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致遠電子:微功率電源的技術瓶頸與解決方案

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-10-23  來源:廣州致遠電子有限公司  作者:廣州致遠電子有限公司  瀏覽次數:295
核心提示:摘要:各位工程師在電源選型中通常會盡可能的要求模塊的效率更高、容性負載更大、啟動能力更強,但在傳統方案中,這些參數是相互制約無法都做到最佳,這是微功率電源行業技術瓶頸。那么存在最優方案嗎?本文為你解答。

摘要:各位工程師在電源選型中通常會盡可能的要求模塊的效率更高、容性負載更大、啟動能力更強,但在傳統方案中,這些參數是相互制約無法都做到最佳,這是微功率電源行業技術瓶頸。那么存在最優方案嗎?本文為你解答。

傳統的微功率電源模塊采用自激推挽拓撲的電路,各項性能之間的相互制約( 1所示:啟動能力與容性負載能力相互加強作用,而與電源轉換效率是相互制約的,啟動能力強則電源轉換效率低),難以均衡、難以采用常規技術突破,導致成本高、性價比低;同時該拓撲結構電路是無異常工況保護功能,在電路出現異常工作狀態時,會導致電源模塊損壞,甚至導致災難性的后果,而且行業內的微功率電源模塊有如下三道難題:

1  各性能相互制約表

難題一:輸出短路保護與輸出特性

市面上支持短路保護的電源主要采用兩種方案,但均存在較大的缺陷:

1)行業內比較常用的方法是利用變壓器繞組分離的技術實現長期輸出短路保護功能,但采用這種方式帶來的后果是大大減低了產品的轉換效率、紋波噪聲較大并且提高了成本;

2)采用自主磁芯專利技術實現可持續短路保護,但為避免短路時,后端重載會導致模塊損壞,因此輸出容性負載能力差。

難題二:啟動能力、容性負載與轉換效率、短路保護功能的相互制約

電源設計中啟動能力、容性負載常常與轉換效率相互制約的,目前存在的難點在于:

1)微功率電源一般采用RC啟動方式,啟動能力和容性負載能力要強,則需要大的啟動電流,導致轉換電路內部的功耗大,輸入與輸出間的轉換效率就低。

2)同時VCC容量大,由于模塊內部單獨依靠芯片,內部電流環將會引起短路保護,從而導致進入保護狀態,因此必須在容性負載和過流(及短路保護)之間找一下平衡點。

難題三:滿載及輕載高效率與空載功耗低

電源模塊的效率也是用戶關心的參數,其中包括滿載與輕載效率:

1)開關電源,損耗大部分來自開關器件(MOSFET和二極管)以及磁芯損耗,負載電阻的消耗是不變的,因此外接負載越小,損耗率越高,輕載效率低;

2)對于定壓電源模塊的空載電流一般要求低于10mA,而業界內因技術局限一般只能做到15-30mA的水平。

在公司提倡“積極傾聽客戶需求、精心構建產品質量”的時代背景,P系列電源模塊的推出是聚焦于解決行業內小功率電源模塊的難題:容性負載能力差、轉換效率低、無短路保護功能、靜態功耗高等等,滿足客戶的極致體驗。

優勢一:自主研發,IC集成化技術,性能一致性、高可靠性

ZY定壓系列是傳統的自激推挽電路設計技術,而P系列采用高度集成化的IC電路方案,可確保產品的性能一致性,減少分立器件本身參數離散性對性能的影響。

優勢二:封裝完全兼容,性能跨越性提升

1)封裝全兼容:為了不影響原有客戶產品的使用,P系列在封裝、引腳完美兼容ZY系列產品;封裝形式多樣,包括SIP封裝、SMD封裝、DIP封裝,讓客戶在系統更新換代、性能升級過程中無需更改原有的PCB

2)轉換效率更高:P系列在效率方面表現優異,實現了滿載85%以上的效率,且輕載高達75%以上效率;

3)更低空載電流:P系列產品的空載功耗,做到5mA以下的空載電流,特別適合于對空載功耗要求極高的應用場合,如便攜式設備等;

4)工作環境溫度更寬:P系列產品高溫特性提升了20℃的工作環境溫度,提升模塊在更惡劣的工作環境適應能力,保障系統的高可靠性;

5)實現持續短路保護:P系列產品有效避免系統前級電源因后級電源的失效而引發的各種響應,有效阻止系統的災難性發生,從而提高了整個系統可靠性;

6)容性負載能力更強:P系列產品的容性負載能力有了質的飛越,如:5V輸出產品的容性負載從220uF直接提升到2400uF,并且可以在CC模式下啟動,解決了行業內可持續短路保護與容性負載能力不可兼得的矛盾,如 1所示的短路保護功能與啟動能力、容性負載相互制約。

圖一

優勢三:為保證電源產品性能建設了行業內一流的測試實驗室

P系列通過完整的EMC測試,靜電抗擾度高達4KV、浪涌抗擾度高達2KV,可應用于絕大部分復雜惡劣的工業現場,為用戶提供穩定、可靠的電源隔離解決方案,如圖二、圖三所示。

圖二

圖三

 
關鍵詞: 致遠電子

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