隔离直流/直流偏压电源中的电源模块

作者: Digi-Key 工程师 Barley Li

电源模块具有广泛的用途,且与用分立器件实现相比具有显著集成度。电源模块具有多种选项,涉及输入电压、输出电压、输出功率、输出数量、隔离额定值和调节选项。

以下是电源模块的简单框图,其中包括一个变压器驱动器。

借助多种可用选项,你可以将电源模块用于大多数隔离偏置转换器应用中。

这样可以大大简化设计过程,因为:

  • 无需指定、设计或选择变压器;
  • 只需加入输入和输出去耦电容即可开始设计;
  • 可以使用其他选项,如同步、输出电压选择、使能和错误信号发送。

不过,你有时也可能会觉得模块缺乏灵活性,特别是在配置输出数量和变压器匝数比方面。与55°C和85°C的额定环境温度相比,125°C的额定环境温度范围内的模块选择较少。同样,具有完全强化隔离额定值的模块数量要少于具有功能性或基本隔离性的模块数量。

如今,一些新的电源模块已具有更高集成度,且对系统性能也有所妥协。来自德州仪器(TI)UCC12050就是个很好的例子。它的开关频率比一般电源模块要高得多。与开关频率较低的替代方案相比,这样可以显著降低高度和重量。内部拓扑控制方案可在没有LDO或外部反馈元件的情况下闭环运行。

UCC12050可为种类繁多的隔离直流/直流偏压电源应用带来许多益处。它采用EMI优化变压器设计和静音控制方案,且初级至次级电容仅为3.5 pF。利用其自身的解决方案可在两层PCB(没有铁氧体磁珠或LDO)上通过CISPR32 B类标准。该器件性能稳定,强化隔离的额定电压为5 kVrms且额定工作电压为1.2 kVrms、工作环境温度为125°C。该系列器件还包括UCC12040,其基本隔离的额定电压为3 kVrms且额定工作电压为800 Vrms。

UCC12050适用于需要500 mW以及5 V输入、3.3 V至5.4 V输出的应用。需要较高输入或输出电压的应用将需要提供前置或后置转换。此外,如果某些设计所需的功率高于UCC12050的降额曲线,则应探讨替代拓扑。

各种拓扑与UCC12050的比较:

英文原文链接:Power Module in Isolated DC/DC Bias Power Supplies