| 谁都知道这种情况:可调节电源电压是必需的。有了它,什么事情都能迎刃而解。没有足够的主板空间——这不是问题。输入电源电压不稳定,变化范围很大——那又如何?负荷也不是很稳定——请告诉我一些新消息吧! 但是:如果所有东西都必须装在一个不能通气散热的小箱子里,这个时候该怎么办呢?或者,如果采用电池供电的调节器必须保持低损耗,而您又不能浪费宝贵的电池寿命,这个时候又该怎么办呢?这样看起来,使用现有的标准线性调节器解决方案已变得困难重重。 补救产品就是由 RECOM 提供的新型开关模式转换器系列产品,这些产品将时下流行的 78xx 线性调节器的规范与简单应用和高达 97% 的效率相结合产生微热,从而避免出现所有与散热片和废热传输相关的物理机械问题。 R-78 系列和标准线性调节器一样,输入输出电压差为 1.5V,而输入电压范围很广,达到 34V:输入范围达到 7:1!所有 R-78xx-0.5 系列均提供了高达 500mA 的输出电流,而输出电流高达 1A 的 R-78xx-1.0 类型也在准备之中 现有产品提供的输出电压包括正常值 1.8V、2.5V、3.3V、5V、9V 和标准值 12V。根据特殊要求可在生产中非常方便地设置非标准值。 不过,这些并不是这款新型转换器的唯一优势。另一个引人注目的地方在于它的设计:R-78xx-0.5 可放在一个大小仅 11.5 x 7.5 x 10.2mm 的 SIP3 塑料机壳中,因此接近于 TO220 外壳中的 78 系列线性调节器,只是没有散热片,但与主板上其他元器件之间存在隙距。引脚的情况相同:引脚 1 为输入电压,引脚 2 为公共电压,而引脚 3 为输出电压。 通过第四个引脚对输出电压进行外部调节的功能将在数月后推出,用于输出负电压的 79xx 系列是模拟 79xx 调节器的对等产品,它和在 SMD 设计中实施这两种类型的方法一样也在数月后推出。 RECOM R-78xx-0.5 是一款在持续出现短路情况下保护设备的产品,它引进了热关断保护功能,可以在内部温度超过 160°C 时切断转换器。这种短路保护电路通过短路输出将输入电流一般限制到 25mA,这有助于在出现故障时避免进一步损坏电源电路。全负荷时运行温度的范围为 -40°C 至 +70°C,80% 的最大负荷都有一个降额,范围在 +70°C 至 +85°C 之间。 高达 97% 的卓越功效主要归功于采用 Buck 原理而设计的开关模式。RECOM 致力于 DC/DC 转换器的设计与开发领域已有 30 年之久,正是凭借丰富的经验,它推出了这款非隔离式降压转换器,该产品规范性极高,特别是内部损耗低,只有百分之几。这种开关模式设计可无缝嵌入到最近推出的 RECOM INNOLINE 中,作为效率同样很高的非隔离式负荷点转换器的补充,从而扩展了较低功率和微型设计的适用范围。该设计本身是对分布式电源的完美补充,它与 RECOM POWERLINE 中的隔离式 DC/DC 转换器以及 RECOM INNOLINE 中的 R-5xxx、R-6xxx 和 R-7xxx 系列产品结合之后,可以尽可能地将电源电压降到接近于负荷的承载水平。因此,RECOM 产品可支持整条分布式电源供应链。 对于开关模式设计与线性设计这两种设计,最常见的、无可非议的争论点是输出时产生的噪声以及对输入电源的反射干扰问题。RECOM R-78xx-0.5 系列的操作频率相对较高,大约为 300kHz,这便于内部进行过滤以产生非常低的固有噪声,这在首次 EMC 测试中已经得到了证实。开关模式转换器不需要任何外部元器件,其纹波噪声的典型值为 30 至 50mVpp,使用外部滤波器可进一步降低这些值。RECOM 建议那些需要极低纹波噪声水平的设计者应该嵌入低通滤波器:第一款简单的 LC 低通输出滤波器的角频率大约为操作频率的 10%,它将纹波噪声水平降到 5mVpp 或更低 同样,R-78xx-0.5 固有的反射噪声(这是开关模式设计因开关频率而对其输入造成的干扰)非常低,如果希望进一步降低噪声,则可以外部过滤输入电源。 因此,设计者为嵌入开关模式调节器而做出的让步并不大,因为多数情况下,不使用外部元器件的标准应用是完全可以接受的。 当然,这种开关模式转换器并不会完全替代全世界广泛使用的模拟线性调节器。首先,价格是一个决定性的因素。线性调节器即使数量再少也可以买到,而且只需几十美分,而开关模式解决方案不管什么时候都要比线性调节器贵上好多倍。但需要考虑总成本:建议对模拟线性调节器使用输入与输出电容器,但这些元器件已集成到标准开关调节器设计之中;开关调节器不需要散热片,而线性调节器多数情况下需要一个散热片。这两种调节器都用完了宝贵的主板空间,而且都需要资金和装配时间。 然而,这并不是全部:假设电路要放在狭小而密封的非金属箱子中——那么散热片很快就会失去效用。如果堵塞了空气对流与空气回流,再大的散热片也会变得一无是处。此处所提供的唯一帮助就是从根本上解决这个问题。高效而内部损耗低的调节器几乎不会产生任何热量,因此也不用过多考虑这个问题。开关调节器在这个问题上占了优势,首先因为它产生的废热少之又少。 如果现在来比较电源解决方案的总成本,即开关模式调节器对线性调节器 + 散热片 + 装配件 + 可能的风扇强制制冷以及外部元器件的更多费用,显而易见,成本关系很不平衡。热管或冷冻电路在设计、生产与装配过程中可能存在的问题以及对 sub-15W 电源是否有影响的问题将留给感兴趣的读者,这里不做进一步的讨论。 如果考虑本文中所有上述观点,即使只有某些方面适用,开关电压调节器仍然会成为首选调节器。 |