DC/DC模塊電源以其體(ti) 積小巧、性能卓異、使用方便的顯著特點，在通信、網絡、工控、鐵路、軍(jun) 事等領域日益得到廣泛的應用。很多係統設計人員已經意識到：正確合理地選用DC/DC模塊電源，可以省卻電源設計、調試方麵的麻煩，將主要精力集中在自己專(zhuan) 業(ye) 的領域，這樣不僅(jin) 可以提高整體(ti) 係統的可靠性和設計水平，而且更重要的是縮短了整個(ge) 產(chan) 品的研發周期，為(wei) 在激烈的市場競爭(zheng) 中領先致勝贏得了寶貴商機。那麽(me) ，怎樣正確合理地選用DC/DC模塊電源呢，筆者將從(cong) DC/DC模塊電源開發設計的角度，結合近年來鼎立信公司模塊電源推廣使用過程中得到的用戶信息反饋，談一談這方麵的問題，以供廣大係統設計人員參考。

DC/DC模塊電源的選擇

選擇使用DC/DC模塊電源除了最基本的電壓轉換功能外，還有以下幾個(ge) 方麵需要考慮：

1. 額定功率

一般建議實際使用功率是模塊電源額定功率的30～80%為(wei) 宜(具體(ti) 比例大小還與(yu) 其他因素有關(guan) ，後麵將會(hui) 提到。)，這個(ge) 功率範圍內(nei) 模塊電源各方麵性能發揮都比較充分而且穩定可靠。負載太輕造成資源浪費，太重則對溫升、可靠性等不利。所有模塊電源均有一定的過載能力，例如鼎立信公司產(chan) 品可達 120～150%，但是仍不建議長時間工作在過載條件下，畢竟這是一種短時應急之計。

2.封裝形式

模塊電源的封裝形式多種多樣，符合國際標準的也有，非標準的也有，就同一公司產(chan) 品而言，相同功率產(chan) 品有不同封裝，相同封裝有不同功率，那麽(me) 怎麽(me) 選擇封裝形式呢?主要有三個(ge) 方麵：① 一定功率條件下體(ti) 積要盡量小，這樣才能給係統其他部分更多空間更多功能;② 盡量選擇符合國際標準封裝的產(chan) 品，因為(wei) 兼容性較好，不局限於(yu) 一兩(liang) 個(ge) 供貨廠家;③ 應具有可擴展性，便於(yu) 係統擴容和升級。選擇一種封裝，係統由於(yu) 功能升級對電源功率的要求提高,電源模塊封裝依然不變,係統線路板設計可以不必改動,從(cong) 而大大簡化了產(chan) 品升級更新換代，節約時間。以鼎立信公司大功率模塊電源產(chan) 品為(wei) 例：全部符合國際標準，為(wei) 業(ye) 界廣泛采用的半磚、全磚封裝，與(yu) VICOR、 LAMBDA等著名品牌完全兼容，並且半磚產(chan) 品功率範圍覆蓋50～200W，全磚產(chan) 品覆蓋100～300W。

3.溫度範圍與(yu) 降額使用

一般廠家的模塊電源都有幾個(ge) 溫度範圍產(chan) 品可供選用：商品級、工業(ye) 級、軍(jun) 用級等，在選擇模塊電源時一定要考慮實際需要的工作溫度範圍，因為(wei) 溫度等級不同材料和製造工藝不同價(jia) 格就相差很大，選擇不當還會(hui) 影響使用，因此不得不慎重考慮。可以有兩(liang) 種選擇方法：一是根據使用功率和封裝形式選擇，如果在體(ti) 積(封裝形式)一定的條件下實際使用功率已經接近額定功率，那麽(me) 模塊標稱的溫度範圍就必須嚴(yan) 格滿足實際需要甚至略有裕量。二是根據溫度範圍來選，如果由於(yu) 成本考慮選擇了較小溫度範圍的產(chan) 品，但有時也有溫度逼近極限的情況，怎麽(me) 辦呢?降額使用。即選擇功率或封裝更大一些的產(chan) 品，這樣“大馬拉小車”，溫升要低一些，能夠從(cong) 一定程度上緩解這一矛盾。降額比例隨功率等級不同而不同，一般50W以上為(wei) 3～10W/℃。總之要麽(me) 選擇寬溫度範圍的產(chan) 品，功率利用更充分，封裝也更小一些，但價(jia) 格較高;要麽(me) 選擇一般溫度範圍產(chan) 品，價(jia) 格低一些，功率裕量和封裝形式就得大一些。應折衷考慮。 

4.工作頻率

一般而言工作頻率越高，輸出紋波噪聲就更小，電源動態響應也更好，但是對元器件特別是磁性材料的要求也越高，成本會(hui) 有增加，所以國內(nei) 模塊電源產(chan) 品開關(guan) 頻率多為(wei) 在300kHz以下，甚至有的隻有100kHz左右，這樣就難以滿足負載變條件下動態響應的要求，因此高要求場合應用要考慮采用高開關(guan) 頻率的產(chan) 品。另外一方麵當模塊電源開關(guan) 頻率接近信號工作頻率時容易引起差拍振蕩，選用時也要考慮到這一點。鼎立信模塊電源開關(guan) 頻率最高可達500kHz，具有優(you) 良的輸出特性。

5.隔離電壓

一般場合使用對模塊電源隔離電壓要求不是很高，但是更高的隔離電壓可以保證模塊電源具有更小的漏電流，更高的安全性和可靠性，並且EMC特性也更好一些，因此目前業(ye) 界普遍的隔離電壓水平為(wei) 1500VDC以上。

6.故障保護功能

有關(guan) 統計數據表明，模塊電源在預期有效時間內(nei) 失效的主要原因是外部故障條件下損壞。而正常使用失效的機率是很低的。因此延長模塊電源壽命、提高係統可靠性的重要一環是選擇保護功能完善的產(chan) 品，即在模塊電源外部電路出現故障時模塊電源能夠自動進入保護狀態而不至於(yu) 永久失效，外部故障消失後應能自動恢複正常。模塊電源的保護功能應至少包括輸入過壓、欠壓、軟啟動保護;輸出過壓、過流、短路保護，大功率產(chan) 品還應有過溫保護等。

其中Pin、Pout、P耗分別為(wei) 模塊電源輸入、輸出功率和自身功率損耗。由此可以看出，輸出功率一定條件下，模塊損耗P耗越小，則效率越高，溫升就低，壽命更長。除了滿載正常損耗外，還有兩(liang) 個(ge) 損耗值得注意：空載損耗和短路損耗(輸出短路時模塊電源損耗)，因為(wei) 這兩(liang) 個(ge) 損耗越小，表明模塊效率越高，特別是短路未能及時采取措施的情況下，可能持續較長時間，短路損耗越小則因此失效的機率也大大減小。當然損耗越小也更符合節能的要求。

模塊電源應用注意事項

1、極輕載使用

一般模塊電源有最小負載限製，各廠家有所不同，普遍為(wei) 10%左右，因為(wei) 負載太輕時儲(chu) 能元件續流困難會(hui) 發生電流不連續，從(cong) 而導致輸出電壓不穩定，這是由電源本身的工作原理決(jue) 定的。但是如果用戶的確有輕載甚至空載使用的情況怎麽(me) 辦呢，最方便有效的方法是加一定的假負載，約為(wei) 輸出功率的2%左右，可以由模塊廠商出廠前預置，也可以由用戶在模塊外安裝適當電阻作為(wei) 負載。值得注意的是如果選擇前者，模塊效率會(hui) 有所降低。但是有的電路拓撲卻沒有最小負載限製，如鼎立信公司的E係列模塊電源就可以滿足用戶從(cong) 空載到滿載的正常使用。

2、多路輸出功率分配

選擇多路輸出模塊電源時要注意不同路輸出之間的功率分配。以雙路產(chan) 品為(wei) 例，一般有兩(liang) 種類型：一種是雙路平衡負載的，即雙路電流大小一樣;另一種是不平衡負載的，即主、輔路負載電流不相同，主路大，輔路小。對於(yu) 這種產(chan) 品，建議選擇輔路與(yu) 主路功率之比為(wei) 1/5～1/2為(wei) 宜，在此範圍內(nei) 輔路的電壓穩定性才有保證(可在5%以內(nei) )，否則輔路電壓就會(hui) 偏高或偏低。另一方麵如果雙路負載本來就不相同也盡量不要選用平衡負載型模塊電源，因為(wei) 此種電源專(zhuan) 門針對對稱負載設計，若負載不平衡輔路電壓精度不高。#p#分頁標題#e#

3、設法降低模塊電源的溫升

模塊內(nei) 部器件的工作溫度的高低直接影響模塊電源的壽命，器件溫度越低模塊壽命越長。在一定的工作條件下，模塊電源的損耗是一定的，但是可以通過改善模塊電源的散熱條件來降低其溫升，從(cong) 而大大延長其使用壽命。比如：50W以上的模塊電源必須安裝散熱器，散熱器的表麵積越大越有利於(yu) 散熱，且散熱器的安裝方向應盡量有利於(yu) 空氣的自然對流，功率在150W以上除安裝散熱器以外還可以加裝扇強製風冷。此外在環境溫度較高或空氣流通條件較差的地方模塊須降額使用以減小功耗從(cong) 而降低溫升，延長使用壽命。

4、合理安裝減小機械應力

模塊電源的引出方式均為(wei) 金屬針，模塊電源與(yu) 外接線路、金屬針與(yu) 模塊電源內(nei) 路電路均采用焊接方式連接。在一些特殊場合機械振動強度較大，尢其是大功率模塊電源上還要加裝散熱器，這種情況更為(wei) 嚴(yan) 重。雖然模塊電源內(nei) 部一般灌封導熱絕緣橡膠可以對元件起到較好的緩衝(chong) 保護作用，但焊點有可能經受不住強烈振動應力而斷裂，導致模塊電源工作失效，這時必須在焊接的基礎上再采取另外的固定和緩衝(chong) 措施，比如可以用夾具或螺栓(對於(yu) 有螺孔模塊)將模塊與(yu) 機箱、大線路板等相對抗振性能好的部件固定，並且在它們(men) 中間墊一些彈性材料以緩衝(chong) 振動產(chan) 生的應力。

總之，模塊電源和其它元器件一樣隻有精心選擇、合理應用才能使其性能得到最大發揮，可靠性得到充分保障，模塊電源也才會(hui) 被更廣泛地采用!