DC/DC变换是将可变的直流电压变换成固定的直流电压,也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种,一是脉宽调制方式Ts不变,改变ton(通用),二是频率调制( (1)Buck电路——降压斩波器,福建大功率电源模块工艺,其输出平均电压U0小于输入电压Ui,极性相同。 (2)Boost电路——升压斩波器,其输出平均电压U0大于输入电压Ui,极性相同。 (3)Buck-Boost电路——降压或升压斩波器,其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui,极性相反,电感传输。 (4)Cuk电路——降压或升压斩波器,其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui,极性相反,电容传输。还有Sepic,福建大功率电源模块工艺、Zeta电路,福建大功率电源模块工艺。 上述为非隔离型DC-DC变换器电路,隔离型DC-DC变换器有正激电路、反激电路、半桥电路、全桥电路、推挽电路。功率流由电源流向负载的称为“整流”,功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。福建大功率电源模块工艺
谐波系列的电磁干扰幅度受Q1和Q2的通断影响。在测量漏源电压VDS的上升时间tr和下降时间tf,或流经Q1和Q2的电流上升率di/dt 时,可以很明显看到这一点。这也表示,我们可以很简单地通过减缓Q1或Q2的通断速度来降低电磁干扰水平。事实正是如此,延长开关时间的确对频率高于 f=1/πtr的谐波有很大影响。不过,此时必须在增加散热和降低损耗间进行折中。尽管如此,对这些参数加以控制仍是一个好方法,它有助于在电磁干扰和热性能间取得平衡。具体可以通过增加一个小阻值电阻(通常小于5Ω)实现,该电阻与Q1和Q2的栅极串联即可控制tr和tf,你也可以给栅极电阻串联一个 “关断二极管”来单独控制过渡时间tr或tf。这其实是一个迭代过程,甚至连经验较丰富的电源设计人员都使用这种方法。我们的之后目标是通过放慢晶体管的通断速度,使电磁干扰降低至可接受的水平,同时保证其温度足够低以确保稳定性。福建大功率电源模块工艺大功率电源模块要考虑散热设计、EMC设计、干扰设计和生产工艺设计等等。
有一点至重要的,新改进的电路产生的问题可能比原先的还要严重。换句话说,尽管延长过渡时间可以减少电磁干扰,但其引起的热效应也随之成为重要的问题。有一种控制电磁干扰的方法是用全集成电源模块代替传统的直流到直流转换器。电源模块是含有全集成功率晶体管和电感的开关稳压器,它和线性稳压器一样可以很轻松地融入系统设计中。模块开关节点的回路面积远小于相似尺寸的稳压器或控制器,电源模块并不是新生事物,它的面世已经有一段时间了,但是,由于一系列问题,模块仍无法有效散热,且一经安装后就无法更改。
从较小的物联网(IoT)家庭自动化传感器到较大的工业机器,每个电路都需要电力。电源设计需要下一番功夫,而且电源电路会占用电路板空间。但在许多应用中,之后用户意识不到更好的电源会带来什么好处。设计工作可以说是完全不受重视。大功率电源模块是一种经过测试的完整电源,兼具低噪声、高效率和紧凑布局等优势,因此在这些情况下,可使用电源模块来省去设计工作。大功率电源模块是置于印刷电路板(PCB)上某个封装内的**元件,其中包含整个开关电源(含电感)。脉宽调制(PWM)控制器、MOSFET驱动器、功率MOSFET、反馈网络和磁性元件都包含在同一个封装内。按电路工作象限又可分为一象限、二象限、三象限、四象限。
一般在不同的使用领域,对大功率电源模块的工作温度范围要求各异:高低温测试是用来确定产品在低温、高温两个极端气候环境条件下的适应性和一致性,检查设计余量是否足够。因为元器件的特性在低温、高温的条件下会发生一定的变化,性能参数具有温度漂移特性。所以往往很多电源模块在常温测试通过,一旦拿到高低温环境测试就发现工作不正常或者性能参数明显下降。同时通过长时间高温老化可以使元器件的缺陷、焊接和装配等生产过程中存在的隐患提前暴露出来。对于大功率电源模块的应力设计,重点关注场效应管(MOS管)、二极管、变压器、功率电感、电解电容、限流电阻等。保证全电压范围内在稳态、瞬态、短路等各种极限条件下都能有足够的降额,以保障产品的可靠性。开关电源在设计中必须具有过流、过热、短路等保护功能。福建大功率电源模块工艺
除功能性考虑以外,工程师必须保证设计的鲁棒性,以符合成本目标要求以及热性能和空间限制。福建大功率电源模块工艺
大功率电源模块降额设计是将元器件进行降额使用,就是使电子元器件的工作应力适当低于其规定的额定值,降额使用的器件可延缓和减小其退化,提高了器件的可靠性,从而也提高了模块的可靠性。电子元器件的故障率对电压应力、电流应力和温度应力比较敏感,所以降额设计主要也是针对这三个方面。电子元器件的降额等级可以参考《国家**用标准——元器件降额准则GJB/Z35-93》,一般可分成三个降额等级: I 级降额是较大的降额,适用于设备故障将会危及安全,导致任务失败和造成严重经济损失的情况。Ⅱ级降额:工作应力减小对元器件可靠性增长有明显效益,适用于设备故障会使工作任务降级,或需支付不合理的维修费用。 Ⅲ级降额:Ⅲ级降额是较小的降额,相对来说元器件成本也较低。适用于设备故障对工作任务的完成只有小的影响,或可迅速、经济地加以修复。福建大功率电源模块工艺
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