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如何进行直流电源分析市场需求的三个步骤?

2021-03-26 16:26 行业新闻 已读

  如何进行直流电源分析市场需求的三个步骤?

  为了满足市场对电源性能不断增长的需求,直流电源正朝着高效率,高功率密度,低电压和高电流,低噪声,良好的动态特性和宽输入范围发展、模块化、标准化并以积木化进行组合电路结构从而更加广泛的应用。

  以下是直流电源需求的关键分析。

如何进行直流电源分析市场需求的三个步骤?

  (1)高功率密度和高效率的直流电源

  现代通信产品对体积的要求越来越高,不可避免地需要直流电源以减小体积并增加功率密度,而效率的提高对此起到了补充作用。当前新的转换和调节技术可以将直流电源的电流密度提高到188W/in3,是传统电源密度的两倍以上,效率可以超过90%。之所以能够达到这些指标,必须归因于微电子技术的发展,微电子技术的发展导致出现了许多新的高性能单元,从而减少了损失。高性能金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)更为典型,它取代了传统同步整流器设计中使用的二极管,并将压降从0.4 V降低至0.2V。功率MOSFET制造商开发的电阻越来越少的器件已从180mΩ减小到18mΩ;高度集成的硅片将组件数量减少了2/3以上,并且紧凑的结构与分立的组件布置导线电阻相比,减少了寄生电感和寄生电感。

  (2)低电压大电流

  当微处理器的工作电压下降时,直流电源的输出电压已从之前的5V变为当前的3.3V甚至1.8V。业界预测电源的输出电压将降至1.0以下V.同时,它增加了集成电路所需的功率,从而迫使直流电源提供更大的负载输出容量。对于1V / 100A的电源,有效负载对应于0.01Ω,传统技术很难满足这种困难的设计要求。在10mΩ的负载下,负载路径中的每个mΩ电阻都会使效率降低10%。电路板上导线的电阻,电感器的串联电阻,MOSFET的电阻和MOSFET的矩阵线是对应的。效率有影响。济南成亚电子公司采用新技术将功率半导体和无源元件集成在一起,这是电路整体设计必不可少的,从而形成具有完整功能的基本模块,从而降低了对负载路径的电阻,从而降低了功耗并减小了尺寸。结合基本模块的多阶段设计技术也将逐步推广。由于减小了每相的输出电流,因此可以使用更小的MOSFET以及更小的电感器和电容器,这也简化了设计。市场上出现的基本电源模块只有11 mm×11 mm,开关频率为1 MHz,并且多个模块和相关组件被级联以实现100 A以上的工作电流。与使用分立组件的其他电路相比,效率提高了6%,功率损耗降低了25%,单位尺寸降低了约50%。

  (3)使用软件设计直流电源

  如今,在通信系统中,直流电压的类型不断增加,功率密度和集成度的提高也增加了设计难度。传统的手动设计和验证已不再适应迅速变化的市场需求,因此出现了功率辅助设计软件。该软件可以控制组件的选择,并提供零件,电路仿真和热分析,从而缩短了周期时间。

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