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直流供电的系统前级电源解决方案

--直流供电的系统前级电源解决方案

供稿:广州腾腾信息科技有限公司 2011/5/19 10:56:00

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  • 关键词: 直流供电 系统前级电源
  • 摘要:工业控制场合经常需要非常宽的输入电压,同时,在瞬变电压以及大的温度漂移等因素共同作用下,供电系统经受着严酷的考验。

      工业控制场合经常需要非常宽的输入电压,同时,在瞬变电压以及大的温度漂移等因素共同作用下,供电系统经受着严酷的考验。

经客户实际应用发现,使用传统的非隔离稳压电源供电的系统,常常受到各种干扰,如浪涌、静电等,导致电路不能正常工作或系统不稳定、数据传输的误码率高,甚至出现故障损坏等。
为提高系统的稳定性及可靠性,建议客户在设计工控类产品的前级电源时,尽量选择带隔离的电源模块;在工作环境较好,要求不高的场合,系统前级电源可选择非隔离的电源模块。
(2)方案推荐一:采用带隔离的宽压输入电源模块宽电压输入系列DC-DC模块,转换效率高,高低温度特性好,带容性负载能力强,具有完善的保护功能,可持续短路,国际标准引脚方式,UL94-V0阻燃封装,自然冷却,无需外加散热片,无需外加元件可直接使用,可直接焊在PCB板上。电路结构为闭环反馈系统,内部框图如图 1.1所示。特别适合于DC输入的系统前级供电。
 
 
 
图 1.1 宽电压输入隔离稳压电源模块内部框图
 
设计时,需注意一些细节方面的问题,如图1.2所示,在模块的输入端安装了保险丝、瞬态抑制二极管和防止输入反接的保护二极管,可以有效防止电路反接、输入瞬态过压和模块失效对输入端造成的短路。建议保险丝选用熔断时间小于10ms、额定电流大于2倍模块输入电流的慢速熔断保险丝。
 
图1.2 宽压模块的应用电路图
受模块体积的限制,电源内部的输入、输出电容的容量不可能很大,电源模块会有10~100mV左右的反射纹波电压以及20~100mV左右的输出纹波电压。对输出纹波电压要求较高的客户,建议按照图1.2增加滤波电路。
C1、C2:陶瓷电容,耐压大于最大输入电压,一般按2μF/10W取值;
C3、C4:耐压大于最大输出电压,一般按20μF/10W取值,选取等效串联电阻(ESR)小的电容;
T1:共模扼流圈,电感量500-1000μH,额定电流大于2倍输入电流;
T2:共模扼流圈,电感量5-100μH,额定电流大于2倍输入电流
 
方案推荐二:采用非隔离的宽压输入电源模块
非隔离系列DC-DC转换器,空载功耗极小,输出电压稳定,转换效率高达93%以上,功率密度大,体积较小。国际标准引脚方式,UL94-V0阻燃封装,自然冷却,无需外加散热片,直接焊在PCB板上。

图1.3 宽电压输入非隔离稳压电源模块框图
如果用户不需要隔离措施,可选择宽压输入非隔离输出的电源模块,其内部框图如图1.3所示。使用时,根据实际需要,可在模块的输入端安装保险丝、瞬态保护二极管和防止输入电压反接的保护二极管,可以有效防止电路反接、输入瞬态过压和因模块失效造成输入端的短路。建议保险丝选用熔断时间小于10ms、额定电流大于2倍模块输入电流的慢速保险丝。
受体积的限制,模块内部的输入、输出电容容量不可能很大,模块会有20~200mV左右的反射纹波电压以及20~100mV左右的输出纹波电压。对纹波电压要求高的客户,可依图1.4所示增加共模扼流圈。

 
图1.4 宽电压输入非隔离稳压模块应用电路图
 

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