微型隔离式直流直流模块怎么来实现更高的功率密度

  一种优化汽车或工业设计的策略是缩小电源单元的尺寸，通过减少物理材料和分立元件的数量，在系统级别节省成本。

  传统的推挽式和反激式转换器等隔离式辅助电源解决方案采用笨重、庞大且易受振动影响的变压器，设计布局也因为这样变得复杂。带有外部变压器的隔离式辅助电源解决方案的设计也会影响性能效率，并会导致较高的辐射电磁干扰 (EMI)。

  得益于变压器设计方面的突破，集成电路设计人员能够将变压器和硅器件完全集成到一个封装中，从而显著缩减隔离式直流/直流电源的高度和尺寸。最终用户无需设计变压器或降低系统性能，就可以获得小型轻量级的隔离式电源模块，实现较高功率密度。

  本文将介绍三个汽车和工业应用的基本功能、隔离式直流/直流电源对这一功能的重要性，以及德州仪器的新型 UCC33420-Q1 电源模块如何助力设计高效的隔离式直流/直流电源。

  电池管理系统 (BMS) 的基本功能是监测电池包电压、电池包电流和电芯电压。为符合安全标准，需要监测高压电池 (>

  60V) 漏电流以及总线和机箱接地之间的隔离电阻。隔离式直流/直流电源应用于 BMS 的高压和隔离诊断子系统中，为数字隔离器和电流传感器提供隔离式电源。

  如图 1 所示，隔离式直流/直流电源输入从安全电源管理集成电路获取 5V 电源，转而向电池断连单元应用高压侧的数字隔离器、电压/电流传感器或模数转换器提供 5V 输出电源。

  在使用单个电压、电流和绝缘电阻监测器的智能电池接线盒中，隔离式直流/直流电源向电池监测器提供 5V 输出电压。与其他推挽式、分立式解决方案相比，集成变压器技术的进步可实现更少的印刷电路板面积，进而优化功率密度、减少系统物料清单 (BOM) 数量并加快产品上市速度。

  汽车电气化趋势方兴未艾，对可负担性和缩短充电时间的需求也随之增加。缩减电动汽车 (EV) 充电电源模块的尺寸能大大的提升效率并降低总体系统成本。

  如图 2 所示，电动汽车充电站包含数据通信接口（例如控制器局域网 RS-485 接口）和用于电压和电流检测的隔离式放大器，它们都需要隔离式直流/直流电源。为缩短充电时间，必须提升功率输出，这往往会增大系统整体尺寸。UCC33420-Q1 尺寸小巧，效率出色，可帮助您设计更高效的隔离式电源系统，同时节省整体布板空间。该器件在支持来自交流输入线路的高电压的同时，还可以将外部元件的数量减少多达 50%。

  如图 3 所示，高性能可编程逻辑控制器 (PLC) 系统在狭窄拥挤的空间内包含了多个模块。这些 PLC 系统使用集中式输入/输出 (I/O) 模块与传感器、螺线管和阀门进行通信。PLC 系统中的隔离式辅助电源必须尺寸小巧、具有非常出色的输出电压调节功能，并能够减少 EMI 和电磁兼容性问题。高功率密度和输出电压精度也是常见要求。

  在变压器设计领域，在相同输出功率级别下，UCC33420-Q1 的功率密度比分立式变压器解决方案高 8.5 倍以上。与分立式变压器解决方案相比，其他创新体现在解决方案尺寸减小 89% 以上、高度减小 75% 以上以及 BOM 数量减少一半。图 4 对 UCC33420-Q1 与推挽式转换器的尺寸进行了比较。

  图 4 UCC33420-Q1 隔离式直流/直流模块与传统推挽式转换器的对比

  UCC33420-Q1 将隔离电源变压器、初级和次级侧电桥和控制逻辑集成到一个封装中，能够很好的满足更小、更轻的汽车和工业应用的需求。

  UCC33420-Q1 设计采用 EMI 优化型变压器，具有 3pF 的初级到次级电容，无需使用 EMI 滤波器即可满足 CISPR 32 标准。该器件还符合 CISPR 25 标准，具有更少的元件和更简单的滤波器设计。

  一、设计特色 1、精确的初级侧恒压/恒流 控制器 (CV/CC)省去了光耦器和所有次级侧CV/CC控制电路，无需电流检测电阻，即可达到最高效率；使用 元件 少、低成本的解决方案。 2、自动重启动保护功能可在输出短路或开环条件下可将输出 功率 降低到95%以下 3、迟滞热关断功能可防止 电源 损坏 4、满足CEC及能源之星2.0效率要求： 5、绿色封装：无卤素和符合RoHS 二、工作原理 图1是使用LinkSwitch-II器件LNK606PG设计的一个通用输入7.6 V, 700 mA恒压／恒流反激式电源的电路图，该电源适用于 LED驱动 器应用。 LNK606PG (U1

  LED驱动器设计 /

  磁性元件的设计是开关电源的重要部分，因为平面变压器在提高开关电源的特性方面有着非常大的优势，因此近年来得到了广泛的应用。对于一个理想的变压器来说，初级线圈所产生的磁通都穿过次级线圈，即没有漏磁通。而对普通变压器来说，初级线圈所产生的磁通并非都穿过次级线圈，于是就产生了漏感，电磁耦合的紧密要求也不足以满足。而平面变压器只有一匝网状次级绕组，这一匝绕组也不同于传统的漆包线，而是一片铜皮，贴绕在多个同样大小的冲压铁氧体磁芯表面上。所以，平面变压器的输出电压取决于磁芯的个数，而且平面变压器的输出电流能够最终靠并联进行扩充，以满足设计的要求。因此，平面变压器的特点就显而易见了：平面绕组的紧密耦合使得漏感大大地减小；平面变压器特殊的结构使得它的高度非

  TDK公司宣布推出TDK-Lambda的DRB系列新增型号DRB480-24-1导轨电源。DR B480-24-1 的额定功率为 480W，功率密度高达 6 W/inch3，且拥有极窄的宽度，易于安装在狭小的空间内。另外，DRB480-24-1 的平均效率高于87%，符合ErP标准。 DRB480-24-1深124mm、高 125mm、宽 84mm，封装于金属外壳内，拥有 90 - 264Vac 宽范围全球通用输入电压，可输出 24V/ 20A。DRB480-24-1 内置DC OK信号及LED指示灯，输出电压可在24 - 26.4V范围内调节以补偿串联或冗余工作引起的压降。 此电源输入到输出耐电压 3000Vac，输入到

  导轨电源 /

  专注于引入新品的全球电子元器件授权分销商贸泽电子 (Mouser Electronics) 即日起备货Infineon Technologies的CIPOS Tiny 3相逆变器模块。CIPOS Tiny是Infineon的新一代智能电源模块 (IPM)，可为洗衣机、抽油烟机、房间空调、商用和工业风扇等产品中的变速电机驱动器提供高效的功率密度。 贸泽供应的Infineon CIPOS Tiny 3相逆变器模块使用新款Infineon TRENCHSTOP™ IGBT 6，以占板面积比CIPOS Mini系列小33%的尺寸实现了超高效率。此系列模块包含一个3相、电平位移高压驱动IC，并向下兼容3.3V控制器输出。CIPOS

  贸泽开售 /

  摘要： UCC3857具有隔离式Boost升压功率因数校正器所需的全部功能。该变换器的优点是用变压器隔离原边与副边，使输出直流电压低于输入电压。它用单级功率处理就可以实现PFC与降压（或升压）变换，在要求高效率、高密度、高性能应用时，UCC3857是一种理想的选择。     关键词： 功率因数校正器  推挽式  IGBT  零电流开关 1 UCC3857设计特点 UCC3857用隔离方式来进行功率因数校正，其输出电压可调节，并能低于输入线电压；是单级功率变换器；IGBT实现零电流开关(ZCS)；校正的功率因数大于0.99；属固定频率、平均电流型PFC控制器；改进的有效值前馈电压；软起动；电源电压范围9

  下图的例子示范了专为简易隔离式偏压电源所开发的 IC，任何允许下沉操作(sink operaton)的同步降压电路均可使用。这种电路称为非对称半桥返驰电路 (asymmetrical half-bridge flybuck) ，其运作方式与同步降压稳压器相当类似。连接输入电压的 FET 图腾柱 (totem pole) 输出会供应电感电容滤波器。接下来透过分压器 (voltage divider) 及误差放大器负输入调节滤波器输出。误差放大器会控制 FET 图腾柱 (totem pole) 输出的负载周期，使 DC 电压维持在感测点 (sense point)。 C6 的电压相当于负载率 (duty factor) 乘

  电源供应的同步降压电路图 /

  1 引言 随着科学技术的持续不断的发展，对设备的状态的检验测试要求慢慢的升高，从而要求测试设备可提供高精度的准确测试。要实现高精度的准确测试，测试设备中的电压信号经过电路后要提供准确的电压值，这就对电源模块的准确度提出了很高的要求。 在某测试设备的研制过程中，为完成测试任务，该设备需要多种直流电压信号，并且要求能够对部分电压信号的输出来控制。通过一系列分析发现，该测试设备提供给电源模块的空间很小，且三路直流电压输出通过外部高低电平来控制，现有的电源模块不足以满足这一需求；未解决这一问题，设计了一种输出电压可控的直流电源模块，用来为测试设备提供±12 V、+5 V、+9 V和+6 V 直流电压信号输出，同时能根据控制信号

  设计方案 /

  美国微芯科技公司（Microchip Technology Inc.）的数字信号控制器（DSC）与宜普电源转换公司（EPC）的超高效氮化镓场效应晶体管（eGaN®FET）的结合，可实现最佳功率密度（730 W/in3），以此来实现高效、低成本的DC-DC转换。 EPC公司宣布推出1/16砖式、300 W DC/DC稳压器（EPC9143）。 EPC9143功率模块把Microchip dsPIC33CK数字信号控制器（DSC）和最新一代eGaN FET（EPC2053）集成在一起，实现25 A、48 V/12 V和96％效率的功率转换。 500 kHz开关频率在非常小的1/16砖式转换器实现300 W功率，其尺寸仅为3

  直播回放: 基于Source-down技术的全新英飞凌MOSFET，有效提升功率密度，肉眼可见

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  目标应用包括电信设备、服务器和智能表计的电源，以及LED车灯或汽车低压DC DC转换器2024 年 4 月 2 日，中国 – 意法半导体推出可提 ...

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