电力行业DC-DC电源模块究竟如何选型?

 新闻动态     |      2023-02-19     |    编辑:admin

  电路原理的优劣判断一般只能从专 业角度着手。目前电源模块大致可分为裸板和灌封两种,裸板可以通过直观的方法,如元器件的布局整齐、大方、有序、焊点亮净挺拔。而灌封式模块,就无法查看内部的情况,但是因为不裸露,在安全和性能方面要好很多。焊接工艺可分为手工焊接与波峰焊工艺,机械化生产的波峰焊工艺品质要优于手工焊接。

  电源模块中决定功率、耐温等则是变压器。变压器负责完成交流电-直流电,能量超载就会饱和炸机。

  电解电容是对温度较敏感的元件,且在电路元件中其寿命最短。输出电容的寿命对电源的寿命影响也很大。开关频率会导致电容的寄生电阻发热加大,最后电解液升温、爆浆。陶瓷电容选择不良也会导致成本的价格差和极大缩短电源寿命。

  不管产品物料和生产工艺控制的再好,还需检测老化。因为电子元器件和变压器的来料检测很难管控,只有通过整个批次的电源老化和高温抽检,检测这个批次电源的品质稳定性和物料是否有安全隐患。

  DC-DC模块电源越来越多的应用于通信、工业自动化、电力控制、轨道交通、矿业、军工等行业。模块化的设计,可以有效的简化客户的电路设计,提升系统的可靠性和维护效率。同时由于细分行业特性不同,其要求自然不同。本文主要介绍电力行业对于电源模块的选型。

  DC-DC模块电源越来越多的应用于通信、工业自动化、电力控制、轨道交通、矿业、军工等行业。模块化的设计,可以有效的简化客户的电路设计,提升系统的可靠性和维护效率。同时由于细分行业特性不同,其要求自然不同。本文主要介绍电力行业对于电源模块的选型。

  电力行业由于电网的复杂性,其对于DC-DC电源的需求也呈现多样性,下面俞霖科技小编简要介绍几个选型要点:

  电力行业某些监控设备只有在异常时动作,并需要较大功率,其正常工作时长期处于待机状态,例如FTU、抗晃电模块等。此类系统大多采用蓄电池做为备用电源,如果DC-DC模块电源空载功耗过高则会导致蓄电池续航时间不长、过早损坏等问题。例如在某抗晃电模块项目中,当电网出现失压时,电源模块需要在1.5秒内提供约20W功率给继电器供电,但是大部分时间,继电器不动作,系统接近空载。此时,蓄电池的能量都被DC-DC消耗掉,电源空载功耗越大,电池续航时间越短。为了延长电池的续航时间,要求电源的空载功耗不得高0.3W,而市面上20W电源的空载功耗一般在0.5W-1.5W左右。

  如上文所述,电力行业很多设备长时间处于轻载甚至空载状态下,所以实现全负载范围内的高效率对于电源系统可靠性来说意义重大,但这点却往往被大部分电源厂商忽略,很多厂商为了让技术参数更有吸引力,常常将满载效率做到很高,但在5%-50%的轻负载情况下效率较低,这会导致电源模块实际工作温升偏高,导致一系列热设计问题。其实对于电源系统来说,全范围高效率意味着更低的功率损失和温升,可以有效提高系统可靠性,因此在电源选型时需要特别注意其在空载和轻负载条件下对应的效率曲线.高隔离电压、低隔离电容

  一般工控行业DC-DC电源模块的隔离电压只需要1500VDC就可以了,但是电力行业的控制系统一般选择的耐压在3000VDC及以上的电源模块,以确保控制系统不受外界影响。

  如是电力电子产品还需要注意原边和次级之间尽量少寄生电容,即要求选择尽量低隔离电容的电源模块,用以降低共模干扰对系统的影响。一般而言,驱动器供电的1-2W非稳压开环DC-DC建议选取隔离电容低于10pF的,而闭环设计的DC-DC则尽量选取隔离电容低于150pF的。

  EMC性能是电子系统正常、安全工作的保证,目前电子行业对产品的EMC性能都提出了很高的要求,因EMC处理不好导致系统的复位重启甚至是早期失效,因此优良的EMC特性可以提升电力产品的竞争力。

  电力行业产品应用的地理区域非常宽广,有处于热带的海南的酷暑也有东北冬天的严寒,而且大部分产品处于室外环境。因此要求DC-DC模块电源的工作温度范围至少为-40℃~+85℃.

  极限温度试验是能检验电源模块可靠性的方法,例如高温老化、高温&低温带电工作性能测试、高低温循环冲击试验和长时间高温高湿测试等。正规的电源开发都会经过以上测试。做这些可靠性测试可以为选型提供重要参考。

  DC-DC电源模块的选型需要根据电力行业特殊特性来选择,例如整体电力需要更加节能高效,那么就需要高效率和低空载功耗的电源模块产品;产品需要考虑在各种EMC干扰环境下系统工作的稳定性,因此就需要优良EMC性能的电源模块。诸如此类,同时,电源模块只是一种功能集成,更多的需要从系统系统层面考虑系统应用设计提升电源系统的可靠性。

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