DC-DC隔離模塊電源主要應用於分布式電源係統中
，用以對電源係統實現隔離降低噪聲、電壓轉換、穩壓和保護功能。使用DC-DC隔離模塊電源的作用如下：

 

第一，模塊電源采用隔離式設計，可以有效隔離來自一次側設備帶來的共模幹擾對係統的影響
，使負載能夠穩定工作。

 

第二，不同的負載需要不同的供電電壓，例如控製IC需要5V、3.3V、1.8V等
；信號采集用的運放則需要±15V；繼電器則需要12V
、24V；而母線電壓多為24V
，因此需要進行電壓轉換。

 

第三，母線電壓在長距離傳輸過程中會存在線損，故到PCB板級時電壓較低，而負載需要穩定的電壓
，因此需要寬壓輸入，穩壓輸出。

 

第四，電源需要在異常情況下

，保護係統的負載和本身不壞。

 

 

 

電源模塊的設計盡量選用成熟的電源拓撲。例如1W～2W的定壓輸入DC-DC電源模塊選擇Royer電路，而寬壓輸入係列則多選Flyback拓撲
，部分選Forward拓撲。

 

 

高效率意味著更低的功率損失和更低的溫升，可以有效提高可靠性。在實際應用中
，電源都會選擇一定程度的降額設計
，特別是在負載ICdegonghaoyuelaiyuedidejintian，dianyuandabufenshihoudouyoukenengzaiqingzaiqingkuangxiagongzuo。yinci，quanfuzaifanweineigaoxiaolvduiyudianyuanxitongkekaoxinglaishuoshifeichangguanjiandecanshu

，danwangwangbeidianyuanchangshanghulve。dabufenchangshangweilejishushouceshangdecanshuxiyinkehu，wangwangjiangmanzaixiaolvzuodaojiaogao，danzai5%～50%的負載情況下效率較低。

 

以金升陽的15W DC-DC模塊電源VRB2412LD-15WR2為例，VRB2412LD-15WR2在額定電壓24V輸入時輕載10%的效率比主流同行水平高出15%
，如圖1和圖2所示。

圖1：某主流品牌電源效率曲線圖。

圖2：金升陽VRB2412LD-15WR2效率曲線圖。

 

通過效率的提升也可以有效降低產品的外殼溫升
，VRB2412LD-15WR2在實際負載工作時的溫升要低13.8℃。

 

電源模塊應用的地理區域非常寬廣，可能有熱帶的酷暑，也有類似俄羅斯冬天的嚴寒。因此要求DC-DC模塊的工作溫度範圍最低要求為-40℃～85℃，也有做到更好的
，例如金升陽的定壓R2代1W～2W工作溫度可做到-40℃～105℃。如果在汽車BMS、高壓母線監測應用，則需要工作溫度為-40℃～125℃，金升陽的CF0505XT-1WR2工作溫度可做到125℃。

 

極限溫度試驗是最能檢驗電源模塊可靠性的方法
，例如高溫老化、高溫&低溫帶電工作性能測試、高gao低di溫wen循xun環huan衝chong擊ji試shi驗yan和he長chang時shi間jian高gao溫wen高gao濕shi測ce試shi等deng。正zheng規gui的de電dian源yuan開kai發fa都dou會hui經jing過guo以yi上shang測ce試shi。因yin此ci，是shi否fou有you此ci類lei測ce試shi設she備bei也ye成cheng為wei了le判pan斷duan電dian源yuan廠chang商shang是shi否fou為wei山shan寨zhai廠chang商shang的de依yi據ju。

 

 

醫(yi)療(liao)產(chan)品(pin)要(yao)求(qiu)極(ji)低(di)的(de)漏(lou)電(dian)流(liu)，電(dian)力(li)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)需(xu)要(yao)原(yuan)邊(bian)和(he)次(ci)級(ji)之(zhi)間(jian)盡(jin)量(liang)少(shao)寄(ji)生(sheng)電(dian)容(rong)。這(zhe)兩(liang)個(ge)行(xing)業(ye)有(you)一(yi)個(ge)共(gong)性(xing)的(de)需(xu)求(qiu)
，即(ji)要(yao)求(qiu)盡(jin)量(liang)高(gao)的(de)隔(ge)離(li)耐(nai)壓(ya)和(he)盡(jin)量(liang)低(di)的(de)隔(ge)離(li)電(dian)容(rong)，用(yong)以(yi)降(jiang)低(di)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)對(dui)係(xi)統(tong)的(de)影(ying)響(xiang)。如(ru)果(guo)在(zai)醫(yi)療(liao)或(huo)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)領(ling)域(yu)應(ying)用(yong)，1W～2W DC-DC建議選取隔離電容低於10pF的電源模塊，寬壓產品則盡量選取低於150pF的電源模塊。

 

 

EMC性能是電子係統正常、安全工作的保證，目前電子行業對產品的EMC性能都提出了很高的要求，客戶經常抱怨因EMC處理不好導致係統的複位重啟甚至是早期失效，因此優良的EMC特性是電源模塊核心競爭力。

 

 

電(dian)源(yuan)本(ben)身(shen)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)固(gu)然(ran)重(zhong)要(yao)，但(dan)是(shi)實(shi)際(ji)上(shang)，由(you)於(yu)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)工(gong)作(zuo)環(huan)境(jing)的(de)複(fu)雜(za)性(xing)
，再(zai)可(ke)靠(kao)的(de)電(dian)源(yuan)如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)可(ke)靠(kao)的(de)係(xi)統(tong)應(ying)用(yong)設(she)計(ji)
，最(zui)終(zhong)電(dian)源(yuan)還(hai)是(shi)會(hui)失(shi)效(xiao)。下(xia)麵(mian)介(jie)紹(shao)幾(ji)種(zhong)常(chang)見(jian)的(de)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)應(ying)用(yong)設(she)計(ji)的(de)方(fang)法(fa)和(he)注(zhu)意(yi)事(shi)項(xiang)。

 

 

在可靠性要求高的場合，要求電源模塊即使損壞，係統也不能斷電。此時
，可以采取冗餘供電的方式來提升係統的可靠性。圖3為其中一種常見的冗餘設計方案。當一個電源模塊損壞時，另外一個模塊可以繼續供電。

圖3：冗餘供電方案。

 

圖中D1、D2建(jian)議(yi)使(shi)用(yong)低(di)壓(ya)降(jiang)的(de)肖(xiao)特(te)基(ji)二(er)極(ji)管(guan)
，以(yi)避(bi)免(mian)二(er)極(ji)管(guan)的(de)壓(ya)降(jiang)影(ying)響(xiang)後(hou)端(duan)係(xi)統(tong)的(de)工(gong)作(zuo)
，另(ling)外(wai)
，二(er)極(ji)管(guan)的(de)耐(nai)壓(ya)值(zhi)要(yao)高(gao)於(yu)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)會(hui)產(chan)生(sheng)額(e)外(wai)的(de)紋(wen)波(bo)噪(zao)聲(sheng)，需(xu)外(wai)接(jie)電(dian)容(rong)來(lai)減(jian)小(xiao)紋(wen)波(bo)或(huo)是(shi)加(jia)濾(lv)波(bo)電(dian)路(lu)。

 

 

眾所周知
，降額設計可以有效提高電源工作壽命，但是負載過輕使用，電源的性能又無法工作在最佳狀態。例如，金升陽DC-DC模塊電源建議在負載範圍30%～80%內使用，此時各方麵性能表現最佳。

 

電源模塊應用行業非常多，應用的環境要求也不近相同，因為其通用性設計，DCDC模塊電源僅能滿足通用共性需求。因此當客戶的應用環境要求苛刻時
，需要加適當的外圍電路來提升電源的可靠性。

 

以金升陽的20W DC-DC鐵路電源URB24XXLD-20WR2為例
，單獨模塊隻能通過EN50155 1.4倍輸入電壓Vin的1s測試，但因為體積原因沒有辦法通過RIA12的標準，通過添加外圍電路(也可以選擇金升陽EMC輔助器FC-AX3D)，就能通過RIA12要求的3.5Vin/20ms的等測試要求。

 

因而合理的外圍電路設計可以使模塊滿足更高等級的技術規格，使之適應更惡劣的應用環境

，提升電源模塊的可靠性。

 

 

工業級電源模塊的損壞大約有15%是shi因yin為wei散san熱re不bu良liang導dao致zhi的de，電dian源yuan模mo塊kuai是shi朝chao著zhe小xiao型xing化hua和he集ji成cheng化hua方fang向xiang發fa展zhan的de，但dan是shi很hen多duo應ying用yong場chang合he電dian源yuan是shi處chu於yu密mi閉bi的de環huan境jing中zhong連lian續xu工gong作zuo的de

，如ru果guo積ji熱re無wu法fa散san出chu去qu
，電dian源yuan內nei部bu的de器qi件jian可ke能neng因yin為wei超chao過guo熱re應ying力li而er損sun壞huai。通tong常chang的de散san熱re方fang式shi有you自zi然ran風feng冷leng、散熱片散熱和加強製性散熱風扇等。熱設計的幾點經驗分享如下：

 

dianyuanmokuaideduiliutongfeng。duiyuyikaoziranduiliuherefushelaisanrededianyuanmokuai，zhouweihuanjingyidingyaobianyuduiliutongfeng，qiezhouweiwudaqijianzhedang，bianyukongqiliutong。

 

發熱器件的放置。如果係統中擁有多個發熱源例如多個電源模塊，相互之間應盡量遠離
，避免相互之間熱輻射傳遞導致電源模塊過熱。

 

合理的PCB板設計。PCB板提供了一種散熱途徑，在設計時就要多考慮散熱途徑。例如加大主回路的銅皮麵積
，降低PCB板上元器件的密度等

，改善模塊的散熱麵積和散熱通道，例如電源模塊應盡量垂直放置
，可以使熱量盡快向上散發；如果將DC-DC模塊放在PCB的底部，則向上散發的熱量會被PCB阻擋，導致產品積熱無法散發出去。

 

更geng大da封feng裝zhuang尺chi寸cun和he散san熱re麵mian積ji。同tong樣yang功gong率lv的de電dian源yuan
，如ru果guo可ke能neng盡jin量liang選xuan擇ze尺chi寸cun更geng大da的de封feng裝zhuang和he散san熱re麵mian更geng大da的de散san熱re器qi，或huo者zhe使shi用yong導dao熱re膠jiao將jiang電dian源yuan模mo塊kuai外wai殼ke與yu機ji殼ke連lian接jie。這zhe樣yang電dian源yuan模mo塊kuai擁yong有you更geng大da的de散san熱re麵mian積ji
，散san熱re會hui更geng快kuai，內nei部bu的de溫wen度du會hui更geng低di，電dian源yuan的de可ke靠kao性xing自zi然ran也ye就jiu越yue高gao。

 

匹配性設計
、安規設計。電源的輸入走線盡量保持直線
，避免形成環路天線吸引外界輻射幹擾。同時輸入線和輸出線需要按照UL60950的安規要求保持合適的間距
，避免耐壓失效。再者，電源底板下禁止布線

，特別是信號線、電源變壓器的電磁線會對信號形成幹擾。

 

另ling外wai一yi個ge設she計ji師shi需xu注zhu意yi的de是shi，需xu要yao關guan注zhu一yi次ci電dian源yuan和he二er次ci電dian源yuan之zhi間jian，以yi及ji電dian源yuan與yu係xi統tong工gong作zuo頻pin率lv的de倍bei頻pin錯cuo開kai
，避bi開kai相xiang互hu之zhi間jian的de係xi統tong匹pi配pei性xing問wen題ti。