增强型DC/DC隔离变压器简介

增强型隔离

本文引用地址： //m.amcfsurvey.com/article/176337.htm

　　鉴于业界标准小功率DC/DC转换器采用DIP24框架，其外径尺寸在32mm x 20mm x 10mm左右，因此几乎所有的DC/DC转换器最多具有功能隔离或者基本型隔离。具有4.6mm以上爬电距离的变压器不可能适合高度仅10mm的框架。

　　然而尽管这种间距要求似乎不可能实现，但是Recom的工程师最终仍然开发出了符合增强型隔离要求的DIP24DC/DC转换器。

　　图3：REC3.5(增强型隔离——右图)与REC3(功能隔离——左图)的比较。

　　请注意较高隔离所需的变压器和光电耦合器尺寸较大，但是总框架尺寸和引脚分布相同。

　　图左边的标准转换器采用带功能隔离的绕线管式变压器。图右边的增强型隔离转换器则采用全新(专利正在审理之中)的变压器结构，这种结构可确保2.4mm的最小电气间隙。图中的黄色塑料薄膜可确保4.6mm的最小爬电距离。

　　此变压器采用带多层绝缘和隔离栅的内置结构来满足要求。

　　图4：增强型隔离变压器结构。

　　以前曾经尝试过开发带增强型隔离的紧凑型变压器，但并未取得成功。原因在于：如果变压器内部的电场和磁场的物理位置没有紧密相连的话，变压器的效率就会降低。如果绕组之间存在较大的气隙，那么电场转化成磁场，磁场再转化成电场的传输比就会大幅降低。但是为了满足增强型隔离的要求，输入和输出绕组之间必须有间隙和物理屏障。因此尽管类似于上图所示的变压器设计能够满足隔离要求，但是由于转换效率太低的缘故，这些设计在实际中一般并未被采用在DC/DC转换器的变压器中。

　　标准的功能隔离DC/DC转换器具有84%左右的典型功率转换效率。这意味着额定功率为3W的转换器在满负荷情况下会耗费3.6W的功率。输入功率与输出功率之间的600mW差值是以散热的形式消耗的内部功率。转换器在工作时发热。在高环境温度下，内部功耗限制了转换器的最高工作温度。如果转换器采用的是低效率变压器(比如75%)，那么内部功耗将增加至1W。这会显著降低最高工作温度。效率为84%的典型DIP24转换器的最高工作温度为+85°C，但是效率为75%的转换器的最高工作温度仅+71°C。由于DC/DC转换器的工业温度范围高达85°C，因此效率仅75%的转换器将会被许多工业用户拒之门外。