中心論題：

• 電源模塊的選型方法。
• DC/DC轉換模塊型號的選擇從哪4個方麵考慮。
• 輸入，輸出電路的設計。
• 二次直流電源可靠性設計的前景分析。

• 把DC/DC轉換模塊密封在金屬外殼內適應極寬的工作溫度範圍。
• 在輸入端加反極性保護電路保證二次電源在輸入線路反接時的安全。
• 平滑電路和EMI濾波電路防止負載的電子設備出現故障。

電源模塊的選型
a 確定模塊的種類
目前，航空和軍用DC/DC轉換模塊的生產廠家很多
，在用DC/DC轉換模塊進行二次直流電源設計時
，首先是根據產品的實際需要確定DC/DC轉換模塊的類型。航空和軍用DC/DC電源模塊可以分為兩大類：

(1)是經篩選的全軍用密封DC/DC電源模塊;

(2)是準軍用DC/DC電源模塊。

經篩選的全軍用密封DC/DC電源模塊，具有很高的技術條件和很寬的溫度範圍。為了獲得較好的一致性，這類模塊在工藝、製造、測試等方麵都有非常嚴格的質量要求。在工藝方麵，這類模塊采用混合電路工藝製作。為了使其能承受非常嚴格的環境條件
，特別是- 55℃～+ 125℃極寬的工作溫度範圍
，把DC/DC轉換模塊密封在金屬外殼內。在生產和測試方麵，每一隻模塊都遵守一些嚴格的要求
，這些要求主要是在美國軍標MIL各個專門的範圍內提出的。比如：裝備(MIL-STD-1772)；加工程序(MIL-STD-38534)；篩選(MIL-STD-883C)。當然
，這類模塊的價格比較昂貴。在一些超過額定工作溫度或極端的機械條件的應用中，經篩選的全軍用密封DC/DC電dian源yuan模mo塊kuai很hen可ke能neng具ju有you較jiao長chang的de壽shou命ming。但dan是shi，裝zhuang在zai印yin刷shua電dian路lu上shang的de高gao可ke靠kao電dian子zi設she備bei，不bu需xu要yao嚴yan格ge遵zun守shou可ke靠kao性xing要yao求qiu時shi，在zai目mu前qian軍jun用yong設she備bei的de價jia格ge壓ya力li下xia，準zhun軍jun用yongDC/DC電源模塊是一種越來越有效的解決方案。準軍用DC/DC電源模塊工作於較窄的溫度範圍(-40～+ 105℃)，根據工藝的要求，不需要采用0沁合電路，也不需要密封封裝。在生產和測試方麵
，質量要求包括與產品鑒定方案一起的設備總的質量認證。準軍用DC/DC電源模塊價格相對比較便宜。

總之，在實際設計二次直流電源時，應根據產品的可靠性要求，特別是使用溫度範圍，參考價格，盡量選用可靠性高的DC/DC電源模塊。

b 選擇模塊型號
DC/DC轉換模塊型號的選擇應從4個方麵考慮
，即額定輸入電壓和輸入電壓範圍；所需的額定輸出電壓

；輸出功率


；印製電路板的尺寸。

確定電源模塊的輸入、輸出電壓後
，計算負載所需的額定功率和啟動電流。從可靠性的角度考慮，如果負載所需的啟動電流不大於正常工作電流的120%，DC/DC轉換模塊實際負載為額定負載的60%～70%比較合適。比如當需要的實際功率為10W時，應選擇額定功率不小於15W的DC/DC轉換模塊。

如果印製電路板的尺寸不受限製，盡量選用單路輸出型模塊。

輸入電路的設計
用DC/DC轉換模塊設計的二次電源典型輸入電路如圖1所示，主要包括輸入保護電路和濾波電路。

a 輸入保護電路
輸入保護電路一般由保險絲和二極管組成。保險絲F1的作用是提供安全保護。一般應串入模塊電源的輸入端。保險絲的規格一般選取1.5～2倍的額定電流

，如果模塊工作在一個相當寬的輸入電壓範圍
，則保險絲應選擇2倍的額定電流。最好選擇自恢複型保險絲。

為了使二次電源在輸入線路反接時不至於損壞，電路設計時應在輸入端加反極性保護電路。一般由二極管組成。當電源反接時，二極管D1導通
，則保險絲F1容斷。在器件選擇上，D1的電流應大於F1的保護電流，否則D1起不到極性保護作用。

當二次電源是為一次使用的軍品供電時(如導彈)，在研製初期可以加保護電路，定型之後最好把保護電路去掉。因為這類產品在實際使用時，保護對它不但無益，反而有害。

b 輸入濾波電路　　
DC/DCzhuanhuanmokuaiyibanxianbazhiliuzhuanhuanweigaopinjiaoliu，zaibagaopinjiaoliuzhuanhuanweiwendingzhiliu，rongyixingchenggezhongzaosheng
，zaishuruduanbiaoxianweichuandaozaoshenghefushezaosheng。shurulvbodianluzhuyaozuoyongshijianxiaoshuruzaoshenghezuzhiercidianyuanxiangshurudianyuanfankuidezaosheng。shurulvboqiyibancaiyongEMI濾波器，主要由共態扼流圈L1、跨接線路電容C1、C4以及線路高通濾波電容C2
、C3組成。

L1用yong於yu濾lv除chu低di頻pin共gong態tai噪zao聲sheng，它ta的de磁ci芯xin一yi般ban采cai用yong高gao頻pin鐵tie氧yang體ti磁ci性xing材cai料liao。由you於yu鐵tie氧yang體ti磁ci性xing材cai料liao沒mei有you渦wo流liu的de影ying響xiang
，高gao頻pin率lv仍reng能neng保bao持chi較jiao高gao的de導dao磁ci率lv
，缺que點dian是shi弱ruo磁ci場chang容rong易yi飽bao和he，但dan是shiL1在zai繞rao製zhi時shi采cai用yong雙shuang線xian並bing繞rao的de方fang式shi，即ji在zai一yi個ge閉bi合he磁ci路lu的de磁ci芯xin上shang繞rao製zhi相xiang同tong電dian感gan量liang的de兩liang個ge繞rao阻zu，電dian源yuan電dian流liu經jing兩liang個ge繞rao阻zu產chan生sheng相xiang反fan磁ci通tong，相xiang互hu抵di消xiao，防fang止zhi磁ci芯xin飽bao和he。對dui於yu共gong態tai噪zao聲sheng。互hu感gan係xi數shu產chan生sheng磁ci通tong相xiang互hu增zeng強qiang
，即ji電dian感gan量liang增zeng強qiang，能neng很hen好hao的de抑yi製zhi共gong態tai噪zao聲sheng。L1的共態扼流圈的電感量一般由所要抑製的噪聲電平的下限頻率(DC/DC轉換模塊的基波頻率)確定，下限頻率越高
，所需要的電感量越小
，粗略對應值見表1。
 

跨接線路電容C1、C4主要用於濾除低頻正態噪聲。C4一般選取0.1～1.0uF的低阻抗無極性瓷片電容。C1除濾波作用外
，當輸入電壓由於某種原因出現瞬間跌落或浪湧時，也為二次電源提供一定時間的維持電壓。C1一般選擇低等效串聯電阻的電解電容。該電容的耐壓應大於1.3倍的最大輸入電壓，最小容量可由以下公式估算：

C(UF)= 400/最小輸入電壓(V)

線路高通濾波電容C2、C3用於濾除高頻共態和正態噪聲，需要采用ESL值較小的高壓兩端子或三端子電容。三端子電容器的濾波效果非常好，原因是電容的高電位端接有輸入、輸出兩根引線，高電位端有剩餘電感，此電感作為T 型低通濾波器的電感，可有效利用它作為濾波元件。C2、C3最好放在緊靠DC/DC轉換模塊的電壓輸入端。

輸出電路

二次電源的輸出高頻噪聲(表現為紋波)可能向空間輻射成為輻射噪聲，過大時造成作為負載的電子設備出現故障。為此，二次直流電源的輸出應包括平滑電路和EMI濾波電路。電路圖如圖2所示。

EMI濾波電路同輸入濾波電路。L3的磁芯一般采用金屬磁粉磁性材料，這種磁性材料導磁率高，固有阻抗低。輸出電容的耐壓一般以大於額定輸出電壓的2倍為宜。C8 的容量與負載的額定功率、要求的輸出紋波大小等有關。最小容量可由以下公式估算：C(UF)= 10×[額定功率(W)×紋波峰2峰值(mv)/輸出電壓

冗餘備份設計
為提高二次電源的可靠性
，在設計、生產過程中要遵守嚴格的工藝。所用元器件嚴格按軍品條件來選用

，經過篩選後，方能裝配和調試
；充分考慮熱設計，對功率器件采取必要的散熱措施；電源整機刷塗三防漆，加強直流電源的防蝕性和防濕性，對直流電源的元器件加強固定措施；直流電源要嚴格進行老化試驗和高
、低溫試驗。

其它可靠性措施
為提高二次電源的可靠性
，在設計、生產過程中要遵守嚴格的工藝。所用元器件嚴格按軍品條件來選用，經過篩選後，方能裝配和調試；充分考慮熱設計
，對功率器件采取必要的散熱措施；電源整機刷塗三防漆，加強直流電源的防蝕性和防濕性，對直流電源的元器件加強固定措施
；直流電源要嚴格進行老化試驗和高
、低溫試驗。

二次直流電源可靠性設計的前景

隨著DC/DC轉換模塊的不斷發展，特別是高頻化
、電路集成化、計算機仿真設計與控製、軟開關
、同步整流、扁平變壓器和嵌入式磁元件等技術


、工藝的發展和引用，DC/DC轉換模塊的體積將變得更小，轉換效率會更高，電子兼容性更好

，可靠性更有保證，這些都勢必會推動二次直流電源可靠性的發展。