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選用DC/DC電源模塊有哪些技巧

分類:行業新聞 作者: 來源:中國電子技術論壇 發布:2014-05-24 19:24:42

    系統運行中電源對系統穩定性的影響極大,質量穩定性不佳的電源模塊,不但會造成系統運作不穩定,嚴重將會造成組件損壞,選擇適用良好的電源模塊,將是一個非常重要的課題。

    選用一個穩定性高的DC/DC 電源模塊,其優點是可以減少研發人員設計所需的時間,使研發人員將研發焦點集中在本身的產品領域上,使產品達到最佳化,縮短產品研發及驗證時間,讓產品能快速上市,在市場上取得領先及致勝的商機。

1. 效率:

在全球提倡高效節能的時代,效率是選型的重要因素,它可以在電源轉換的過程中減少能源損耗,減少熱處理問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時間比重較長,擁有較低待機損耗的電源模塊則是一個很好選擇;博大新系列產品在待機損耗的部份,經特別的處理及設計,可大幅降低待機時的功率損耗,并提高不同負載條件時的整體效率,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 電源模塊時需考慮實際系統操作溫度范圍,選用合適的溫度等級。
不同的溫度等級會影響到電源模塊使用的材料設計及選用,選擇一個合適的溫度等級,是非常重要的考慮因素,這將會影響DC/DC 電源模塊的穩定度及可靠度,若系統操作溫度超過DC/DC 電源模塊的使用范圍,嚴重者將導致模塊失效,若產品操作于溫度范圍極限時,則需降載使用,或予以適當的散熱設計,如增加對流風速或增加散熱片,以確保產品的穩定;博大提供各種對應的散熱模塊,相關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,視輸入電壓變動范圍,業界有二倍壓輸入及四倍壓輸入可選擇。


在選擇輸入電壓時,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與穩定度而定。輸入電壓過高或過低都可能造成DC/DC 電源模塊不正常動作或損壞,此點必需特別留意。

另外,實際的應用上,一般工業用產品所提供的電壓多為12V及24V,通訊用產品則為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…等多種專業應用產品及產品選型手冊,客戶在選型及備料上更加容易。

4. 額定功率:

一般建議用戶在使用時,實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、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際使用功率時,雖然效能及壽命都有幫助,會就成本考慮上,是比較為浪費的;若實際使用功率較DC/DC電源模塊之額定功率大時,這當然是不合理的設計,短時間的超載操作沒有問題,但長時間操作于超載的情況下,這對產品的壽命是有影響的。以博大產品而言,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,其頻率會隨著不同輸入電壓及負載條件而變動。

使用小功率產品,變頻設計是一個很好的選擇,定頻與變頻優劣取決于客戶實際應用,一般而言,定頻產品在處理EMI時將較為容易。

6. 隔離(Isolation):

一般電源位于一次側的產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UL、TUV、CE……等認證,對產品選擇   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,符合客戶的各項需求。

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,輸入電壓變動時的穩定度(LineRegulation)指的是當輸入電壓變化時,輸出電壓相對變化情形;負載變動穩定度(Load Regulation)則是指負載變化時輸出電壓穩定度;使用未穩壓產品時,當在不同的輸入電壓或負載條件時,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以下微功率電源產品外,其它產品皆有良好的穩壓功能。

8. 安全規范:設計產品時需考慮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,成本也會較高,博大所有標準產品皆經安規認證,可節省客戶送測時間,客制品則依客戶需求送測,可作到符合客戶各項安規需求。

9. 電源尺寸:     就DC/DC 電源模塊 外觀尺寸而言,因各家設計的不同而有所不同,用戶在選用其所需之外觀尺寸時,需注意以下幾點:
     A. 依國際標準腳位來選用:如此一來就不用擔心產品局限于一、二家供貨廠商,一般外觀尺寸及輸出腳位設計可與各大廠兼容。
     B. 相同尺寸的擴充性: 產品在設計上,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電源部份需求增加時,若此時選用DC/DC 電源模塊有相同的外觀尺寸以及腳位可選擇,這樣的話可省去系統PCBRe-layout的時間及成本,也使產品能有更多的彈性。
 

 
 
 
 
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