用于空間緊湊型設(shè)計(jì)的微型隔離式
發(fā)布時(shí)間:2008/5/26 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):426
    
    分布式電源架構(gòu)的發(fā)展相應(yīng)推動(dòng)了微型低功耗 (<2 w) dc/dc 轉(zhuǎn)換器的發(fā)展。顧名思義,這些器件能夠最大程度地縮小轉(zhuǎn)換器占用的板級(jí)空間。該種器件的體積僅為 0.71 x 0.29 x 0.09 英寸(18.1 x 7.6 x 2.35 毫米),為工業(yè)應(yīng)用與安全性至關(guān)重要的應(yīng)用(如電信及醫(yī)療設(shè)備等)中的模擬電路提供使用點(diǎn) (point-of-use) 隔離式功率轉(zhuǎn)換。此外,微型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器還為那些需要電隔離輸出電源或需要降低模擬電路噪聲的設(shè)計(jì)人員提供了便利。
    對(duì)于大多數(shù)對(duì)噪聲敏感的新型電路而言,系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員常常需要保證少數(shù)元件與輸入電源實(shí)現(xiàn)完全隔離。我們應(yīng)將本地電源軌上的負(fù)載與噪聲同整個(gè)系統(tǒng)主供電軌相隔離。比如,混合信號(hào) ic 設(shè)計(jì)常常由于噪聲問(wèn)題而導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。大量的數(shù)字噪聲加上敏感的模擬電路常常會(huì)造成干擾噪聲 [1]。
    帶電隔離的微型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器可實(shí)現(xiàn)極低的輸出噪聲以及極高的精確度。電隔離可在轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)形成浮動(dòng)接地,因而有助于降低系統(tǒng)噪聲 [2]。因此,我們可通過(guò)輸入至輸出的隔離來(lái)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的隔離式輸出電源,此外我們也可利用它來(lái)產(chǎn)生不同的電壓軌、雙極軌和/或非標(biāo)準(zhǔn)電壓。此外,作為模擬電路中的噪聲降低技術(shù),隔離層 (isolation barrier) 還可避免數(shù)字接地總線影響敏感的模擬電路。
    標(biāo)準(zhǔn)的磚型轉(zhuǎn)換器 (brick-type converter) 并不適合這種要求。除了其成本較高之外,磚型轉(zhuǎn)換器的輸出功率也不適合功率小于 2w 的應(yīng)用。此外,磚型轉(zhuǎn)換器的安裝面積過(guò)大。設(shè)計(jì)人員希望實(shí)現(xiàn)設(shè)備微型化,以節(jié)約寶貴的板上空間 (board real estate)。由于微型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器甚至比新型的 16 分之一磚型轉(zhuǎn)換器還要小很多(0.29 平方英寸相比于 1.17 平方英寸,18,709.64 平方毫米相比于 754.84 平方毫米),因此其特別適合在空間緊湊的設(shè)計(jì)中生成板上電壓。
    那么,為什么不"自主開(kāi)發(fā)" dc/dc 電源呢?對(duì)于磚型轉(zhuǎn)換器和現(xiàn)成的微型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器來(lái)說(shuō),分立組件板上轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)是不錯(cuò)的選擇。但是,進(jìn)行分立設(shè)計(jì)的人越來(lái)越少。其缺點(diǎn)在于很難實(shí)現(xiàn)額外的功能(如設(shè)備保護(hù)和模塊到模塊的同步等),可靠性較低,而且難以減小電源的體積。此外,就許多高級(jí)產(chǎn)品而言,dc/dc 轉(zhuǎn)換器不過(guò)是其中的組件之一,設(shè)計(jì)人員很難有時(shí)間專門(mén)研究轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì),成為相關(guān)設(shè)備的專家。鑒于上述困難,越來(lái)越多的設(shè)計(jì)人員選擇應(yīng)用微型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器。這種轉(zhuǎn)換器大幅降低了風(fēng)險(xiǎn),顯著加快了新品上市時(shí)間,并大大節(jié)約了開(kāi)發(fā)成本。
    除了相對(duì)于磚型轉(zhuǎn)換器和分立設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)之外,微型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器還可為負(fù)載點(diǎn) (pol) 功率轉(zhuǎn)換提供小型的功率解決方案。pol 轉(zhuǎn)換器幫助設(shè)計(jì)人員解決新型高性能半導(dǎo)體設(shè)備高峰值電流要求以及低噪聲容限要求所提出的挑戰(zhàn)。這種轉(zhuǎn)換器可放置于靠近其負(fù)載的地方。這樣能夠盡量減少壓降造成的損失,有助于克服噪聲敏感性和 emi 干擾問(wèn)題,并能保證在動(dòng)態(tài)負(fù)載條件下嚴(yán)格進(jìn)行調(diào)節(jié)。
    供貨情況
    c&d technologies、德州儀器 (ti) 與 wall industries 等提供的微型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器為那些要求隔離功能并需要 20 ma 至 500 ma 輸出電流的設(shè)計(jì)人員提供了幫助。有關(guān)轉(zhuǎn)換器輸入為 5 v、12 v、15 v 或 24 v。單輸出轉(zhuǎn)換器的電壓從 3.3v 到 24 vdc 不等。雙輸出轉(zhuǎn)換器的電壓則從 ±3.3 到 ±24 vdc 不等。
    微型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器在輸入到輸出的額定隔離電壓為 1000、1500 或 3000 vdc 的情況下提供穩(wěn)壓或非穩(wěn)壓輸出。工作溫度可從 -40 °c 到 +100 °c。由于其交換頻率較高 (400 mhz),因此有關(guān)轉(zhuǎn)換器的效率可高達(dá) 85%。
    內(nèi)置特性
    就那些希望實(shí)施微型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員而言,此設(shè)備具備多種內(nèi)置特性,可簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成和設(shè)計(jì)工作。現(xiàn)有的許多產(chǎn)品都包括過(guò)熱保護(hù)、短路保護(hù)以及內(nèi)部濾波功能。某些更先進(jìn)的轉(zhuǎn)換器還可實(shí)現(xiàn)設(shè)備間同步。如果一個(gè)應(yīng)用在一塊 pc 板上使用的轉(zhuǎn)換器不止一個(gè),那么可能生成拍頻或其它電氣干擾。dcp010512b 和 dcr010505 轉(zhuǎn)換器 (圖 1) 用內(nèi)置的同步控制功能解決了這一問(wèn)題,此功能可使多個(gè)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)彼此同步。該功能非常方便,只需將 syncin 引腳連接在一起,即可使設(shè)計(jì)人員最多能夠?qū)崿F(xiàn)八部器件的同步,這就消除了交換頻率造成的電氣干擾。
    
    
    構(gòu)造
    目前,dc/dc 轉(zhuǎn)換器技術(shù)繼續(xù)致力于實(shí)現(xiàn)更高密度、更高效率以及更小封裝的轉(zhuǎn)換器。一種創(chuàng)新性突出的轉(zhuǎn)換器采用與標(biāo)準(zhǔn)集
    
    分布式電源架構(gòu)的發(fā)展相應(yīng)推動(dòng)了微型低功耗 (<2 w) dc/dc 轉(zhuǎn)換器的發(fā)展。顧名思義,這些器件能夠最大程度地縮小轉(zhuǎn)換器占用的板級(jí)空間。該種器件的體積僅為 0.71 x 0.29 x 0.09 英寸(18.1 x 7.6 x 2.35 毫米),為工業(yè)應(yīng)用與安全性至關(guān)重要的應(yīng)用(如電信及醫(yī)療設(shè)備等)中的模擬電路提供使用點(diǎn) (point-of-use) 隔離式功率轉(zhuǎn)換。此外,微型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器還為那些需要電隔離輸出電源或需要降低模擬電路噪聲的設(shè)計(jì)人員提供了便利。
    對(duì)于大多數(shù)對(duì)噪聲敏感的新型電路而言,系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員常常需要保證少數(shù)元件與輸入電源實(shí)現(xiàn)完全隔離。我們應(yīng)將本地電源軌上的負(fù)載與噪聲同整個(gè)系統(tǒng)主供電軌相隔離。比如,混合信號(hào) ic 設(shè)計(jì)常常由于噪聲問(wèn)題而導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。大量的數(shù)字噪聲加上敏感的模擬電路常常會(huì)造成干擾噪聲 [1]。
    帶電隔離的微型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器可實(shí)現(xiàn)極低的輸出噪聲以及極高的精確度。電隔離可在轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)形成浮動(dòng)接地,因而有助于降低系統(tǒng)噪聲 [2]。因此,我們可通過(guò)輸入至輸出的隔離來(lái)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的隔離式輸出電源,此外我們也可利用它來(lái)產(chǎn)生不同的電壓軌、雙極軌和/或非標(biāo)準(zhǔn)電壓。此外,作為模擬電路中的噪聲降低技術(shù),隔離層 (isolation barrier) 還可避免數(shù)字接地總線影響敏感的模擬電路。
    標(biāo)準(zhǔn)的磚型轉(zhuǎn)換器 (brick-type converter) 并不適合這種要求。除了其成本較高之外,磚型轉(zhuǎn)換器的輸出功率也不適合功率小于 2w 的應(yīng)用。此外,磚型轉(zhuǎn)換器的安裝面積過(guò)大。設(shè)計(jì)人員希望實(shí)現(xiàn)設(shè)備微型化,以節(jié)約寶貴的板上空間 (board real estate)。由于微型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器甚至比新型的 16 分之一磚型轉(zhuǎn)換器還要小很多(0.29 平方英寸相比于 1.17 平方英寸,18,709.64 平方毫米相比于 754.84 平方毫米),因此其特別適合在空間緊湊的設(shè)計(jì)中生成板上電壓。
    那么,為什么不"自主開(kāi)發(fā)" dc/dc 電源呢?對(duì)于磚型轉(zhuǎn)換器和現(xiàn)成的微型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器來(lái)說(shuō),分立組件板上轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)是不錯(cuò)的選擇。但是,進(jìn)行分立設(shè)計(jì)的人越來(lái)越少。其缺點(diǎn)在于很難實(shí)現(xiàn)額外的功能(如設(shè)備保護(hù)和模塊到模塊的同步等),可靠性較低,而且難以減小電源的體積。此外,就許多高級(jí)產(chǎn)品而言,dc/dc 轉(zhuǎn)換器不過(guò)是其中的組件之一,設(shè)計(jì)人員很難有時(shí)間專門(mén)研究轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì),成為相關(guān)設(shè)備的專家。鑒于上述困難,越來(lái)越多的設(shè)計(jì)人員選擇應(yīng)用微型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器。這種轉(zhuǎn)換器大幅降低了風(fēng)險(xiǎn),顯著加快了新品上市時(shí)間,并大大節(jié)約了開(kāi)發(fā)成本。
    除了相對(duì)于磚型轉(zhuǎn)換器和分立設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)之外,微型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器還可為負(fù)載點(diǎn) (pol) 功率轉(zhuǎn)換提供小型的功率解決方案。pol 轉(zhuǎn)換器幫助設(shè)計(jì)人員解決新型高性能半導(dǎo)體設(shè)備高峰值電流要求以及低噪聲容限要求所提出的挑戰(zhàn)。這種轉(zhuǎn)換器可放置于靠近其負(fù)載的地方。這樣能夠盡量減少壓降造成的損失,有助于克服噪聲敏感性和 emi 干擾問(wèn)題,并能保證在動(dòng)態(tài)負(fù)載條件下嚴(yán)格進(jìn)行調(diào)節(jié)。
    供貨情況
    c&d technologies、德州儀器 (ti) 與 wall industries 等提供的微型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器為那些要求隔離功能并需要 20 ma 至 500 ma 輸出電流的設(shè)計(jì)人員提供了幫助。有關(guān)轉(zhuǎn)換器輸入為 5 v、12 v、15 v 或 24 v。單輸出轉(zhuǎn)換器的電壓從 3.3v 到 24 vdc 不等。雙輸出轉(zhuǎn)換器的電壓則從 ±3.3 到 ±24 vdc 不等。
    微型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器在輸入到輸出的額定隔離電壓為 1000、1500 或 3000 vdc 的情況下提供穩(wěn)壓或非穩(wěn)壓輸出。工作溫度可從 -40 °c 到 +100 °c。由于其交換頻率較高 (400 mhz),因此有關(guān)轉(zhuǎn)換器的效率可高達(dá) 85%。
    內(nèi)置特性
    就那些希望實(shí)施微型 dc/dc 轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員而言,此設(shè)備具備多種內(nèi)置特性,可簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成和設(shè)計(jì)工作,F(xiàn)有的許多產(chǎn)品都包括過(guò)熱保護(hù)、短路保護(hù)以及內(nèi)部濾波功能。某些更先進(jìn)的轉(zhuǎn)換器還可實(shí)現(xiàn)設(shè)備間同步。如果一個(gè)應(yīng)用在一塊 pc 板上使用的轉(zhuǎn)換器不止一個(gè),那么可能生成拍頻或其它電氣干擾。dcp010512b 和 dcr010505 轉(zhuǎn)換器 (圖 1) 用內(nèi)置的同步控制功能解決了這一問(wèn)題,此功能可使多個(gè)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)彼此同步。該功能非常方便,只需將 syncin 引腳連接在一起,即可使設(shè)計(jì)人員最多能夠?qū)崿F(xiàn)八部器件的同步,這就消除了交換頻率造成的電氣干擾。
    
    
    構(gòu)造
    目前,dc/dc 轉(zhuǎn)換器技術(shù)繼續(xù)致力于實(shí)現(xiàn)更高密度、更高效率以及更小封裝的轉(zhuǎn)換器。一種創(chuàng)新性突出的轉(zhuǎn)換器采用與標(biāo)準(zhǔn)集
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