工程师教你开发电源如何进行DC-DC电源模块选型

7 隔离度

绝大多数的电路都必须实现隔离，即将负载连同负载对本地电源的噪声与电网的其他负载和噪声隔开。只有隔离变换器能够达到这个要求。采用隔离变换器除了实现上述要求之外，还可以实现差分形式的输出，以及双极型输出。此外，将隔离型变换器的输出高压端与负载的电源地相连，就形成了负电源。由于电压参考点不是地，因此负载可以获得更高的电压。在一定时限内(通常是1秒)变换器所能承受的、施加在输入端和输出端之间的最高电压，称为变换器的隔离强度。因此，设计低噪声电源时，应该选择隔离强度高而隔离电容低的DC/DC变换器，以减小泄漏电流。

通常在医疗设备里需要很高的隔离电压，这样的话，漏电流就小，对身体的危害就小。一般场合使用对模块电源隔离电压要求不是很高，但是更高的隔离电压可以保证模块电源具有更小的漏电流，更高的安全性和可靠性，并且EMC特性也更好一些，因此目前业界普遍的隔离电压水平为1500VDC以上。

8 什么是电涌?

电涌被称为瞬态过电，是电路中出现的一种短暂的电流、电压波动，在电路中通常持续约百万分之一秒。220 伏电路系统中持续瞬间(百万分之一秒)的 5,000或10,000伏的电压波动，即为电涌或瞬态过电。

电涌的来源：简单而言，来自两个方面：外部电涌和内部电涌。来自外部的电涌： 最主要的来源是雷电。当云层中有电荷集蓄，云层下的地表集蓄了极性相反的等量电荷时，便发生了雷电放电，云层和地面间的电荷电位高达若干百万伏，发生雷击时，以若干千安计的电流通过雷击放电，经过所有的设备和大地返回云层，从而完成了电的通路。不幸的是，通路常常是取道重要或贵重的设备。外部电涌的另一个来源是电力公司的公用电网开关在电力线上产生的过电压。

来自内部的电涌：88%的电涌产生于建筑物内部的设备，几年前，一平方厘米的计算机芯片有 2,000个晶体管而现在的奔腾机则超过10,000,000个。从而增加了计算机受电涌损坏的概率。

由于计算机的设计和结构决定了它应在特定的电压范围内工作。当电涌超出计算机能承受的水平时，计算机将出现数据乱码，芯片被损坏，部件提前老化，这些症状包括：出乎预料的数据错误，接收/输送数据的失败，丢失文档，工作失常，经常需要维修，原因不明的故障和硬件问题等等。

雷电电涌远远超出了计算机和其它电气设备所能承受的水平，绝大多数情况下，造成计算机和其它电器设备的当即毁坏，或数据的永远丢失。即使是一个20马力的小型感应式发动机的启动或关闭也会产生3,000-5,000伏的电涌，使和它共用同一配电箱的计算机在每一次电涌中都会受到损坏或干扰，这种电涌的次数非常频繁。

9 电涌会损坏那些电气设备?

含有微处理器的电气设备极易受到电涌的损坏，这包括计算机和计算机的辅助设备、程序控制器、PLC、传真机、电话、留言机等;程控交换机、广播电视发送机、微波中继设备;家电行业的产品包括电视、音响、微波炉、录像机、洗衣机、烘干机和电冰箱等。美国的调查数据表明，在保修期内出现问题的电气产品中，有63%是由于电涌造成的。

10 电涌的来源

电涌可来自电气装置外部，也可来自电气装置内部，即来自电气装置内的电器设备。来自外部的电涌 这种电涌由雷电或公用电网开关的投切引起，这两类有害的电源扰动都可扰乱计算机和微机信息处理系统的工作，引起停工或永久性设备损坏。当云层上有电荷储蓄，云层下表面产生极性相反的等量电荷时，将引起雷电放电。其后的情况就象一个大电池组或一个大电容器的放电那样，云层和地面间的电荷电位高达若干百万伏。发生雷击时以若干千安计的电流通过雷击放电，经过所有设备和大地返回云层，从而完成电的通路。不幸的是这个雷电通路常常取道重要或贵重的设备。电涌防护的关键概念是给雷电感应电流提供一个通向大地的短捷有效的通路。来自内部的电涌 来自内部的电涌是经常发生的，诸如来自空调机、空压机、电弧焊机、电泵、电梯、开关电源和其它一些感性负荷的电涌。

11 平均故障间隔时间

很多DPA系统都要求高度的可靠性，这就对平均故障间隔时间(MTTF)提出了要求。在这里要提醒读者，仅凭产品说明书上的数据是不能评价某个产品可靠性的优劣的。造成这个问题的原因是，目前国际上尚未制定出公认的关于MTTF指标的定义和计算标准，各厂商普遍使用的是美国军用标准MIL-HDBK-217F中的“一般情况下的”可靠性预测方法，以及Bellcore标准TR-NWT-000332中的电信设备模型。不过，即便是声称遵照同一标准推算出来的MTTF指标，常常也不一致。在变换器投入使用之前，任何MTTF指标都毫无意义。温度对可靠性有显着的影响，经验公式是：环境温度每升高10℃，器件寿命将缩短一半。

有关统计数据表明，模块电源在预期有效时间内失效的主要原因是外部故障条件下损坏。而正常使用失效的机率是很低的。

12 功耗和效率

根据计算公式 ，其中Pin、Pout、P耗分别为模块电源输入、输出功率和自身功率损耗。由此可以看出，输出功率一定条件下，模块损耗P耗越小，则效率越高，温升就低，寿命更长。当然损耗越小也更符合节能的要求。