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高级设计中的高密度AC/DC电源

钜大LARGE  |  点击量:47次  |  2020年06月18日  

摘要
高级设计中的高密度AC/DC电源,一个新的超小型高密度AC/DC电源系列满足了低端市场上先进电源方案的需要。这些开关电源的特点是高效率、高电流密度。这种电源不仅可节省电路板上的空间,使系统添加能实现其

一个新的超小型高密度AC/DC电源系列满足了低端市场上先进电源方法的要。这些开关电源的特点是高效率、高电流密度。


这种电源不仅可节省电路板上的空间,使系统添加能实现其它功能的电路,同时可靠性更高(因为不要散热扇),热性能和EMI性能也更为优化。它们还具有更大的设计灵活性,更好的产品封装形式以及更利于进行生产。


过去,许多公司生产的产品都差不多,设计者没有什么可选择的,只能选低功率AC/DC电源。这些产品又大又重,平均效率不到70%,封装功率密度不到4瓦/立方英寸,电流密度也不大。一个60W电源的尺寸一般是351.4英寸或者更大一些,而一个100W的电源更是它体积的两倍,所占用的空间足够放得下另一块印制板。


这些老式产品的实际功率输出比标称值低20%左右(假如不加风扇的话)。关于大部分这些电源产品来说,提高电流密度会导致整个输出功率和效率的下降。这种情况,给那些想改善工作性能、突破热性能极限的设计者带来了严峻的挑战。


新设计,新选择


现在,设计者可以选择一种平均效率高于86%、封装密度达到10瓦/立方英寸(是业界平均值的三倍)、电流密度达到业界平均水平4倍的成品式电源。关于这种电源来说,新增电流对效率的影响几乎是微不足道的,而且还不会新增封装的尺寸。


以EOS公司的VLT系列高密度电源为例,这是一个60W、对流冷却、三输出端开架式电源,尺寸仅有241英寸。该电源的功率密度是7.5瓦/立方英寸,重量不到6盎司。(如图所示)


减小了电源的尺寸以后,即使是在一个要求苛刻的应用中,设计者也可获得全功率的冗余。两个采用电流共享的高密度电源,它们所占用的空间只相当于上一代单个电源所占用的空间。


高密度电源能够满足飞速发展的工业对较低输出电压的要求(2.5和3.3V),同时还不以牺牲其效率为代价,获得了更高的电流密度。这些要归功于功率转换电路的优化、元器件的选择、散热条件的处理以及封装设计的优化。这种电源可以满足全球的安全性要求,具有很高的MTBF特性(超过150000小时),而且输入端都是通用的。


外部电源的进步


类似的技术进步同样也出现在单输出端及多输出端的外部或台式电源上,这类电源被广泛地应用于计算机外设、便携式计算机以及通信类产品中,小得可以放进衬衣口袋中的45W电源就是一个很好的例证。


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