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如何在温度性能上选取适合的DCDC电源模块

作者:admin  更新时间:2019-01-10

  随着电子技术的发展和开关电源应用地方越来越广泛,工作的环境也越来越复杂,统计资料表明电子元器件温度每升高2℃,可靠性下降10%,温升为50℃时的寿命只有温升25℃时的1/6。

如何在温度性能上选取适合的DCDC电源模块

  在DC/DC电源模块电源结构中主要的元器件有:

  1、脉宽调制器(控制转换效率)

  2、肖特基二极管(整流以及滤波,是功率输出的主要部件)

  3、VDMOS(功率转换部件,利用其良好的开关特性提高转换效率)

  4、光电耦合器(输入与输出隔离,避免前后级干扰,并传递取样信息给PWM,保持输出电压的稳定)

  在温度小于150℃的时候,电源模块的输出电压缓慢下降,原因是由于光耦电流传输比的下降引起;当温度大于150℃时,电源模块输出电压迅速下降,甚至输出电压几乎为零,其原因是此时模块中变压器的磁芯温度接近居里点温度(220℃)。变压器作用失效所引起。在此情况中,如果电源模块内部没有产生其他的损伤,当停止加热,电源模块温度恢复到室温,重新加电输出电压仍能恢复到正常值。

  为了保证效率,一种比较便捷有效的挑选方式是从温度范围出发,结合使用功率进行综合比较,可以帮助工程师快速找到比较合适的电源型号。在进行电源模块选择时工程师需要进行成本、功率、封装等方面综合比较对各个厂家所提供的电源模块进行筛选比如:工业级、商品级都是比较常见区分模式,由于不同的电源模块温度等级不同,制作工艺材料等也不一样所以价格上差距也会很大,一旦选择不当会影响使用,如果普通的就可以使用,选择高的将会成本大大提升不划算,所以温度范围内的把控也是很重要的。

  首先我们需要保证温度范围不仅要满足工作实际需求还要略有余量。不同的产品型号对于温度范围的要求是各不相同的,工程师在进行温度范围选择时,需要在最高温度、最低温度的上限以上进行考虑,以免出现温度升高或降低之后系统性能不稳定的情况。

  在满足第一个条件的情况下,如果工程师出于对成本的控制问题,而选择了较小温度范围的产品,那么就需要选择功率或封装更大一些的产品,这样可以让温升降低一些能够从一定程度上缓解这一矛盾。通常来说,机体降额比例会随着功率等级的不同而发生变化,一般情况下50W以上的额降值为3-10W/℃,工程师可以通过这一比例进行额降计算。如果所选择的是温度范围比较宽的产品,模块电源功率的利用情况也就充分,在封装方面可以选择小一些,但对成本的要求比较高;如果所选择的是一般温度范围产品,价格和成本就低一些,而功率裕量和封装形式必须要大一些。这两种情况都需要工程师在温度范围确定的情况下,进行折衷考虑。

  总结:从温度范围选取入手进行电源模块的综合比较,可以帮助工程师快速决定封装模式并进行成本预算,是一种比较方便快捷的挑选方法。

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