如何选择高可靠性的DC-DC模块电源

发布时间:2024-02-22 阅读量:889 来源: 我爱方案网 作者: bebop

导读:数字电源SoC需要满足电源模块高输出精度要求、任何拓扑的发波需求以及足够多的PWM外设接口,并广泛应用于储能、通讯、汽车、无人机、电摩、二轮车、滑板车、特种车辆、机器人、电动工具、电量计等多种应用。我爱方案网配合原厂发展方案商生态,今天推荐成功导入小华半导体HC32F334的主控的应用方案,为设备终端制造商提供即插即用的方案PCBA。


扫码可申请免费样片以及获取产品技术规格书


小华HC32F334


产品简介:


小华HC32F334针对数字电源设计集成了12路130-ps高精度PWM及其灵活的发波模式,36路普通PWM,3路DAC,3个比较器,捕获单元,16个可编程逻辑单元PLA,兼容5V的GPIO等;


产品主要特性:
1. 120MHz ARM M4 内核, 集成FPU
2. 128kB FLASH, 36kB RAM,5kB OTP
3. 6*2路130-ps高精度PWM, 36路普通PWM
4. HRPWM模块具有灵活的发波功能
5. 8路DMA, 带Link-list
6. 集成16个可编程逻辑单元PLA
7. 集成3个12-bit 2.5MSPS ADC,支持高达22路
8. 集成3个15MSPS DAC, 3个比较器

应用领域:主要针对单级数字电源,如通信与服务器电源、砖块电源、微逆、充电桩


DC-DC电源分类

DC-DC电源电路,也被称为DC-DC转换电路,其主要功能是进行输入输出电压的转换。一般而言,我们将输入电源电压在72V以内的电压变换过程称为DC-DC转换。
常见的电源主要分为两类:车载与通讯系列和通用工业与消费系列。前者使用的电压一般为48V、36V、24V等,后者使用的电源电压一般在24V以下。在不同应用领域中,电压规律有所不同。例如,在PC中常用的电压为12V、5V、3.3V;模拟电路电源常用5V、15V;数字电路常用3.3V等。现在的FPGA、DSP等还采用2V以下的电压,如1.8V、1.5V、1.2V等。
在通信系统中,DC-DC电源电路也被称为二次电源,因为它由一次电源或直流电池组提供一个直流输入电压,经过DC-DC转换后,在输出端获得一个或几个直流电压。
DC-DC电源通常包括输入端子、输出端子、开关元件(如开关管)、电感元件、电容元件、控制电路等。它的工作原理是,通过开关元件周期性地打开和关闭,将直流输入电压引入电感,然后通过电容元件滤波,最终得到稳定的输出电压。
如何选择高可靠性的DC-DC模块电源
采用成熟的电源拓扑
电源模块的设计尽量选用成熟的电源拓扑。例如1W~2W的定压输入DC-DC电源模块选择Royer电路,而宽压输入系列则多选Flyback拓扑,部分选Forward拓扑。
全负载范围内高效率
高效率意味着更低的功率损失和更低的温升,可以有效提高可靠性。在实际应用中,电源都会选择一定程度的降额设计,特别是在负载IC的功耗越来越低的今天,电源大部分时候都有可能在轻载情况下工作。因此,全负载范围内高效率对于电源系统可靠性来说是非常关键的参数,但往往被电源厂商忽略。大部分厂商为了技术手册上的参数吸引客户,往往将满载效率做到较高,但在5%~50%的负载情况下效率较低。
极限温度特性
电源模块应用的地理区域非常宽广,可能有热带的酷暑,也有类似俄罗斯冬天的严寒。因此要求DC-DC模块的工作温度范围最低要求为-40℃~85℃,也有做到更好的,例如金升阳的定压R2代1W~2W工作温度可做到-40℃~105℃。如果在汽车BMS、高压母线监测应用,则需要工作温度为-40℃~125℃。
极限温度试验是最能检验电源模块可靠性的方法,例如高温老化、高温&低温带电工作性能测试、高低温循环冲击试验和长时间高温高湿测试等。正规的电源开发都会经过以上测试。因此,是否有此类测试设备也成为了判断电源厂商是否为山寨厂商的依据。
高隔离、低隔离电容
医疗产品要求极低的漏电流,电力电子产品需要原边和次级之间尽量少寄生电容。这两个行业有一个共性的需求,即要求尽量高的隔离耐压和尽量低的隔离电容,用以降低共模干扰对系统的影响。如果在医疗或电力电子领域应用,1W~2W DC-DC建议选取隔离电容低于10pF的电源模块,宽压产品则尽量选取低于150pF的电源模块。
EMC特性
EMC性能是电子系统正常、安全工作的保证,目前电子行业对产品的EMC性能都提出了很高的要求,客户经常抱怨因EMC处理不好导致系统的复位重启甚至是早期失效,因此优良的EMC特性是电源模块核心竞争力。
DC-DC电源常见应用场景
DC-DC电源广泛应用于各种电子设备和系统中,如电子通信设备、工业自动化、车载电子、医疗设备、无人机和太阳能等。它能够提供不同电压级别的电力供应,满足各种电子设备对电压的要求,同时具有稳定性和高效率的特点。
DC-DC电源可以根据输出电压与输入电压的关系,分为降压、升压、升降压和隔离型等。它的设计、控制和保护功能,可以根据电源的应用需求进行定制,以满足不同场景下的电能转换要求。以下是DC电源模块的一些常见应用场景:
1. 工业自动化:DC电源模块可用于供电工业机器人、PLC控制系统、传感器、电机驱动器等工业自动化设备。
2. 通信设备:DC电源模块可为通信设备如基站、路由器、交换机等提供稳定的电源。
3. 医疗设备:DC电源模块常用于医疗设备如医用电子监护仪、医用X光机、激光治疗仪等的电源供应。
4. 车载电子:DC电源模块可为汽车音响、导航系统、车载摄像头等车载电子设备提供电源。
5. 新能源领域:DC电源模块可用于太阳能发电系统、风能发电系统等新能源领域。
6. 电子设备测试:DC电源模块可用于电子设备的测试、校准和调试,如电路板测试、功耗测试等。


相关资讯
工控主板与普通主板的区别:功能定制化与通用性的差异

工控主板主要面向工业领域,其设计注重于稳定性和耐用性,以应对恶劣的工业环境,如高温、高湿度和振动

高集成化电压监测IC在半导体、新能源汽车的实战方案

在新能源汽车领域,高压监测模块可以用于监测电动车辆的充电状态和电池状态,为车主提供安全、高效的充电服务。

AIOT之智能表计实战方案解析

在AIOT技术迅猛发展的背景下,智能水电表的数据分析和人工智能技术的应用将进一步提升智能水电表的功能和效能

要求2027年前淘汰外国芯片!有哪些国产替代?

监管机构已经命令国有移动运营商全面检查其网络中是否普遍使用“非中国”半导体,并要求他们起草更换时间表,以确保按计划逐步淘汰外国芯片