---- 组合式电源系统由高密度的DC/DC转换器模块、分立的滤波器、前端及其它电源附件组成。这给设计者在构建一个电源系统时提供了几乎无限的灵活性。为了设计一个合理的成本供电的电源系统,设计者应该考虑到以下几个问题:应用场合、转换器技术、冗余要求和机构认证标准。
---- 这样设计者就可缩小DC/DC模块的选择范围。如果一个设计者对某个厂商的产品有丰富经验,他就能用他所熟悉的模块顺利地完成他的系统设计。当然,设计者也应明白,该厂商能够提供输入和输出电压及他所需的输出功率。
不是一个嵌入式部件
---- 一个常见的错误概念是:"在DC/DC砖形转换器上面加一片散热片,然后把它放到印制板上,它就能工作了。"其推论就是:所有的砖形转换器都一样。当线路和负载都是静态的,系统的抗噪声能力很强,散热条件不错,对直流隔离电压和调整率的要求也不高时,这些结论是有效的。
---- 然而,象以上这种情况是很少的。在系统标准中,一个Brand Y砖形转换器很难完全合适地被放入一个Brand X的卡槽内,除非最初的设计已考虑到这一点。即便是不同厂商的模块有共同的结构和管脚也不可能实现。
---- 高密度砖形DC/DC转换器提供了多种输入电压、输出电压和功率(见图1)。在一个典型的系统内,DC/DC模块需要EMI滤波器,瞬态保护、旁路电容、保险丝、散热片、强制的通风及阻塞电容。所有厂商对于自己产品的应用都有自己的推荐。因此设计者尤其需要和模块的供应厂商提前进行交流和熟悉。
转换器技术
---- 有些应用需要特定的DC/DC转换器技术。比如,一个要求有非常低的传导噪声、噪声灵敏度或扩展滤波而空间有限的系统,青睐那些有低噪声、准谐振零电流和零电压开关的转换器。另一方面,一个散热受约束的系统,比如它的气流有限,散热空间很小,就需要那些以同步整流提供更高功率转换效率的低压转换器。
冗余
---- 组合式电源一个优点是易于实现模块级的n+m冗余。绝大多数厂商在提供砖形DC/DC模块的同时会附带一个单线并行的方案,这可使更高输出的电源和冗余阵列都能在砖形转换器中实现电流共享。
图1:高密度砖形DC/DC转换器模块提供多种输入电压、 输出电压和输出功率的组合。 |
---- 然而,经常被忽略的一点是电流共享总线本身。一个外部的故障(或模块内部的故障)很可能造成总线到地的短路,甚至更糟的是,造成总线和线路间的短路。
---- 在前一种情况下,整个阵列很可能就会输出跌落;在后一种情况下,阵列中所有模块都会被毁坏。如果并行的方案中使用直流总线,那这个故障点就是不可避免的。
---- 如果方案中使用交流或脉冲总线(见图2),并用阻塞电容甚至变压器将每个砖形转换器连接到总线上,这就会导致了一个最坏的结果:电流共享损失,而不是输出损失。如果这对于系统来说是重要的,那么所有直流电流共享总线的产品都不在考虑之列。
模块的选择范围
---- 如果设计者只需要一个48V直流输入和仅仅几个标准输出,他可从众多有标准48V输入的砖形转换器的生产商中进行选择。可是,当需要其它输入和非标准输出时,前面的供应商的名单就得缩减了。表1列出了常用的直流输入及其应用,许多厂商都能提供其中一些输入值,只有少数厂商能提供全部的输入。
---- 设计者必须仔细权衡一下:对于不同输入需要的终端设备是否还存在着其它潜在的市场。如果是,设计者就应该挑选一个能为所有的潜在市场提供合适模块的厂商。这比将来面对新的市场时对电源系统进行重新设计要强多了。
机构认证
---- 同样,了解不同国家不同市场的认证标准也是很重要的。组合式电源的一个优点就是DC/DC模块具有机构预认证性,从而加快了系统的机构认证。
图2:在电流共享的结构中,一个交流或脉冲信号可使设计者用电容 或变压器在模块和电流共享总线之间获得直流阻塞耦合。 |
---- 主要认证包括Austel、BABT、Bellore、CSA、TüV、UL和VDE,以及CE标识。所有这些认证可能不是必须的,但设计者至少应该确定厂商提供的产品能满足最起码的认证要求。
附件
---- 一个组合式电源系统如果没有瞬态保护、EMI滤波、保险丝、散热片和其它组件就不是个完整的系统。很多设计者都自己解决这些问题。在这种情况下,DC/DC模块供应商至少应该提供详细的应用说明,最好配有应用支持工程师。
---- 对于那些时间、资源紧张的人来说,使用DC/DC转换器厂商提供的模块附件可以得到很大好处。这些附件包括有:EMI滤波器、瞬态抑制器、标准散热设备,甚至还有插座、保险丝、X和Y电容、支座、输出滤波器、阻塞电容、LED和ORing二极管。
---- 使用模块附件不仅节省时间,还可保证电源系统的正常工作,从而将设计风险降至最低。比如EMI滤波器是与DC/DC转换器模块一起工作的。如果设计合理的话,这种结合就肯定能满足特定的EMC要求。
原文地址:http://www.epc.com.cn/magzine/20060105/5253.asp
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