AC/DC與DC/DC在設(shè)計(jì)上有什么異同
你說的AC/DC與DC/DC度是指電源模塊嗎?
DC-DC,其實(shí)內(nèi)部是先把DC直流電源轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟婋娫碅C。通常是一種自激震蕩電路,所以外面需要電感等分立元件。然后在輸出端再通過積分濾波,又回到DC電源。由于產(chǎn)生AC電源,所以可以很輕松的進(jìn)行升壓跟降壓。兩次轉(zhuǎn)換,必然會(huì)產(chǎn)生損耗,這就是大家都在努力研究的如何提高DC-DC效率的問題。
AC/DC開關(guān)電源是開關(guān)電源的其中一類。該類電源也稱一次電源——AC是交流,DC是直流,它自電網(wǎng)取得能量,經(jīng)過高壓整流濾波得到一個(gè)直流高壓,供DC/DC變換器在輸出端獲得一個(gè)或幾個(gè)穩(wěn)定的直流電壓,功率從幾瓦-幾千瓦均有產(chǎn)品,用于不同場合。屬此類產(chǎn)品的規(guī)格型號(hào)繁多,據(jù)用戶需要而定通信電源中的一次電源(AC220輸入,DC48V或24V輸出)也屬此類。
AC/DC與DC/DC還是存在很大的差別,從產(chǎn)品設(shè)計(jì),器件選擇要求,可靠性目標(biāo)實(shí)現(xiàn)等方面來看:AC/DC遠(yuǎn)比DC/DC復(fù)雜,難做,這是多年從事AC/DC電源研發(fā),生產(chǎn)的深切體會(huì)。 首先從輸入端對比來看,AC/DC遠(yuǎn)比DC/D要難做。AC/DC因?yàn)橹苯舆B到公網(wǎng),眾所周知公網(wǎng)狀況是非常復(fù)雜的,有的市電直接為小水電,晚上可高達(dá)350VAC以上;有的接錯(cuò)相線直接電壓就為380VAC,低壓也可以達(dá)到130伏以下。再加上公網(wǎng)連接有許許多多輸入特性不同的設(shè)備,有感性負(fù)載,有容性負(fù)載,電網(wǎng)上有很多尖峰雜訊,和多次諧波成份,雷雨天氣的感應(yīng)雷等等各種因素的綜合影響使得公網(wǎng)更加復(fù)雜。而DC/DC的輸入電壓一般來自整流器或者蓄電池,常用的電壓有12V/24V/48V/60V等4種,整流器就是AC/DC,已經(jīng)經(jīng)過一次隔離。 其次從器件選擇,可靠性目標(biāo)達(dá)成上看,AC/DC設(shè)計(jì)比DC/DC難做。從上面的描述來看,AC/DC直接面臨高壓,輸入端器件的選擇,尤其是功率MOSFET,電壓越高,導(dǎo)通壓降和開關(guān)損耗越大,電源的熱設(shè)計(jì)越難滿足,其它二極管,三極管同樣也存在這樣的問題,高壓難選,低壓好選。同時(shí)AC/DC電源需要符合的安規(guī)等級(jí)遠(yuǎn)比DC/DC高。從電路結(jié)構(gòu)來看AC/DC一般要兩級(jí)變換,而DC/DC只需一級(jí)變換即可,而且DC/DC使用的主功率變換電路相比之下也是比較簡單。
綜合以上各方面的描述,做好AC/DC比做好DC/DC難。 但是多年來,無論是國內(nèi)使用電源的廠家,還是高校和企業(yè)的電源界,普遍存在一種認(rèn)識(shí)上的誤區(qū):DC/DC比AC/DC難做;DC/DC供應(yīng)商可以設(shè)計(jì)AC/DC電源,而AC/DC供應(yīng)商做DC/DC就不行。 深究其中原因,很多人認(rèn)為DC/DC工藝復(fù)雜,功率密度高,大量采用平板磁性器件,設(shè)計(jì)難。PCB一般采用多層板,而且目前高端的DC/DC一般由國外廠家提供。因此多年來逐步形成了一個(gè)定向思維:DC/DC難做;但是經(jīng)過國內(nèi)多年的積累,技術(shù)和硬件的差別和國外逐步縮小,平面磁技術(shù),多層電路板加工配套,貼片器件工藝已經(jīng)非常成熟。 認(rèn)為DC/DC難做的觀點(diǎn)已有過時(shí)之嫌,因?yàn)锳C/DC本身也是DC/DC,其核心部分是高壓DC/DC,有多種拓?fù)洌潆y度遠(yuǎn)大于低壓DC/DC。至于功率密度和工藝,經(jīng)過這些年AC/DC高功率密度電源的飛速發(fā)展,低壓DC/DC和高壓DC/DC已經(jīng)區(qū)別不大。例如核達(dá)中遠(yuǎn)通的平臺(tái)整流模塊48V/30A以及48V/60A已達(dá)到18W/inch3 ,其核心部分功率密度已達(dá)到48W/inch,和業(yè)界1/2Brick, Full Brick相差無幾。若除去高壓絕緣因素外,功率密度已達(dá)1/8Brick。國外C&D公司一款A(yù)C/DC的核心部分就是DC/DC。功率密度的差別越來越小。AC/DC電源由于功率密度的提高,大量的采用貼片元件,多層電路板,甚至全數(shù)字智能電源PFC和PWM芯片,工藝差別越來越小。DC/DC也變得越來越容易!
經(jīng)過國內(nèi)廠家多年的努力,實(shí)際已經(jīng)證明:DC/DC廠家去做AC/DC成功的少,然而AC/DC廠家去做DC/DC成功的多。