Product Description
The V048F320T009V?I Chip Voltage Transformation Module excels at speed, density and efficiency to meet the demands of advanced power applications while providing isolation from input to output. It achieves a response time of less than 1 μs and delivers up to 9.4
A in a volume of less than 0.290 in
3with unprecedented efficiency. It may be paralleled to deliver higher power levels at an output voltage settable from 17.3to 36.7Vdc.The VTM V048F320T009’s nominal output voltage is 32Vdc from a 48Vdc input Factorized Bus, Vf, and is
controllable from 17.3to 36.7Vdc at no load, and from 16.4to 35.8Vdc at full load, over a Vf input range of 26to 55Vdc. It can be operated either open- or closed-loop depending on the output regulation needs of the application. Operating open-loop, the output voltage tracks its Vf input voltage with a transformation ratio, K =
2/3, for applications requiring an isolated output voltage with high efficiency. Closing the loop back to an input PRM TM regulator or DC-DC converter enables tight load regulation.
The 32V VTM achieves a power density of 1036W/in 3in a V?I Chip package compatible with standard pick-and-place and surface mount assembly processes. The VTM’s fast dynamic response and low noise eliminate the need for bulk capacitance at the load, substantially increasing system density while improving reliability and decreasing cost.
Parameter Values Unit
Notes +In to -In
-1.0 to 60Vdc +In to -In 100Vdc For 100 ms
PC to -In -0.3 to 7.0Vdc VC to -In -0.3 to 19.0Vdc +Out to -Out -0.5 to 48Vdc Isolation voltage 2,250Vdc Input to output Output current 9.4A Continuous Peak output current 14.1A For 1 ms Output power 337W Continuous Peak output power 505W For 1 ms
Case temperature
225°C During reflow MSL 5Operating junction temperature (1)
-40to 125°C T -Grade -55 to 125°C M-Grade Storage temperature -40 to 125°C T -Grade -65 to 125
°C
M-Grade
VTM TM
Current Multiplier
?48V to 32V V?I Chip TM Converter ?9.4A (14.1A for 1 ms)?High density – 1036W/in 3?Small footprint – 260W/in 2?Low weight – 0.5 oz (15 g)?Pick & Place / SMD or Through hole
?125°C operation (T J )?1 μs transient response ?3.5million hours MTBF ?Typical efficiency 96% ?No output filtering required
V048F320T009?
Note:
(1)The referenced junction is defined as the semiconductor having the highest temperature.
This temperature is monitored by a shutdown comparator.
Part Numbering
Absolute Maximum Ratings
V048F320M009
Parameter Min Typ Max Unit Note
Input voltage range264855Vdc Max Vin = 53 V, operating from -55°C to -40°C Input dV/dt1V/μs
Input overvoltage turn-on55.0Vdc
Input overvoltage turn-off59.2Vdc
Input current 6.8Adc
Input reflected ripple current310mA p-p Using test circuit in Figure 15; See Figure 1
No load power dissipation 3.9 5.2W
Internal input capacitance 1.9μF
Internal input inductance5nH
Input Specs(Conditions are at 48Vin, full load, and 25°C ambient unless otherwise specified)
Parameter Min Typ Max Unit Note
Output voltage 17.336.7Vdc No load 16.435.8Vdc Full load
Rated DC current09.4Adc26- 55V IN
Peak repetitive current14.1A Max pulse width 1ms, max duty cycle 10%, baseline power 50%
Short circuit protection set point9.6Adc Module will shut down
Current share accuracy510%See Parallel Operation on Page 9
Efficiency
Half load95.296.5%See Figure 3
Full load95.096.2%See Figure 3
Internal output inductance 1.1nH
Internal output capacitance12μF Effective value
Output overvoltage setpoint36.7Vdc Module will shut down
Output ripple voltage
No external bypass175335mVp-p See Figures 2 and 5
4.7μF bypass capacitor14mVp-p See Figure 6
Effective switching frequency 2.4 2.8 3.2MHz Fixed, 1.4MHz per phase
Line regulation
K0.66002/3 0.6733V OUT= K?V IN at no load
Load regulation
R OUT7998mΩSee Figure 16
Transient response
Voltage overshoot540mV9.4A load step with 100 μF C IN; See Figures 7 and 8 Response time200ns See Figures 7 and 8
Recovery time1μs See Figures 7 and 8
Output Specs(Conditions are at 48Vin, full load, and 25°C ambient unless otherwise specified)
Figure 1 — Input reflected ripple current at full load and 48Vf.
Figure 4
— Power dissipation vs. output current.
Waveforms
Figure 6 — Output voltage ripple at full load and 48Vf with 4.7μF ceramic POL bypass capacitance and 20 nH distribution inductance.
Figure 5 — Output voltage ripple at full load and 48Vf with no POL bypass capacitance.Figure 2 — Output voltage ripple vs. output current at 48Vf with no POL bypass capacitance.
+In / -In DC Voltage Ports
The VTM input should not exceed the maximum specified. Be aware of this limit in applications where the VTM is being driven above its nominal output voltage. If less than 26Vdc is present at the +In and -In ports, a continuous VC voltage must be applied for the VTM to process power. Otherwise VC voltage need only be applied for 10 ms after the voltage at the +In and -In ports has reached or exceeded 26Vdc. If the input voltage exceeds the overvoltage turn-off, the VTM will shutdown. The VTM does not have internal input reverse polarity protection. Adding a properly sized diode in series with the positive input or a fused reverse-shunt diode will provide reverse polarity protection.
TM – For Factory Use Only
VC – VTM Control
The VC port is multiplexed. It receives the initial V CC voltage from an upstream PRM, synchronizing the output rise of the VTM with the output rise of the PRM. Additionally, the VC port provides feedback to the PRM to compensate for the VTM output resistance. In typical applications using VTMs powered from PRMs, the PRM’s VC port should be connected to the VTM VC port.
In applications where a VTM is being used without a PRM, 14 V must be supplied to the VC port for as long as the input voltage is below 26V and for 10 ms after the input voltage has reached or exceeded 26V. The VTM is not designed for extended operation below 26V. The VC port should only be used to provide V CC voltage to the VTM during startup. PC – Primary Control
The Primary Control (PC) port is a multifunction port for controlling the VTM as follows:
Disable – If PC is left floating, the VTM output is enabled. To
disable the output, the PC port must be pulled lower than 2.4 V,
referenced to -In. Optocouplers, open collector transistors or relays can be used to control the PC port. Once disabled, 14 V must be
re-applied to the VC port to restart the VTM.
Primary Auxiliary Supply – The PC port can source up to 2.4 mA
at 5 Vdc.
+Out / -Out DC Voltage Output Ports
The output and output return are through two sets of contact locations. The respective +Out and –Out groups must be connected in parallel with as low an interconnect resistance as possible. Within the specified input voltage range, the Level 1 DC behavioral model shown in Figure 16 defines the output voltage of the VTM. The current source capability of the VTM is shown in the specification table.
To take full advantage of the VTM, the user should note the low output impedance of the device. The low output impedance provides fast transient response without the need for bulk POL capacitance. Limited-life electrolytic capacitors required with conventional converters can be reduced or even eliminated, saving cost and valuable board real estate.
Figure 9 — VTM pin configuration
J-Lead mechanical outline; Onboard mounting
Figure 10 —VTM
Figure 13 — VTM Through-hole PCB layout information
Figure 14 — Hole location for push pin heat sink relative to V?I Chip
Figure 15 — VTM test circuit
Parallel Operation
In applications requiring higher current or redundancy, VTMs can be operated in parallel without adding control circuitry or signal lines. To maximize current sharing accuracy, it is imperative that the source and load impedance on each VTM in a parallel array be equal. If VTMs are being fed by an upstream PRM, the VC nodes of all VTMs must be connected to the PRM VC.
To achieve matched impedances, dedicated power planes within the PC board should be used for the output and output return paths to the array of paralleled VTMs. This technique is preferable to using traces of varying size and length.
The VTM power train and control architecture allow bi-directional power transfer when the VTM is operating within its specified ranges.Bi-directional power processing improves transient response in the event of an output load dump. The VTM may operate in reverse,
returning output power back to the input source. It does so efficiently.Input Impedance Recommendations
To take full advantage of the VTM’s capabilities, the impedance of the source (input source plus the PC board impedance) must be low over a range from DC to 5 MHz. The input of the VTM (factorized bus) should be locally bypassed with a 8 μF low Q aluminum electrolytic capacitor.Additional input capacitance may be added to improve transient
performance or compensate for high source impedance. The VTM has extremely wide bandwidth so the source response to transients is usually the limiting factor in overall output response of the VTM.Anomalies in the response of the source will appear at the output of the VTM, multiplied by its K factor of 2/3. The DC resistance of the
source should be kept as low as possible to minimize voltage deviations on the input to the VTM. If the VTM is going to be operating close to the high limit of its input range, make sure input voltage deviations will not trigger the input overvoltage turn-off threshold.Input Fuse Recommendations
V?I Chips are not internally fused in order to provide flexibility in configuring power systems. However, input line fusing of V?I Chips must always be incorporated within the power system. A fast acting fuse is required to meet safety agency Conditions of Acceptability. The input line fuse should be placed in series with the +In port. Application Notes
For VTM and V?I Chip application notes on soldering, thermal
management, board layout, and system design click on the link below:https://www.doczj.com/doc/ff18148776.html,/technical_library/application_information/chips/
Figure 16 — This model characterizes the DC operation of the V?I Chip VTM, including the converter transfer function and its losses. The model enables estimates or simulations of output voltage as a function of input voltage and output load, as well as total converter power dissipation or heat generation.
V?I Chip VTM Level 2Transient Behavioral Model for 48V to 32V, 9.4A
In figures below;
K = VTM transformation ratio V f= PRM output (Factorized Bus Voltage)
R O= VTM output resistance V O= VTM output
V L= Desired load voltage
FPA Adaptive Loop
Figure 18 — The PRM controls the factorized bus voltage, V f, in proportion to output current to compensate for the output resistance, Ro, of the VTM. The VTM output voltage is typically within 1% of the desired load voltage (V L) over all line and load conditions.
FPA Non-isolated Remote Loop
Figure 19 — An external error amplifier or Point-of-Load IC (POLIC) senses the load voltage and controls the PRM output – the Factorized Bus – as a function of output current, compensating for the output resistance of the VTM and for distribution resistance.
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5,945,130; 6,403,009; 6,710,257; 6,911,848; 6,930,893; 6,934,166; 6,940,013; 6,969,909; 7,038,917;
7,145,186; 7,166,898; 7,187,263; 7,202,646; D496,906; D505,114; D506,438; D509,472; and for use under 6,975,098 and 6,984,965
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AC-DC4810/05系列高频开关电源模块 技术手册
目录 第一章概述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2 第二章产品性能命名方法。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 第三章主要特点。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 第四章操作规程及一般维护。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 第五章注意事项。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4 第六章主要技术参数。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4
AC-DC4810/05高频开关电源使用说明 一、概述 小型通讯设备广泛采用通讯标准48V/24V 电压等级，一般电流较小，但供电设备 亦要求管理功能完备，方便使用，具有后备供电功能。 AC-DC4810/05系列一体化电源模块及电源柜即是针对此产品设计而成，其中一体化电源内部设有如下部分，交流/直流整流器电源，充电管理电路，放电保护电路，3-5个分路负载管理单元，电池接口，总输出接口，分路负载接口，系统原理图如下： -OUT 5A -OUT1 3A -OUT2 2A -OUT3 1A -OUT4 1A 系统工作原理如下：当有市电工作时，整流器电源利用市电交流220V ，变换成直 流电源输出，一方面向负载提供供电电流，另一方面由充电管理单元向电池提供充电，电池容量可选12AH ，24AH ，38AH ，50AH ，其中充电管理单元设有降压限流充电管理电路，恒压浮充管理电路，保证电池能够快速可靠地完成充电功能。 当市电停电后，系统会由电池通过放电保护单元不间断的向负载连续提供供电，供电时间由选取电池容量及设备此时工作电流决定。 负载用电池容量 12AH 24AH 38AH 设备用电：3A 3小时 6小时 10小时 设备用电：5A 2.4小时 3.6小时 6小时 在电池放电时间较长时，电池继续放电可能导致过放电，故电源内设有电池过放 电保护电路，当发生过放电时，切断电池与输出之间的连线通路，不再向外输出，等待市电来电。 电源直流输出一般采用通讯负电源标示方法，即GND ，-OUT 。并且为方便用户使用，设有一个主输出，4个分路输出。各输出分路并设有负载分配管理单元，当负载大于额定电流2倍以上时，负载分配管理单元会停止向此负载输出其他分路功能正常工作，当负载恢复到正常额定值内时，该分路会继续提供输出。 市电 整流器电源 供电 充电管理单元 电池 放电保护单元 分路负载管理单元 分路负载管理单元 分路负载管理单元 分路负载管理单元
说明书：电源模块的使用方法及技巧 1、电池模块显示电压的调节 对有TRIM或ADJ(可调节)显示引脚的电池模块产品，可通过电阻或电位器对显示电压进行一定范围内的调节，一般调节范围为±10％。 对TRIM显示引脚，将电位器的中心与TRIM相连，在所有＋S、－S管脚的模块电池中，其他两端分别接＋S、－S。没有＋S、－S时，将两端分别接到相应主路的显示正负极(＋S接＋Vin，－S接－Vin)，然后调节电位器即可。电位器的阻值一般选用5～10kΩ比较合适。 对ADJ显示引脚，分为输入边调节与显示边节。显示边调节与TRIM引脚的调节方式一样。输入边调节只能上调显示电压，此时将电位器的其中一端与中心相接，另一端接输入端的地。 2、电池模块输入保护电路 一般电池模块产品都有内置滤波器，能满足一般电池应用的要求。如果需要更高要求的电池系统，应增加输入滤波网络。可采用LC或π型网络，但应注意尽量选择较小的电感和较大的电容。 为了防止输入电池瞬态高压损坏电池模块，建议用户在输入端接瞬态吸收二极管并配合保险丝使用，以确保电池模块在安全的输入电压范围之内。为了降低共模噪声，可增加 Y(Cy)电容，一般选择几nf高频电容。R为保险丝，D1为保护二极管，D2为瞬态吸收二极管(P6KE系列)。 3、遥控开/关电路 电池模块的遥控开关操作，是通过REM端进行的。一般控制方式有两种： (1)REM与－VIN(参考地)相连，遥控关断，要求VREF<0.4V。REM悬空或与＋VIN相连，模块工作，要求VREM>1V。 (2)REM与VIN相连，遥控关断，要求VREM<0.4V。REM与＋VIN相连，模块工作，要求VREM>1V。REM悬空，遥控关断，即所谓“悬空关断”(－R)。如果控制要与输入端隔离，则可使用光电耦合器作为传递控制信号。 4、电池模块的组合 (1)并联扩容。将相同电池模块显示端并联，可使显示能力增强，但并联电池模块的显示电压要调整得比较一致，以保证相对均流，同时避免不必要的振荡。对有较大电流显示的电池模块，还可仔细设计引线电阻，以达到均流效果。用这种方法并联的模块，不宜超过2个。同时，如果其中一块模块显示有故障，整个系统都将不能正常工作。并联扩容连接电路RL为负载。 (2)冗余热备份并联。将相同的电池模块显示端通过二极管后并联可使显示能力增强，以提高电池系统的可靠性。原则上如果配合相应显示报警电路，将电池模块放在可拆卸的母线上，这样，出现故障的模块可及时更换。用这种方法并联的模块，没有量限制。D一般为肖特基二极管。 (3)串联扩容。将相同电池模块显示端串联，可使显示电压倍增，功率也相应增加，而串联显示端须接二极管以进行保护。
7805稳压电源电路图 7805管脚图 7805典型应用电路图:
78XX系列集成稳压器的典型应用电路如下图所示，这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。IC采用集成稳压器7805，C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容，RL为负载电阻。当输出电较大时，7805 应配上散热板。 下图为提高输出电压的应用电路。稳压二极管VD1串接在78XX稳压器2脚与地之间，可使输出电压Uo 得到一定的提高，输出电压Uo为78XX稳压器输出电压与稳压二极管VC1稳压值之和。VD2是输出保护
二极管，一旦输出电压低于VD1稳压值时，VD2导通，将输出电流旁路，保护7800稳压器输出级不被损坏。 下图为输出电压可在一定范围内调节的应用电路。由于R1、RP电阻网络的作用，使得输出电压被提高，提高的幅度取决于RP与R1的比值。调节电位器RP，即可一定范围内调节输出电压。当RP=0时，输出电压Uo等于78XX稳压器输出电压；当RP逐步增大时，Uo也随之逐步提高。 下图为扩大输出电流的应用电路。VT2为外接扩流率管，VT1为推动管，二者为达林顿连接。R1为偏置电阻。该电路最大输出电流取决于VT2的参数。 7905概述
下图为提高输入电压的应用电路。78XX稳压器的最大输入电压为35V（7824为40V），当输入电压高于此值时，可采用下图所示的电路。VT、R1和VD组成一个预稳压电路，使得加在7800稳压器输入端的电压恒定在VD的稳压值上（忽略VT的b-e结压降）。Ui端的最大输入电压仅取决于VT的耐压。 集成稳压器还可以用作恒流源。下图为78XX稳压器构成的恒流源电路，其恒定电流Io等于78XX稳压器输出电压与R1的比值。
图1基于UCD3138的数字电源硬件电路系统框图 本文以TI 公司的针对隔离式DC ／DC 电源专用控制芯片 UCD3138作为研究对象，介绍了其数字控制特点，并以其为控制核心设计了一款36V～72V 直流输入，12V 直流输出，满载30A ，带同步整流的数字控制DC ／DC 全桥变换器，峰值效率可达94％以上。 1UCD3138数字控制器的主要特点 UCD3138是TI 公司最新推出的隔离电源专用的数字控制 芯片，采用了将环路补偿控制与监控通信分离的优化硬件架构，解决了控制系统与通信系统抢用MCU 资源的矛盾。 UCD3138的内核上含有三个独立的数字控制环路外设，也被称为数字电源外设（DPP ），每个DPP 执行一个高速数字控制环路，此环路由一个专用的差分模数转换器（EADC ）、一个基于双极点双零点数字补偿器PID 和具有250ps 脉宽分辨率的DPWM 输出组成。它们相互协作产生PWM 波输出，工作时无需微控制器参与，节省了MCU 的资源。 实时监控、配置外设与通信管理是由31．25MHz 、32位ARM7TDMI－S 精简指令微控制器实现的。它支持整合数字电源设计图形用户界面（GUI ）。用户可利用GUI 开发界面，通过PMBUS 总线，与UCD3138互联，监控电源工作状态，配置外设寄存器，即可调整控制环路的PID 参数，也可调整输出电压，开关 频率等相应的寄存器，故可在降低成本与功耗的同时简化开发。 该控制器还包含12位、267ksps 、14通道的通用ADC ，定时器，中断控制，JTAG 调试和PMBus （电源业界的通讯标准）以及UART 通信端口。 UCD3138有40引脚和64引脚两个版本，功能差异不大， 只是功能外设的数量上有些增减，综合本设计的需求，本文选用 40引脚，6mm *6mm 大小的UCD3138RHA 作为主控芯片。2数字电源系统设计 本文的设计目标为36V～72V 直流输入，12V 直流输出，满载30A ，开关频率200kHz 带同步整流的数字控制DC ／DC 全桥变换器。基于UCD3138的数字电源硬件电路系统框图如图1 所示，可分为功率回路和控制系统两部分。 2．1功率回路设计 主功率回路是全桥PWM DC ／DC 变换器，主要由全桥式 逆变器、高频变压器、输出同步整流器和直流滤波器组成，属于一种直流－交流－直流变换器。综合考虑输入输出电压范围，变压器的匝比选为5:2:2。 （1）输出滤波电感设计 输出滤波电感的取值主要取决于输出电流纹波△I O ，一般取为最大输出电流的20％，故L 的取值应满足： L ≥U in N D （1－2D ）T S △I O 其中，U in 为输入电压，N 为变压器原副边匝比，D 为占空比，T S 为功率管开关周期。最终择优选取L＝2．2。 （2）输出电容设计 输出电容的容值主要影响到输出电压纹波△U O ，纹波大小应低于输出电压的0．5％，故C 应满足：C ≥LI O △I O O 式中，U O 、I O 分别为电源的输出电压、输出电流。同时，为降低输出电压中的低频和高频谐波，输出电容采用4个220μF 钽电容，6个47μF 瓷介电容并联。 （3）主功率管和同步整流管的选择 依据输入、输出电压、电流及开关频率等因素，在预留安全 一款高效率数字模块电源的设计研究 方 超 张 强 谢君甫（中航工业雷华电子技术研究所，江苏无锡214063） Digitally Controlled High Efficiency Modular Power Supply 摘要：数字控制的模块电源具有高效率、高功率密度等诸多优点，是当前电源技术的研究热点。分析了TI 公司最新推出的隔离型电源专用数字控制芯片UCD3138的特点，并以其为控制环路核心，设计了一款带同步整流的数字控制全桥DC ／ DC 变换器。最后搭建模块电源样机，验证了设计的有效性，电源峰值效率可达94％以上。 关键词：UCD3138，DC－DC 变换器，数字控制，同步整流 Abstract :This paper analys the features of highly integrated digital controller UCD3138for isolated power launched by TI recently．A digital controlled full－bridge DC ／DC converter with synchronous rectifier based on UCD3138is designed．The real prototype is fabricated,and the experimental results verified the rationality of design method．High efficiency up to 94％can be obtained． Keywords :UCD3138,DC－DC converter,digital control,synchronous rectification 一款高效率数字模块电源的设计研究 148
Power Logics Co., Ltd. High PF/AC Direct LED Driver LID-PC-R101B Features ? Wide input range : maximum AC 300V ? LED protection by constant current driving and power compensation ? Drive max. 40W @ 220V, max. 30W @ 110V in 25mm x 30mm x 1.6mm metal PCB condition ? Adjustable efficiency and power factor by LED array and group configuration ? Tap switching structure to implement high power factor ? 83% typical efficiency, minimum power factor 0.95 using 1tap ? No EMI issue ? Small package MLF 20pin, 7mm x 7mm ? Implementation of light and slim lighting fixture by minimizing necessary components Applications. ? Various kind of LED lighting ? Small size LED lighting – Down light, Bulb, etc General Description PC-R101B includes circuits which provide load with constant current and adjust LED power so as to be less sensitive to change of input voltage and protect LED from overloads. Also it helps to achieve high power factor by internal switching circuits and LED group separation scheme. Consequently, PC-R101B is a LED driver guarantees effective use of LEDs which are sensitive to the change of voltage and current. LED drivers generally used such as SMPS or AC/DC converter include switching component and inductors, capacitors of large capacity. These cause complex circuit and problems of noise and life of lighting apparatus. On the contrary, this driver is designed as AC direct concept without complicated circuit and huge inductors, capacitors. Therefore it helps to prolong the life of lighting apparatus and make it free from difficulties of design and debugging. Especially, using properly designed tap structure supported by this driver, it ensures over 0.99 power factor. Total three LED groups are able to be set up connecting with two tap point (TP1, TP2) and power factor will be improved by applying this tap structure interlocked with LED groups. In addition, it
实用标准文档 TH220X03Z-220AC消防电源模块 技 术 说 明 书 XXXXXXXX公司 拟制：审核：批准：
目录 第一章概述-------------------------------------------------- 2 一、前言-------------------------------------------------- 2 二、模块主要特点-------------------------------------------- 2 三、模块保护功能-------------------------------------------- 2 四、技术指标-------------------------------------------- 4 五、型号命名-------------------------------------------- 4 第二章模块构成---------------------------------------------- 5 一、模块工作原理-------------------------------------------- 5 二、模块外形尺寸及固定孔尺寸---------------------------- 5 三、接线说明------------------------------------------------ 7 四、立式卧式效果图------------------------------------------ 7 第三章使用环境---------------------------------------------- 8
电源模块设计分析 电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器(参看图1)，其特点是可为专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器(DSP)、微处理器、存储器、现场可编程门阵列(FP GA) 及其他数字或模拟负载提供供电。一般来说，这类模块称为负载点(POL) 电源供应系统或使用点电源供应系统(PUPS)。由于模块式结构的优点甚多，因此高性能电信、网络联系及数据通信等系统都广泛采用各种模块。虽然采用模块有很多优点，但工程师设计电源模块以至大部分板上直流/直流转换器时，往往忽略可靠性及测量方面的问题。本文将深入探讨这些问题，并分别提出相关的解决方案。 图1，电源供应器 采用电源模块的优点 目前不同的供应商在市场上推出多种不同的电源模块，而不同产品的输入电压、输出功率、功能及拓扑结构等都各不相同。采用电源模块可以节省开发时间，使产品可以更快推出市场，因此电源模块比集成式的解决方案优胜。电源模块还有以下多个优点： ● 每一模块可以分别加以严格测试，以确保其高度可靠，其中包括通电测试，以便剔除不合规格的产品。相较之下，集成式的解决方案便较难测试，因为整个供电系统与电路上的其他功能系统紧密联系一起。 ● 不同的供应商可以按照现有的技术标准设计同一大小的模块，为设计电源供应器的工程师提供多种不同的选择。 ● 每一模块的设计及测试都按照标准性能的规定进行，有助减少采用新技术所承受的风险。 ● 若采用集成式的解决方案，一旦电源供应系统出现问题，便需要将整块主机板更换；若采用模块式的设计，只要将问题模块更换便可，这样有助节省成本及开发时间。
容易被忽略的电源模块设计问题 虽然采用模块式的设计有以上的多个优点，但模块式设计以至板上直流/直流转换器设计也有本身的问题，很多人对这些问题认识不足，或不给予足够的重视。以下是其中的部分问题： ● 输出噪音的测量； ● 磁力系统的设计； ● 同步降压转换器的击穿现象； ● 印刷电路板的可靠性。 这些问题会将在下文中一一加以讨论，同时还会介绍多种可解决这些问题的简单技术。 输出噪音的测量技术 所有采用开关模式的电源供应器都会输出噪音。开关频率越高，便越需要采用正确的测量技术，以确保所量度的数据准确可靠。量度输出噪音及其他重要数据时，可以采用图2 所示的Tektronix 探针探头(一般称为冷喷嘴探头)，以确保测量数字准确可靠，而且符合预测。这种测量技术也确保接地环路可减至最小。 图2，测量输出噪音数字 进行测量时我们也要将测量仪表可能会出现传播延迟这个因素计算在内。大部分电流探头的传播延迟都大于电压探头。因此必须同时显示电压及电流波形的测量便无法确保测量数字的准确度，除非利用人手将不同的延迟加以均衡。 电流探头也会将电感输入电路之内。典型的电流探头会输入600nH 的电感。对于高频的电路设计来说，由于电路可承受的电感不能超过1mH，因此，经由探头输入的电感会影响di/dt 电流测量的准确性，甚至令测量数字出现很大的误差。若电感器已饱和，则可采用
目录 1、概述 (2) 2、性能指标 (3) 3、功能说明 (4) 4、系统运行前的准备 (5) 5、注意事项 (6) 6、EDI电源图纸……………………………………………………7--9
一、概述 EDI-05型电源为配套水处理EDI系统专用直流电源，其工作原理是通过控制可控硅的相位角来实现把交流电变成直流电。无论是单模块系统或多组模块系统，该电源配套使用为一个EDI模块配一组独立电源系统的一对一工作方式，确保每个EDI模块具有独立的电源供给系统。该电源的交流供电系统可以配装交流控制部分，以实现与EDI前端设备的程序控制；保证EDI在水处理系统正常情况下才能实现交流供电。不致因断水、压力过高、进水水质差等情况下供电，这种情况下切断EDI 电源的交流电源。同时，该电源本身配置了断水保护电路，在典型安装中，保护电路中连接一个或多个水流继电器，当没有水时，系统或模块全部或个别缺水时，防止电源送电。这个操作没有切断交流电源。该电源的不同输出电压、电流等级为配套各种型号EDI模块提供选择。
二、性能指标 输入交流电源：单相或三相电源（50HZ） 输出直流电源：200V、300V、400V、600V 输出直流电流：2.5A、4A、6A、10A 线制：N+1 工作方式：恒流/恒压工作模式 辅助设备：交流供电控制方式 （可选择流量开关、压力开关，电导率开关量信号等方式），该部分为选配部分，未包含在电源装置中。 输出接点：外接状态开关（最大只能承受24V电压） 输入接点：连接流量计开关（双稳态开关） 环境温度：0-50℃ 环境湿度：≤90%（无冷凝） 外形尺寸：单通道电源：700mm（高）*500mm（宽）*250mm（厚）双通道电源：1000mm（高）*600mm（宽）*500mm（厚）重量：单通道：70kg 冷却方式：空气对流冷却
48V/50A开关电源整流模块主电路设计 高频开关电源系统具有体积小，重量轻，高效节能，输出纹波小，输出杂音电压小和动态响应性能好等很多优点，现已开始逐步地取代整流式电源而成为现代通讯设备的新型基础电源系统。随着电子技术，电力电子技术，自动控制技术和计算机控制技术的发展，高频开关电源系统的性能也越来越好。通信用开关电源系统作为开关式稳压电源的一种形式，它的设计内容和设计方法都具有自己的特殊性。 要设计一套通信用开关电源系统，首先要明白对它的全面要求，然后再设计系统的各个部分。高频开关电源主回路和控制回路所用的电路形式，元器件，控制方式都发展很快。它们的设计具有特殊的内容和方法。 1设计要求和具体电路设计 通信基础开关电源系统的关键部分是开关电源整流模块。整流模块的规格很多，结合在工 作中遇到的实际情况，提出该模块设计的硬指标如下： 1) 电网允许的电压波动范围 单相交流输入，有效值波动范围：220 V±20%，即176～264 V；频率：45～65 Hz。 2) 直流输出电压，电流 输出电压：标称－48V，调节范围：浮充，43～56?5V；均充，45～58V。 输出电流：额定值：50A。 3) 保护和告警性能 ①当输入电压低到170 VAC或高到270 VAC，或散热器温度高到75 ℃时，自动关机。 ②当模块直流输出电压高到60 V，或输出电流高到58～60 A时，自动关机。 ③当输出电流高到53～55 A时，自动限流，负载继续加大时，调低输出电压。
4) 效率和功率因数 模块的效率不低于88％，功率因数不低于0.99。 5) 其他指标 模块的其他性能指标都要满足“YD/T731”和“入网检验实施细则”等行业标准。 由于模块的输出功率不大，可采用如下的基本方案来设计主电路： 1) 单相交流输入，采用高频有源功率因数校正技术，以提高功率因数； 2) 采用双正激变换电路拓扑形式，工作可靠性高； 3) 主开关管采用 V MOSFET，逆变开关频率取为50 kHz； 4) 采用复合隔离的逆变压器，一只变压器双端工作； 5) 采用倍流整流电路，便于绕制变压器。 依照上述方案，即可设计出主电路的基本形式如图1。 图1 48V/50A整流模块DC/DC主电路基本形式 以下即可按照模块设计的要求来确定主电路中各元器件的基本参数。 1) 输出整流管的选择 输出整流二极管的工作波形如图2所示。
TH250D10/20ZZ电力实验电源 技 术 说 明 书 石家庄通合电子有限公司 目录 第一章概述-------------------------------------------------------------------------- 2 一、前言-------------------------------------------------------------------------- 2 二、系统性能特点----------------------------------------------------------------- 2 三、模块主要特点----------------------------------------------------------------- 2 四、模块主要功能----------------------------------------------------------------- 3 五、型号命名--------------------------------------------------------------------- 4 六、技术指标--------------------------------------------------------------------- 5 第二章使用环境--------------------------------------------------------------------7 第三章模块构成----------------------------------------------------------------------- 7
电源模块EMC设计 想必大家对电源模块一点都不陌生，而EMC性能作为电源模块的重要指标，在选型时，你知道如何深入的了解各类电源模块的EMC性能吗？在应用时，又该怎样提升模块的EMC 防护能力？本文将为您解答。 众所周知，EMC是指电磁兼容测试，指设备所产生的电磁能量既不对其它设备产生干扰，也不受其他设备的电磁能量干扰的能力。隔离电源模块的EMC测试包含EMI（电磁干扰）测试和EMS（电磁抗扰度）测试两项，那么如何保证电源模块的EMC性能呢？本文将为大家揭晓。 1、EMC简介 EMI电磁干扰指被测设备对周围设备产生干扰的能力，主要包括传导骚扰CE、辐射骚扰RE。电源模块的EMS电磁抗扰度指由于在正常运行时，设备或系统能承受相应标准规定范围内的电磁能量干扰，根据国标根据国标GB/T 16821-2007 《通信用电源设备通用试验方法》中规定电源模块测试主要包括群脉冲抗扰度（EFT）、浪涌抗扰度（SURGE）、静电放电抗扰、辐射抗扰度等项目。 EMC的产生必须具备的三要素，干扰源、传输介质以及敏感设备，如下图1所示。三者缺一个都构不成EMC问题，那么电源模块的设计中仅需针对其中一个方面进行整改即可实现EMC防护，例如从干扰源进行根除、改善传输介质避免干扰传递或将敏感设备远离干扰源等方法。 图1 EMC三要素 2、EMC干扰防护第一式——电路设计 高功率密度、高转换效率的电源模块一般都是开关电源，在开关管开通、关断时，电压和电流都会被斩波，造成较大瞬态变化（di/dt、dv/dt），所以电源模块不论其使用什么样的拓扑结构，只要是开关电源，其都会产生一定程度的EMC干扰如图2所示。
电源模块说明书 摘要：本文对符合工业标准的MRCL-PW30242A电源模块进行深入介绍。 一、概述 MRCL-PW30242A电源模块是爱默尔智能照明TLC3000系列中的总线供电系统，能向总线提供24V/2A的电源，4个RJ45接口可以组成二口网桥。 二、功能特点 1. 向总线提供24V/2A电源 2. 具有二口RS485网桥功能 3. 标准35mm导轨式安装结构
三、型号及其含义 四、主要技术参数 ●输入电源：AC220V±10% 电源频率：50HZ ●整机无负载功耗：0.5 W ●输出电压：DC24V ●输出电流：2A ●环境条件：工作温度：－10℃~＋40℃ 工作湿度：20%~80% 储存温度：－40℃~＋55℃ 储存湿度：10%~95% ●外形尺寸：234mm×88.4mm×70.3mm 模块输出电流为2A 模块输出电压为24V TLC3000系列产品。“POWER”电源模块。爱默尔智能照明系统。
五、外形及安装尺寸（见图1） 六、设备参数设置 1．面板部分（见图2） 地址 功能 ① 1～8按键/指示灯 按键：无效 指示灯作用：指示灯1－当网桥1端口接收到数据时闪烁； 指示灯2－当网桥1端口发送数据时闪烁； 指示灯3－当网桥2端口接收到数据时闪烁； 指示灯4－当网桥2端口发送数据时闪烁； 指示灯5～8－无效； 图 2
②地址按键/指示灯 按键：无效。 指示灯：无效。 ③功能按键/指示灯 按键：无效。 指示灯作用：作为电源指示。 2．侧板部分（见图3） 图 3 前后两侧板设有通风孔和接线孔，标识为接线规定。 ①L、N为本模块继电器专用电源AC220V～240V输入端。 注：电源AC220V～240V必须通过断路器接入。 ②RJ45接口为485总线接线端。 注：同侧的两个RJ45接口不具有网桥作用而只作为直通连接作用，对角的两组RJ45接口具有网桥作用。 七、安装和接线
电源电路单元 前面介绍了电路图中的元器件的作用和符号。一张电路图通常有几十乃至几百个元器件，它们的连线纵横交叉，形式变化多端，初学者往往不知道该从什么地方开始，怎样才能读懂它。其实电子电路本身有很强的规律性，不管多复杂的电路，经过分析可以发现，它是由少数几个单元电路组成的。好象孩子们玩的积木，虽然只有十来种或二三十种块块，可是在孩子们手中却可以搭成几十乃至几百种平面图形或立体模型。同样道理，再复杂的电路，经过分析就可发现，它也是由少数几个单元电路组成的。因此初学者只要先熟悉常用的基本单元电路，再学会分析和分解电路的本领，看懂一般的电路图应该是不难的。 按单元电路的功能可以把它们分成若干类，每一类又有好多种，全部单元电路大概总有几百种。下面我们选最常用的基本单元电路来介绍。让我们从电源电路开始。 一、电源电路的功能和组成 每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。常见的家用电器中多数要用到直流电源。直流电源的最简单的供电方法是用电池。但电池有成本高、体积大、需要不时更换（蓄电池则要经常充电）的缺点，因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。 电子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从 220 伏市电变换成直流电，应该先把220 伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。有的电子设备对电源的质量要求很高，所以有时还需要再增加一个稳压电路。因此整流电源的组成一般有四大部分，见图 1 。其中变压电路其实就是一个铁芯变压器，需要介绍的只是后面三种单元电路。 二、整流电路 整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。 （ 1 ）半波整流 半波整流电路只需一个二极管，见图 2 （ a ）。在交流电正半周时 VD 导通，负半周时 VD 截止，负载 R 上得到的是脉动的直流电
TH280D10ZZ-220AC-HZCT 电力电源模块 技 术 说 明 书 石家庄通合电子科技股份有限公司
TonHe石家庄通合电子科技股份有限公司电力电源技术说明书目录 1、概述----------------------------------------------------------------------------------- 2 2、使用环境---------------------------------------------------------------------------- 2 3、电气参数---------------------------------------------------------------------------- 2 4、保护功能和绝缘特性----------------------------------------------------------- 2 5、电源工作原理--------------------------------------------------------------------- 4 6、操作说明----------------------------------------------------------------------------- 4 7、输入输出端子定义------------------------------------------------------------- 6 8、注意事项-------------------------------------------------------------------------- 6 9、运输、储存----------------------------------------------------------------------- 6
电源模块设计分析 Khanna 作者： Ramesh 美国国家半导体首席应用技术工程师 图1：电源供应 电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器 (参看图1)，其特点是可为特殊应用集成电路（ASIC）、数字信号处理器 (DSP)、微处理器、存储器、现场可编程门阵列 (FPGA) 及其他数字或模拟负载提供供电。一般来说，这类模块称为负载点电源供应系统 (POL) 或使用点电源供应系统 (PUPS)。由于模块式结构的优点甚多，因此高性能电信、网络联系及数据通信等系统都广泛采用各种模块。虽然采用模块有很多优点，但工程师设计电源模块以至大部分板上直流/直流转换器时，往往忽略可靠性及测量方面的问题。下文将会审视这些问题，并分别提出相关的解决方案。 采用电源模块的优点 目前不同的供应商在市场上推出多种不同的电源模块，而不同产品的输入电压、输出功率、功能及拓扑结构等都各不相同。采用电源模块可以节省开发时间，使产品可以更快推出市场，因此电源模块比集成式的解决方案优胜。电源模块还有以下多个优点：
? 每一模块可以分别加以严格测试，以确保其高度可靠，其中包括通电测试，以便剔除不合规格的产品。相较之下，集成式的解决方案便较难测试，因为整个供电系统与电路上的其他功能系统紧密联系一起。 ? 不同的供应商可以按照现有的技术标准设计同一大小的模块，为设计电源供应器的工程师提供多种不同的选择。 ? 每一模块的设计及测试都按照标准性能的规定进行，有助减少采用新技术所承受的风险 ? 若采用集成式的解决方案，一旦电源供应系统出现问题，便需要将整块主机板更换；若采用模块式的设计，只要将问题模块更换便可，这样有助节省成本及开发时间 经常被忽略的电源模块设计问题 虽然采用模块式的设计有以上的多个优点，但模块式设计以至板上直流/直流转换器设计也有本身的问题，很多人对这些问题认识不足，或不给予足够的重视。以下是其中的部分问题： ? 输出噪音的测量 ? 磁力系统的设计 ? 同步降压转换器的击穿现象 ? 印刷电路板的可靠性 这些问题会在下文一一加以讨论，下文还会介绍多种可解决这些问题的简单技术。 输出噪音的测量技术 所有采用开关模式的电源供应器都会输出噪音。开关频率越高，便越需要采用正确的测量技术，以确保所量度的数据准确可靠。量度输出噪音及其他重要数据时，可以采用图 2 所示的 Tektronix 探针探头 (一般称为冷喷嘴探头)，以确保测量数字准确可靠，而且符合预测。这种测量技术也确保接地环路可减至最小。
5v电源电路的设计 本设计是要设计一个+5V直流电源供电，这里没有直接的+5V电压，而直流电源的输入电压为220V的电网电压，在正常情况下，这一电网电压是远远的高于本设计所需的电压值，因而需要先使用变压器，将220V的电网电压降低后，再进行下一阶段的处理[4]。 变压器是这一电源电路起始部分，将220V的电网电压转变为本设计所需的较低的电压，就可以进行下一阶段的整流部分。一般规定v1为变压器的高压侧，v2为变压器的低压侧，v1侧的线圈要比v2侧的线圈要多，这样就可以将220V 的电网电压降低，如图1所示： 图1变压器 单相桥式整流电路，就是将交流电网电压转换为所需电压，整流电路由四只整流二极管组成。下面简单介绍一下单相桥式整流电路的工作原理，为简便起见，这里所选的二极管都是理想的二极管，二极管正向导通时电阻为零，反向导通时电阻无穷大。在v2的正半周，电流从变压器副边线圈的上端流出，经过二极管D1，再由二极管D4流回变压器，所以D1、D4正向导通，D2、D3反向截止，产生一个极性为上正下负的输出电压。在v2的负半周，其极性正好相反，电流从变压器副边线圈的下端流出，经过二极管D2，再由二极管D3流回变压器，所以D1、D4反向截止，D2、D3正向导通。桥式整流电路利用了二极管的单向导电性，利用四个二极管，是它们交替导通，从而负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压[6]。单相桥式整流电路如图2所示：
图2单相桥式整流电路 本设计的滤波电路采用的是电解电容和二极管并联方式滤波，简单的讲就是电容两端电压升高时，电容充电，电压降低时，电容放电，让电压降低时的坡度变得平缓，从而起到滤波的作用。这里选用电解电容是因为电解电容单位体积的电容量非常大，能比其它种类的电容大几十到数百倍，并且其额定的容量可以做到非常大，价格比其它种类相比具有相当大的优势，因为其组成材料都是普通的工业材料，比如铝等等。电解电容并联二极管，有效防止了电压反相。滤波电路如图3所示： 图3滤波电路 三端稳压器MC78M05CT将输出电压稳定在+5V上，三端稳压器如图4所示：
0 引言 特种单片开关电源有两种设计方案：第一种是采用通用单片开关电源集成电路(例如TOPSwitch-Ⅱ、TOPSwitch-FX、 TOPSwitch-GX等系列)，再配上电压控制环、电流控制环等外围电路设计而成的，其特点是输出功率较大，但外围电路复杂;第二种是采用最近问世的 LinkSwitch系列高效率恒压/恒流式三端单片开关电源芯片，或选用LinkSwitch-TN系列、DPA-Switch系列单片开关电源专用 IC，这样可大大简化电路，降低成本，适合构成中、小功率的特种开关电源。 1 2.5W恒压/恒流式充电器模块 下面介绍一种由LNK500构成的2.5W恒压/恒流式充电器模块。它适用于手机电池充电器、个人数字助理(PDA，即Personal Digital Assistant)、便携式音频设备、电动剃须刀、家用电器的内置电源(如彩电的备用电源、偏置电源)等领域。 1.1 性能特点和技术指标 1)采用高效率恒压/恒流式单片开关电源LNK500，交流输入电压范围是85～265V，当交流输入电压为265V时，漏电流<5μA，额定输出电压为5.5V，最大输出电流为0.45A，输出功率为2.5W。 2)低功耗，高效率，空载功耗<0.3W，电源效率的典型值η≈68%。 3)在峰值功率点，允许输出电压有±10%的误差，当初级电感量Lp的误差为±10%时，输出电流有±25%的误差。 4)电路简单，价格低廉，该电源仅需23个元器件，不需要次级反馈电路，用初级电路即可实现恒流/恒压输出，允许采用低价格、小尺寸的EE13型磁芯。 5)具有过热保护、输出短路保护及开环保护功能。 6)符合电磁兼容性国际标准CISPR22B/EN55022B。 1.2 2.5W恒压/恒流式充电器模块的电路设计 由LNK500构成2.5W恒压/恒流式充电器模块的内部电路如图1所示。FR为可自恢复熔断电阻器，它具有限流保护作用并能限制上电时的冲击电流。由VD1～VD4构成桥式整流，由电感L1、L2和电容C1、C2组成低功耗π型滤波器，能滤除电磁干扰。L2可采用3.3μH的磁珠。在LNK500内部功率MOSFET导通时，输出整流管VD6截止，此时电能就储存在高频变压器中。当功率MOSFET关断时，VD6导通，储存在高频变压器中的能量就通过次级电路输出。VD6采用1A/100V的肖特基二极管SB1100，R4和C7并联在VD6两端，能防止VD6在高频开关状态下产生自激振荡。C6为输出端滤波电容。R5为22kΩ的负载电阻。