工程師教你開發(fā)電源如何進行DC-DC電源模塊選型

DCDC的意思是直流變(到)直流(不同直流電源值的轉(zhuǎn)換)，只要符合這個定義都可以叫DCDC轉(zhuǎn)換器。具體是指通過自激振蕩電路把輸入的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，再通過變壓器改變電壓之后再轉(zhuǎn)換為直流電輸出，或者通過倍壓整流電路將交流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電輸出。

DC/DC模塊電源以其體積小巧、性能卓異、使用方便的顯著特點，在通信、網(wǎng)絡(luò)、工控、鐵路、軍事等領(lǐng)域日益得到廣泛的應(yīng)用。怎樣正確合理地選用DC/DC模塊電源呢？

1 電源模塊選擇需要考慮的幾個方面：

a.額定功率

b.封裝形式

c.溫度范圍與降額使用

d.隔離電壓

e.功耗和效率

2 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。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。

3 封裝形式

DC/DC變換器的外形尺寸和輸出形式差異很大。小功率產(chǎn)品采用密封外殼，外形十分纖小;大功率產(chǎn)品常采用quarter-brick 或half-brick的形式，電路或暴露，或以外殼包裹。在選擇時，需要注意以下兩個方面：第一，引腳是否在同一平面上;第二，是否便于焊接。SMT形式的變換器必須要符合IEC191-6:1990標準的要求，該標準對SMT器件引腳的共面問題做出了嚴格限定。如果變換器不能滿足這個要求，就需要為其設(shè)計專門的焊接裝配工藝，這會增加裝配時間，提高生產(chǎn)成本。

模塊電源的封裝形式多種多樣，符合國際標準的也有，非標準的也有，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：

① 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;

② 盡量選擇符合國際標準封裝的產(chǎn)品，因為兼容性較好，不局限于一兩個供貨廠家;

③ 應(yīng)具有可擴展性，便于系統(tǒng)擴容和升級。全部符合國際標準，為業(yè)界廣泛采用的半磚、全磚封裝，與VICOR、 LAMBDA等著名品牌完全兼容，并且半磚產(chǎn)品功率范圍覆蓋50～200W，全磚產(chǎn)品覆蓋100～300W。

4 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，那么模塊標稱的溫度范圍就必須嚴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。應(yīng)折衷考慮。

商品級(0 ℃ 到+70 ℃)

工業(yè)級(-40 ℃ 到+85 ℃)

軍用級(-55 ℃到+125 ℃)

5 變頻與定頻

和所有開關(guān)型器件一樣，DC/DC變換器在工作時會產(chǎn)生噪聲，因此濾波性能的好壞也是重要的選型依據(jù)。集成化的DC/DC變換器通常采用的是變頻開關(guān)技術(shù)或是定頻開關(guān)技術(shù)。而定頻開關(guān)變換器在這方面則簡便許多，甚至可以使用LC濾波器。6 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，所以國內(nèi)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