必看選擇直流轉(zhuǎn)換模塊電源的幾個關(guān)鍵點

發(fā)布日期：2017-12-14 作者：電源模塊廠家點擊：

由于模塊電源便于安裝，其結(jié)構(gòu)優(yōu)點頗多，因此在移動通訊與交換設(shè)備等領(lǐng)域常能看到與模塊電源有關(guān)的設(shè)計，由此可見模塊電源的應(yīng)用非常廣泛。下面將從DC-DC模塊電源開發(fā)者的角度為大家介紹如何為設(shè)計選擇一款合適的DC-DC模塊電源。

DC/DC模塊電源的選擇

選擇使用DC/DC模塊電源除了基本的電壓轉(zhuǎn)換功能外，還有以下幾個方面需要考慮：

額定功率

一般建議實際使用功率是模塊電源額定功率的30～80%為宜（具體比例大小還與其他因素有關(guān)，后面將會提到。），這個功率范圍內(nèi)模塊電源各方面性能發(fā)揮都比較充分而且穩(wěn)定可靠。負載太輕造成資源浪費，太重則對溫升、可靠性等不利。所有模塊電源均有一定的過載能力，但是仍不建議長時間工作在過載條件下，畢竟這是一種短時應(yīng)急之計。

封裝形式

模塊電源的封裝形式多種多樣，符合標(biāo)準(zhǔn)的也有，非標(biāo)準(zhǔn)的也有，就同一公司產(chǎn)品而言，相同功率產(chǎn)品有不同封裝，相同封裝有不同功率，那么怎么選擇封裝形式呢？主要有三個方面：一定功率條件下體積要盡量小，這樣才能給系統(tǒng)其他部分更多空間更多功能；盡量選擇符合標(biāo)準(zhǔn)封裝的產(chǎn)品，因為兼容性較好，不局限于一兩個供貨廠家；應(yīng)具有可擴展性，便于系統(tǒng)擴容和升級。選擇一種封裝，系統(tǒng)由于功能升級對電源功率的要求提高，電源模塊封裝依然不變，系統(tǒng)線路板設(shè)計可以不必改動，從而大大簡化了產(chǎn)品升級更新?lián)Q代，節(jié)約時間。

溫度范圍與降額使用

一般廠家的模塊電源都有幾個溫度范圍產(chǎn)品可供選用：商品級、工業(yè)級、軍用級等，在選擇模塊電源時一定要考慮實際需要的工作溫度范圍，因為溫度等級不同材料和制造工藝不同價格就相差很大，選擇不當(dāng)還會影響使用，因此不得不慎重考慮。可以有兩種選擇方法：一是根據(jù)使用功率和封裝形式選擇，如果在體積（封裝形式）一定的條件下實際使用功率已經(jīng)接近額定功率，那么模塊標(biāo)稱的溫度范圍就必須嚴(yán)格滿足實際需要甚至略有裕量。二是根據(jù)溫度范圍來選，如果由于成本考慮選擇了較小溫度范圍的產(chǎn)品，但有時也有溫度逼近極限的情況，怎么辦呢？降額使用。即選擇功率或封裝更大一些的產(chǎn)品，這樣“大馬拉小車”，溫升要低一些，能夠從一定程度上緩解這一矛盾。降額比例隨功率等級不同而不同，一般50W以上為3～10W/℃?？傊催x擇寬溫度范圍的產(chǎn)品，功率利用更充分，封裝也更小一些，但價格較高；要么選擇一般溫度范圍產(chǎn)品，價格低一些，功率裕量和封裝形式就得大一些。應(yīng)折衷考慮。

工作頻率

一般而言工作頻率越高，輸出紋波噪聲就更小，電源動態(tài)響應(yīng)也更好，但是對元器件特別是磁性材料的要求也越高，成本會有增加，所以模塊電源產(chǎn)品開關(guān)頻率多為在300kHz以下，甚至有的只有100kHz左右，這樣就難以滿足負載變條件下動態(tài)響應(yīng)的要求，因此高要求場合應(yīng)用要考慮采用高開關(guān)頻率的產(chǎn)品。另外一方面當(dāng)模塊電源開關(guān)頻率接近信號工作頻率時容易引起差拍振蕩，選用時也要考慮到這一點。本公司模塊電源開關(guān)頻率高可達500kHz，具有優(yōu)良的輸出特性。

隔離電壓

一般場合使用對模塊電源隔離電壓要求不是很高，但是更高的隔離電壓可以保證模塊電源具有更小的漏電流，更高的安全性和可靠性，并且EMC特性也更好一些，因此目前業(yè)界普遍的隔離電壓水平為1500VDC以上。

故障保護功能

有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，模塊電源在預(yù)期有效時間內(nèi)失效的主要原因是外部故障條件下?lián)p壞。而正常使用失效的機率是很低的。因此延長模塊電源壽命、提高系統(tǒng)可靠性的重要一環(huán)是選擇保護功能完善的產(chǎn)品，即在模塊電源外部電路出現(xiàn)故障時模塊電源能夠自動進入保護狀態(tài)而不至于永久失效，外部故障消失后應(yīng)能自動恢復(fù)正常。模塊電源的保護功能應(yīng)至少包括輸入過壓、欠壓、軟啟動保護；輸出過壓、過流、短路保護，大功率產(chǎn)品還應(yīng)有過溫保護等。

功耗和效率

根據(jù)公式：

2-10

公式中的Pin、Pout、P耗分別為模塊電源輸入、輸出功率和自身功率損耗。由此可以看出，輸出功率一定條件下，模塊損耗P耗越小，則效率越高，溫升就低，壽命更長。除了滿載正常損耗外，還有兩個損耗值得注意：空載損耗和短路損耗（輸出短路時模塊電源損耗），因為這兩個損耗越小，表明模塊效率越高，特別是短路未能及時采取措施的情況下，可能持續(xù)較長時間，短路損耗越小則因此失效的機率也大大減小。當(dāng)然損耗越小也更符合節(jié)能的要求。