鉅大LARGE | 點擊量:1600次 | 2020年04月17日
隔離式DC-DC電源解決方法
所有電源應用中的信號隔離都通過防止高頻噪聲傳播來保持完整性,從而保護敏感電路免受高壓尖峰的影響。
在這樣的應用中,需要隔離的電源來向不同的電氣組件提供電源。為了確保人身安全,行業(yè)標準要求加強隔離,這是設備正常運行所需隔離水平的兩倍。
除了適當?shù)母綦x之外,市場還朝著分布式電源發(fā)展。除了提供整個系統(tǒng)的中央電源之外,還有更小的電源,甚至還有為內部各種子系統(tǒng)和組件(例如集成電路)提供微電源的微型電源。尺寸,成本和熱管理都是此處要考慮的關鍵設計元素。
德州儀器(TI)的集成變壓器技術提供了一種新型的500mW高效隔離式DC-DC電源解決方案,具有低電磁干擾(EMI)。
德州儀器(TI)高壓電源部副總裁兼總經(jīng)理SteveLambouses說:我們的解決方案需要具有更高水平的功率密度和效率。由于我們將這些電源放置在較小的空間中,并且由于我們擁有比以往更多的并網(wǎng)電源,因此我們無法承受浪費的能源。我們需要提供最高密度和最有效的解決方案。此外,車輛的電氣化,對工廠自動化以及樓宇自動化以及醫(yī)療等其他快速增長領域的需求不斷增加,所有這些都要求更高水平的堅固性和可靠性。
在這些應用中的每一個中,最令人關注的問題是與EMI有關,因為在更狹窄的空間中干擾會進一步放大。常見的EMI來源之一是電源本身。能量質量定義為驅動負載的功率以及負載正常運行的能力。如果沒有能夠降低EMI的適當電源,設備(負載)可能無法正常工作,或者可能會過早損壞。
為了達到EMI要求,工程師通常需要遵循正確的設計準則以減少干擾,同時還需要添加諸如濾波器或扼流圈之類的外部組件來抑制噪聲,同時還要進行準確的測試以優(yōu)化開發(fā)階段的設計。
這是一個非常反復和艱巨的過程。TI的新型集成變壓器技術旨在屏蔽噪聲并提供低EMI隔離電源,最終大大簡化了工程師的設計工作。
與電源模塊相比,新的UCC12050使設計人員的解決方案體積減小了60%,并確保了高隔離度(圖1)。
圖1:UCC12050的典型應用電路
UCC12050的5kVrms增強絕緣層和1.2kVrms的工作電壓可防止工業(yè)運輸,網(wǎng)絡基礎設施和醫(yī)療設備等系統(tǒng)中的高壓尖峰。
在所有這些應用中,UCC12050都是緊湊的隔離式DC/DC電源配套設備,可用于為其他集成電路(例如,數(shù)字隔離器,隔離的電流或電壓傳感器)和通信設備(例如,隔離的收發(fā)器)供電。
UCC12050采用16引腳SOIC封裝,尺寸為10.3毫米x10.3毫米x2.65毫米。新解決方案還消除了通常需要滿足EMI認證的某些外部組件,例如低壓降穩(wěn)壓器和鐵氧體磁珠,從而大大縮短了設計時間。它的高效率和-40degC至125degC的擴展工作溫度范圍可在極端條件下提供更多功率。
TI的集成變壓器技術可實現(xiàn)高密度隔離式DC/DC電源的轉換,同時保持較低的EMI水平。表面貼裝單塊架構為設計人員提供了易于使用的薄型IC,可減少BOM并在較寬的溫度范圍內有效運行。
作為半導體制造商,我們能夠在裸片上集成更多的外部組件,現(xiàn)在,通過將專有的變壓器技術嵌入封裝中,我們還可以消除外部鐵氧體磁珠或扼流圈來減輕EMI的需要,通常這是可以做到的。在當今只有本地變壓器的系統(tǒng)中,Lambouses說。
醫(yī)療應用需要EMI魯棒性和安全隔離。新解決方案提供了一種技術組合,既可以滿足醫(yī)療市場的嚴格要求,又可以滿足T&M市場的要求,在該市場中,效率是測試電表測量的關鍵。
10年前,功率密度并不是一個大問題。我們有大型的大型系統(tǒng)。我們只有一個電源。Lambouses說。如今,這已成為客戶關注的主要問題之一,在測試和測量,醫(yī)療,工廠自動化設備中,所有這些都變得越來越小,并且隨著功率的分布越來越分散,功率密度成為關鍵。同樣,EMI也成為客戶關注的重要問題。他們負擔不起增加成本和芯片外部額外組件的費用。相反,他們要求減輕或減少芯片內部的EMI,而這正是TI專有的變壓器設計所關注的重點,他補充說。