能型DC/DC是电源噪声和开关辐射噪声(EMI)的来源。
宽带 PFM 电感式 DC/DC 变换器会在宽频带内产生噪声。
可采取提高电感式DC/DC变换器的工作频率,使其产生的噪声落在系统的频带之外。
电荷泵不使用电感,因此其 EMI影响可以忽略。
泵输入噪声可以通过一个小电容消除。
3,输入电压。
电感式DC/DC 变换器的最小输入电压可以做的较小,比如电池供电专用电感式DC/DC 变换器可在低至1V甚至更低的电压下启动工作,因此非常适合用于单节电池供电的电子设备。
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电涌会损坏那些电气设备? 含有微处理器的电气设备极易受到电涌的损坏,这包括计算机和计算机的辅助设备、 程序控制器、PLC、传真机、电话、留言机等;程控交换机、广播电视发送机、微波 中继设备;家电行业的产品包括电视、音响、微波炉、录像机、洗衣机、烘干机和电 冰箱等。美国的调查数据表明,在保修期内出现问题的电气产品中,有63%是由于电 涌造成的。
电涌的来源: 简单而言,来自两个方面:外部电涌和内部电涌。
来自外部的电涌:最主要的来源是雷电。当云层中有电荷集蓄,云层下的地表集蓄了 极性相反的等量电荷时,便发生了雷电放电,云层和地面间的电荷电位高达若干百万 伏,发生雷击时,以若干千安计的电流通过雷击放电,经过所有的设备和大地返回云 层,从而完成了电的通路。不幸的是,通路常常是取道重要或贵重的设备。如果雷电 击中了附近的电力线,部分电流将沿线进入建筑物,这股巨大的电流就会直接扰乱或 破坏计算机和其它敏感的电气设备,其速度之快,全程只需百万分之一秒。
封装形式 DC/DC变换器的外形尺寸和输出形式差异很大。小功率产品采用密封外壳,外形十分 纤小;大功率产品常采用quarter-brick或half-brick的形式,电路或暴露,或以外壳 包裹。在选择时,需要注意以下两个方面: 第一,引脚是否在同一平面上; 第二,是否便于焊接。 SMT形式的变换器必须要符合IEC191-6:1990标准的要求,该标准对SMT器件引脚的 共面问题做出了严格限定。器件引脚不共面会造成器件装配时定位困难,严重影响焊
DCDC模块的选择
DC/DC模块电源以其体积小巧、性能卓异、使用方便的显著特点,在通信、网络、工 控、铁路、军事等领域日益得到广泛的应用。很多系统设计人员已经意识到:正确合 理地选用DC/DC模块电源,可以省却电源设计、调试方面的麻烦,将主要精力集中在 自己专业的领域,这样不仅可以提高整体系统的可靠性和设计水平,而且更重要的是 缩短了整个产品的研发周期,为在激烈的市场竞争中领先致胜赢得了宝贵商机。那 么,怎样正确合理地选用DC/DC模块电源呢,笔者将从DC/DC模块电源开发设计的 角度,谈一谈这方面的问题,以供广大系统设计人员参考。
接质量,提高次品率。 SMT形式的变换器应能承受规定的焊接条件。对于绝大多数现代流水线而言,器件必 须满足CEC00802标准所规定的回流焊要求,即器件表面温度可超过300℃。如果变 换器不能满足这个要求,就需要为其设计专门的焊接装配工艺,这会增加装配时间, 提高生产成本。 封装形式 模块电源的封装形式多种多样,符合国际标准的也有,非标准的也有,就同一公司产 品而言,相同功率产品有不同封装,相同封装有不同功率,那么怎么选择封装形式 呢?主要有三个方面: ① 一定功率条件下体积要尽量小,这样才能给系统其他部分更多空间更多功能; ② 尽量选择符合国际标准封装的产品,因为兼容性较好,不局限于一两个供货厂家; ③ 应具有可扩展性,便于系统扩容和升级。选择一种封装,系统由于功能升级对电源 功率的要求提高,电源模块封装依然不变,系统线路板设计可以不必改动,从而大大简化 了产品升级更新换代,节约时间。全部符合国际标准,为业界广泛采用的半砖、全砖 封装,与VICOR、 LAMBDA等著名品牌完全兼容,并且半砖产品功率范围覆盖50~ 200W,全砖产品覆盖100~300W。
通常在医疗设备里需要很高的隔离电压,这样的话,漏电流就小,对身体的危害就小. 一般场合使用对模块电源隔离电压要求不是很高,但是更高的隔离电压可以保证模块 电源具有更小的漏电流,更高的安全性和可靠性,并且EMC特性也更好一些,因此目 前业界普遍的隔离电压水平为1500VDC以上。
什么是电涌? 电涌被称为瞬态过电,是电路中出现的一种短暂的电流、电压波动,在电路中通常持续 约百万分之一秒。220 伏电路系统中持续瞬间(百万分之一秒)的 5,000或10,000伏的 电压波动,即为电涌或瞬态过电。
商品级(0 ℃ 到+70 ℃)
工业级(-40 ℃ 到+85 ℃) 军用级(-55 ℃到+125噪声,因此滤波性能的好坏也 是重要的选型依据。集成化的DC/DC变换器通常采用的是变频开关技术或是定频开关 技术。 采用变频开关技术的变换器由于要根据负载状况进行不断调整,所以会导致频带展 宽,增加滤波器的复杂度。而定频开关变换器在这方面则简便许多,甚至可以使用LC 滤波器。
在线路高度暴露地段发生21万A的雷击电流(有记录的最大值之一)的机会只占总雷 击机会的0.5%。如此大的雷击电流极少出现在建筑物电源进线处,但仍须重视对这种 外来电涌的防范。
来自内部的电涌 来自内部的电涌是经常发生的,诸如来自空调机、空压机、电弧焊 机、电泵、电梯、开关电源和其它一些感性负荷的电涌。例如一台20hp的感应电动 机(线电压230V,4级,Y结线)在最大转矩时每相具有约39J的储存能量,当其标称 方根值电流被截断时,它将产生瞬态过电压。它经常发生,和它自同一配电箱供电的 其它负荷将因此易受损坏或工作失常。 不要以为电气装置电源进线上的过电压防护器可以保护电气设备不受内部电涌的危 害。它不能,它只能对沿电源线进入电气装置的外部电涌进行防范,因大容量的进线 防护器距内部电涌发生处的距离太远。
雷电电涌远远超出了计算机和其它电气设备所能承受的水平,绝大多数情况下,造成 计算机和其它电器设备的当即毁坏,或数据的永远丢失。即使是一个20马力的小型感 应式发动机的启动或关闭也会产生3,000-5,000伏的电涌,使和它共用同一配电箱的 计算机在每一次电涌中都会受到损坏或干扰,这种电涌的次数非常频繁。
电源模块选择需要考虑的几个方面 额定功率 封装形式 温度范围与降额使用 隔离电压 功耗和效率
额定功率 一般建议实际使用功率是模块电源额定功率的30~80%为宜(具体比例大小还与其他 因素有关,后面将会提到。),这个功率范围内模块电源各方面性能发挥都比较充分 而且稳定可靠。负载太轻造成资源浪费,太重则对温升、可靠性等不利。所有模块电 源均有一定的过载能力,但是仍不建议长时间工作在过载条件下,毕竟这是一种短时 应急之计。
外部电涌的另一个来源是电力公司的公用电网开关在电力线上产生的过电压。
来自内部的电涌:88%的电涌产生于建筑物内部的设备,如:空调、电梯、电焊机、 空气压缩机、水泵、开关电源、复印机和其它感应性负荷。电涌对计算机和其它敏感 电气设备的危害: 计算机技术发展至今,多层、超规模的集层芯片,电路密集,趋向是集成度更高、元 器件间隙更小、导线更细。几年前,一平方厘米的计算机芯片有 2,000个晶体管而现
大的雷击电流值常被例举应用,其实它发生的可能性很小。如Bellcore公司的工程师 们将电涌防护器的泄放电流规定为20000A(见参考资料TR-NWT-001011)。虽然
他们按经验将出现在其电气设备装置中的最大尖峰电流定为10000A,他们仍取100% 的安全系数,即将电涌防护器的泄放电流规定为2000A。
电涌的来源 电涌可来自电气装置外部,也可来自电气装置内部,即来自电气装置内的电器设备。 来自外部的电涌 这种电涌由雷电或公用电网开关的投切引起,这两类有害的电源扰动 都可扰乱计算机和微机信息处理系统的工作,引起停工或永久性设备损坏。 当云层上有电荷储蓄,云层下表面产生极性相反的等量电荷时,将引起雷电放电。其 后的情况就象一个大电池组或一个大电容器的放电那样,云层和地面间的电荷电位高 达若干百万伏。发生雷击时以若干千安计的电流通过雷击放电,经过所有设备和大地 返回云层,从而完成电的通路。不幸的是这个雷电通路常常取道重要或贵重的设备。 电涌防护的关键概念是给雷电感应电流提供一个通向大地的短捷有效的通路。这样雷 电涌流将从设备外分流。
隔离度 绝大多数的电路都必须实现隔离,即将负载连同负载对本地电源的噪声与电网的其他 负载和噪声隔开。只有隔离变换器能够达到这个要求。 采用隔离变换器除了实现上述要求之外,还可以实现差分形式的输出,以及双极型输 出(见图)。
此外,将隔离型变换器的输出高压端与负载的电源地相连,就形成了负电源。由于电 压参考点不是地,因此负载可以获得更高的电压。 采用隔离型变换器的另一个妙处是:可以将多个具有不同输出电压的变换器级联起 来,构成一个电源。对于那些单个变换器的输出电压达不到工作电压要求的设备,这 种特性非常有用。 在一定时限内(通常是1秒)变换器所能承受的、施加在输入端和输出端之间的最高电 压,称为变换器的隔离强度。而变换器的额定工作电压是指变换器能长时间承受的加 在输入端的电压,这个电压低于隔离强度。
在选择隔离型变换器时还需要考虑器件的泄漏电流指标,泄漏电流是指因输入回路和 输出回路之间的耦合电容而产生的电流。只要给定隔离电容的值,并且确定噪声频 率,就可以根据阻抗计算出泄漏电容的大小。 泄漏电流随噪声电压的增加而增大,随隔离电容的减小而减小。因此,设计低噪声电 源时,应该选择隔离强度高而隔离电容低的DC/DC变换器,以减小泄漏电流。
平均故障间隔时间 很多DPA系统都要求高度的可靠性,这就对平均故障间隔时间(MTTF)提出了要求。 在这里要提醒读者,仅凭产品说明书上的数据是不能评价某个产品可靠性的优劣 的。 造成这个问题的原因是,目前国际上尚未制定出公认的关于MTTF指标的定义和计算 标准,各厂商普遍使用的是美国军用标准MIL-HDBK-217F中的“一般情况下的”可 靠性预测方法,以及Bellcore标准TR-NWT-000332中的电信设备模型。不过,即便 是声称遵照同一标准推算出来的MTTF指标,常常也不一致。 这种不一致的第一个来源,是计算公式中对元器件特性的处理方式不同(例如某些算式 将焊接点的影响忽略不计,而焊接点故障是电路失效的最常见原因之一);来源之二是 元器件的可靠性指标。举个例子,某些厂商采用MIL-HDBK-217F中的器件数据和故 障率数据,另外一些厂商则采用其他渠道的数据;第三个来源是具体的计算方法差异 (即便是MIL-HDBK,也给出了两种不同的预测工具)。当然,在变换器投入使用之 前,任何MTTF指标都毫无意义。 温度对可靠性有显著的影响,经验公式是:环境温度每升高10℃,器件寿命将缩短一 半。如果主要的设备需要在40℃~50℃条件下运行,并且电源部件的温度高于环境温