DC-DC電源模塊選型

8 什么是電涌?

電涌被稱為瞬態(tài)過電，是電路中出現(xiàn)的一種短暫的電流、電壓波動，在電路中通常持續(xù)約百萬分之一秒。220 伏電路系統(tǒng)中持續(xù)瞬間(百萬分之一秒)的 5,000或10,000伏的電壓波動，即為電涌或瞬態(tài)過電。

電涌的來源：簡單而言，來自兩個方面：外部電涌和內(nèi)部電涌。來自外部的電涌： 最主要的來源是雷電。當(dāng)云層中有電荷集蓄，云層下的地表集蓄了極性相反的等量電荷時，便發(fā)生了雷電放電，云層和地面間的電荷電位高達(dá)若干百萬伏，發(fā)生雷擊時，以若干千安計的電流通過雷擊放電，經(jīng)過所有的設(shè)備和大地返回云層，從而完成了電的通路。不幸的是，通路常常是取道重要或貴重的設(shè)備。

外部電涌的另一個來源是電力公司的公用電網(wǎng)開關(guān)在電力線上產(chǎn)生的過電壓。

來自內(nèi)部的電涌：88%的電涌產(chǎn)生于建筑物內(nèi)部的設(shè)備，幾年前，一平方厘米的計算機(jī)芯片有 2,000個晶體管而現(xiàn)在的奔騰機(jī)則超過10,000,000個。從而增加了計算機(jī)受電涌損壞的概率。

由于計算機(jī)的設(shè)計和結(jié)構(gòu)決定了它應(yīng)在特定的電壓范圍內(nèi)工作。當(dāng)電涌超出計算機(jī)能承受的水平時，計算機(jī)將出現(xiàn)數(shù)據(jù)亂碼，芯片被損壞，部件提前老化，這些癥狀包括：出乎預(yù)料的數(shù)據(jù)錯誤，接收/輸送數(shù)據(jù)的失敗，丟失文檔，工作失常，經(jīng)常需要維修，原因不明的故障和硬件問題等等。

雷電電涌遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了計算機(jī)和其它電氣設(shè)備所能承受的水平，絕大多數(shù)情況下，造成計算機(jī)和其它電器設(shè)備的當(dāng)即毀壞，或數(shù)據(jù)的永遠(yuǎn)丟失。即使是一個20馬力的小型感應(yīng)式發(fā)動機(jī)的啟動或關(guān)閉也會產(chǎn)生3,000-5,000伏的電涌，使和它共用同一配電箱的計算機(jī)在每一次電涌中都會受到損壞或干擾，這種電涌的次數(shù)非常頻繁。

9 電涌會損壞那些電氣設(shè)備?

含有微處理器的電氣設(shè)備極易受到電涌的損壞，這包括計算機(jī)和計算機(jī)的輔助設(shè)備、程序控制器、PLC、傳真機(jī)、電話、留言機(jī)等;程控交換機(jī)、廣播電視發(fā)送機(jī)、微波中繼設(shè)備;家電行業(yè)的產(chǎn)品包括電視、音響、微波爐、錄像機(jī)、洗衣機(jī)、烘干機(jī)和電冰箱等。美國的調(diào)查數(shù)據(jù)表明，在保修期內(nèi)出現(xiàn)問題的電氣產(chǎn)品中，有63%是由于電涌造成的。

10 電涌的來源

電涌可來自電氣裝置外部，也可來自電氣裝置內(nèi)部，即來自電氣裝置內(nèi)的電器設(shè)備。來自外部的電涌 這種電涌由雷電或公用電網(wǎng)開關(guān)的投切引起，這兩類有害的電源擾動都可擾亂計算機(jī)和微機(jī)信息處理系統(tǒng)的工作，引起停工或永久性設(shè)備損壞。

當(dāng)云層上有電荷儲蓄，云層下表面產(chǎn)生極性相反的等量電荷時，將引起雷電放電。其后的情況就象一個大電池組或一個大電容器的放電那樣，云層和地面間的電荷電位高達(dá)若干百萬伏。發(fā)生雷擊時以若干千安計的電流通過雷擊放電，經(jīng)過所有設(shè)備和大地返回云層，從而完成電的通路。不幸的是這個雷電通路常常取道重要或貴重的設(shè)備。電涌防護(hù)的關(guān)鍵概念是給雷電感應(yīng)電流提供一個通向大地的短捷有效的通路。來自內(nèi)部的電涌 來自內(nèi)部的電涌是經(jīng)常發(fā)生的，諸如來自空調(diào)機(jī)、空壓機(jī)、電弧焊機(jī)、電泵、電梯、開關(guān)電源和其它一些感性負(fù)荷的電涌。

11 平均故障間隔時間

很多DPA系統(tǒng)都要求高度的可靠性，這就對平均故障間隔時間(MTTF)提出了要求。在這里要提醒讀者，僅憑產(chǎn)品說明書上的數(shù)據(jù)是不能評價某個產(chǎn)品可靠性的優(yōu)劣的?！　≡斐蛇@個問題的原因是，目前國際上尚未制定出公認(rèn)的關(guān)于MTTF指標(biāo)的定義和計算標(biāo)準(zhǔn)，各廠商普遍使用的是美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-HDBK-217F中的“一般情況下的”可靠性預(yù)測方法，以及Bellcore標(biāo)準(zhǔn)TR-NWT-000332中的電信設(shè)備模型。不過，即便是聲稱遵照同一標(biāo)準(zhǔn)推算出來的MTTF指標(biāo)，常常也不一致。在變換器投入使用之前，任何MTTF指標(biāo)都毫無意義。溫度對可靠性有顯著的影響，經(jīng)驗公式是：環(huán)境溫度每升高10℃，器件壽命將縮短一半。

有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，模塊電源在預(yù)期有效時間內(nèi)失效的主要原因是外部故障條件下?lián)p壞。而正常使用失效的機(jī)率是很低的。

12 功耗和效率

根據(jù)計算公式 ，其中Pin、Pout、P耗分別為模塊電源輸入、輸出功率和自身功率損耗。由此可以看出，輸出功率一定條件下，模塊損耗P耗越小，則效率越高，溫升就低，壽命更長。當(dāng)然損耗越小也更符合節(jié)能的要求。

軟開關(guān)技術(shù)：為提高變換器的變換效率，各種軟開關(guān)技術(shù)應(yīng)用而生，具有代表性的是無源軟開關(guān)技術(shù)和有源軟開關(guān)技術(shù)，主要包括零電壓開關(guān)/零電流開關(guān)(ZVS/ZCS)諧振、準(zhǔn)諧振、零電壓/零電流脈寬調(diào)制技術(shù)(ZVS/ZCS-PWM)以及零電壓過渡/零電流過渡脈寬調(diào)制(ZVT/ZCT-PWM)技術(shù)等。采用軟開關(guān)技術(shù)可以有效的降低開關(guān)損耗和開關(guān)應(yīng)力，有助于變換器變換效率的提高。