wangmigooo

建立隔离式电源将产生很多挑战

wangmigooo 在 2014-8-27 建立的討論區

好吧,您决定在设计中增加电流隔离——或者更可能是安全法规要求您这么做。好的一面是,您的系统将会更安全,并且提供隔离后性能可能有所提升,但您面临着一个两难的处境: 若电子元器件位于设计的隔离侧,如何为它们供电? 除非采用电池或某种形式的可再生能源,否则您需要建立一个隔离式电源。

 

如果性能并不是最重要的考虑因素,那么您可以使用一个简单的开环DC-DC转换架构。很容易就能以低成本实现该架构,但通常在负载调整率、线性调整率和温度稳定性方面的性能不会太好。如果这些参数非常重要,那么可以考虑使用闭环架构——当然,该架构需要能跨越隔离栅传输的反馈电压。有三种可能的方法可以考虑,每种方法都有优缺点。

 

分立式闭环DC-DC转换器可采用变压器和光耦合器进行设计,提供副边到原边的反馈。必须考虑光耦合器的电流传输比(CTR)变量与温度和时间的关系,在设计中应留有裕量。您须对不同的类型进行测试,以便符合相关的国际安全法规;这会导致成本增加,并延长产品上市时间。但是,这种方法能够灵活定制电源性能,相比后两种方法更有可能达到较高的输出功率水平。

 

较为简单的解决方案是隔离式DC-DC转换器模块。这些模块可以提供额定性能,而且通常具有相关的安全标准认证。它们一般不需要使用诸如旁路电容等外部元器件,但代价是整体PCB面积较大。

 

第三种方法是采用集成了隔离变压器的IC。与前两种方法相比,isoPower系列隔离式DC-DC转换器具有最小的尺寸,并提供一系列元件级和系统级的认证。它们的最高输出功率为500 mW,效率通常在35%40%范围内。温度范围内的性能完全在数据手册中指定,并且不用担心性能会随时间而降低。

 

1显示了可供选择的某些选项。隔离式DC-DC转换器IC可用于整体尺寸非常重要、要求具有中等功率且可以容忍较低效率的应用。当要求具有较高的功率水平或效率时,可以使用分立式方法或模块。

 

Table 1. Technology Comparison

1. 技术对比

Type

类型

P/N

产品型号

Peak Efficiency

峰值效率

10 mA Efficiency

10 mA功效

Qulescent Current

静态电流

Max Power

最大功率

Load Regulator

负载调整率

Size

尺寸

Cost

成本

Chip-Scale Converter

芯片级转换器

ADuM5010

ADuM5010

30%

27%

  1. 6.8 mA
  2. 6.8 mA

150 mW

150 mW

  1. 1.3%
  2. 7.4×7.4×2
  3. 1.50美元/

Regulated Module

稳压模块

DCR010605

DCR010605

50%

21%

18 mA

18 mA

1 W

1 W

3%

18×10×2.5

  1. 5.95美元/

Unregulated Module

非稳压模块

DCH010505

DCH010505

72%

N/A

N/A

60 mA

60 mA

1 W

1 W

10%

20×8×10

  1. 4.25美元/

結果