通过模块化解决**电子中的直流/直流电力挑战(四部分)
前三集详细介绍了**电子**及前端解决方案,而后四部分则深入探讨能源转换的核心。四部分将探讨选择良好直流/直流变换器拓扑结构和工作模式的关键挑战,解决磁电路设计,并解决辅助功能和可靠性问题。然后,本文将概述一个模块化电力架构,基于之前讨论并通过特定COTS模块实现的功能构建。还将讨论PCB布局的考虑因素。
作者:Christian Jonglas,GAIA Converter技术支持经理
文章摘录
设计一个包含分立元件的完整直流/直流转换器无疑是复杂、耗时且风险比较大的方法。
因此,选择这条道路的工程师可能有充分的理由。有时商业现成产品(COTS)中并不提供所需规格。有时,尽管COTS DC/DC转换器的功率密度更高,但其形制不符合客户需求,或者设计者需要COTS解决方案中不具备的独特功能。对于选择独立设计、认为能优于基于COTS的解决方案,或希望掌握零部件采购的工程师来说,谨慎权衡风险与收益比较重要。
多相设计过程本身在拓扑选择、磁学与开关元件选择以及控制环路和保护方面面临重大挑战。
拓扑选择
拓扑选择是一个关键决策,需要高技能的电源设计师。例如,为低功耗隔离直流/直流转换器选择回扫拓扑,利用其低元件数,通过更高的MTBF数值提升可靠性。为了简化设计,工程师可以选择连续导通
模式(CCM)操作。然而,CCM需要更大的变压器,具有适当额定的气隙以防止铁芯饱和,并需要的输出电压控制以限制轻负载电压上升。反过来,不连续
导电模式
(DCM)实现变压器尺寸更小和更稳定的轻负载电压调节——但代价是更高的纹波电流,增加元件应力,降低MTBF。

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