如何高效地应用混合DCDC电源变换器实现从220V的交流电到24V直流电源的神奇转换
随着微电子技术、磁性材料科学以及其他边沿技术科学的不断进步与飞速发展,开关稳压电源(DC-DC、AC-DC等各种非线性高频变换器技术)、功率因数校正(PFC)和电机驱动技术都迎来了突破性的发展,而DC-DC变换器技术则是这些核心中的关键。集成电路/模块不仅成为各种功率电子设备的心脏,也是实现高效率、高密度、低成本和安全可靠运行的关键。
在选择合适的电源模块时,设计人员需要权衡性能与成本效益。在推动更小尺寸和更高密度电路板需求下,开发者们正在寻求更小的DC/DC解决方案。尽管最初设计电源转换器被认为是一种黑暗艺术,但随着Unitrode等公司开发了PWM技术,以及MOSFET供应商提供MOSFET替代双极晶体管之后,开关转换频率得以提升至约100 kHz,并且表面贴装元件进入了主流。
今天,只有少数半导体供应商能够在一个封装中提供一体化的解决方案,其中除了集成开关外,还包括了感应器和无需供给元件。此外,由于热阻降低,封装技术已经能实现几瓦功耗的小封装。此外,无需供给元件如电容、二极管和电阻也在减小占用空间,以节省空间。
使用集成式模块而不是分立式方法之所以受欢迎,不仅因为它们占用的空间比分离型方案要小,而且还有一些其他优点。虽然使用分离型方法可以获得最高效率,但如果节省芯片板空间是主要要求,那么可以通过牺牲一些效率来满足密度要求。例如,Micrel公司提供了一系列90%以上效率的模块,并且由于采用了HyperLight Load™ 技术,在轻负载条件下表现出色。
除了负载瞬态管理和热管理以外,还有许多额外考虑因素,比如EMI规格符合CISPR22 B类或EN55022标准。在满足挑战性的系统要求方面,如工业或医疗应用所需的小型具有宽工作输入输出范围高压解决方案非常理想。这使得设计人员能够根据特定应用进行灵活调整,同时保持整体系统的简洁性。