D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 目录 Content z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z 专业术语 （Terminology） 散热片的计算 Calculation of heatsinks 满载时的效率 Efficiency at FulI Load 输入和输出纹波 Input and Output Ripple 输入输出间隔离电压 Input to Output Isolation 输入电压范围 Input Voltage Range 隔离电阻 Insulation Resistance 隔离电容 Isolation Capacitance 输入电压调整率 Line Voltage Regulation 负载电压调节率 Load Voltage Regulation 平均无故障时间 Mean Time between Failure (MTBF) 工作温度范围 Operating temperature range 空载时的功率损耗 No Load Power Consumption 噪声 Noise 输出电压精度 Output Voltage Accuracy 开关频率 Switching Frequency 环境工作温度 Temperature above Ambient 温漂 Temperature Drift 3V/5V逻辑电压混合供电模型 3V/5V Logic Mixed Supply Rails 传导和放射性辐射Conducted and Radiated Emissions DC-DC转换器并联使用 Connecting DC-DC Converters in Parallel DC-DC转换器串联使用 Connecting DC-DC Converters in Series EIA-232界面 EIA-232 Interface EMC（电磁兼容性）问题的考虑 EMC Consideration 滤波 Filtering 输入电压下降（或切断）时 Input Voltage Drop-Out (brown-outs) DC-DC转换器的EMC数据的解释 Interpretation of DC-DC Converter EMC Data 隔离的数据采集系统的应用 Isolated Data Acquisition System 隔离电压 Isolation 隔离电容和漏电流 Isolation Capacitance and Leakage Current LCD显示器中的偏置 LCD Display Bias 限制突入电流 Limiting Inrush Current 线性阻抗稳定网络（LISN）Line Impedance Stabilisation Network (LISN) DC-DC转换器的线谱 Line Spectra of DC-DC Converters 长距离供电 Long Distance Supply Lines 最大负载电容 Maximum Output Capacitance 无负载时过压锁住No Load Over Voltage Lock-Out 输出滤波电路的计算 Output Filtering calculation 过载保护 Overload Protection 对电源输入端的几点建议Power Supply Considerations 并联使用的参考值 Recommended Values for Paralleled DC-DC Converters 启动时间 Settling Time 屏蔽 Shielding DC-DC转换器的温度变化Temperature Performance of DC-DC Converters 模制的表面贴装DC-DC转换器 Transfer Moulded Surface Mount DC-DC Converters 贴装放置 Adhesive Placement 贴装要求 Adhesive Requirements 清洗 Cleaning 元件定位 Component Alignment 元件材料 Component Materials 元件放置 Component Placement 产品使用方法的应用指南 Production Guideline Application Note 推荐的回流焊接的温度曲线 Recommended Solder Reflow Profile 焊盘设计 Solder Pad Design 回流焊接的温度曲线 Solder Reflow Profile -1- D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 z 客户定制DC-DC转换器 Custom DC-DC Converters z POWERLINE——定义和测试 Definitions and Testing 环境温度 Ambient Temperature 击穿电压 Break-Down Voltage 过流保护 Current Limiting 效率 Efficiency 回流限制 Fold Back Current Limiting 通常测试方法 General Test Set-Up 输入电压范围 Input Voltage Range 隔离电压 Isolation 输入电压调节率 Line Regulation 负载电压调节率 Load Regulation 工作温度范围 Operating Temperature Range 输出电压纹波和噪声 Output Ripple and Noise 输出电压纹波和噪声（续）Output Ripple and Noise (continued) 输出电压精度 Output Voltage Accuracy 输出电压修整 Output Voltage Trimming π型滤波器 PI Filter 存储温度范围 Storage Temperature Range 开关频率 Switching Frequency 瞬态恢复时间 Transient Recovery Time 温度系数 Temperature Coefficient 平衡电压 Voltage Balance -2- D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 术语解释: Terminology 这些 DC-DC 转换器数据规范包含了大量的术语。这些术语解释主要针对用户，确保这些解释能对他们的应用 电路提供正确的、必需的信息。 输入电压范围（Input Voltage Range） 输入电压范围表示产品能容忍和维持正常工作性能的输入电压范围。 负载电压调整率（Load Voltage Regulation） 输出负载的变化时的输出电压的变化率。通常是按照标称输出负载时的输出电压的百分比来规定的，例如， 在 12V 输出的装置的输出脚测出 1V 的变化，负载电压调整率是 8.3%。对于不稳压产品, 负载电压调整率所 规定的负载范围—满载的 10%到 100%。 输入电压调整率（Line Voltage Regulation） 指输出电压的变化率对应特定的输入电压范围，通常表示为百分比。假设一个 12V 标称输入电压、5V 输出 电压装置, 在输入电压变化 1.2V 时, 输出电压变化 0.5V，这时的输入电压调整率就是 1%/%。 输出电压精度（Ouput Voltage Accuracy） 它表示输出电压接近标称输出电压的程度。对于非控压型装置而言, 这是在给定的标称输入电压下的输出电 压的公差范围。例如：一个规定 5V 输出的装置在 100%的负载的情况下，输出电压可能测为 4.75V，也就是 说输出电压精度是-5%。 输入和输出波纹电压（Input and Output Ripple） 它表示输入或输出在转换周期内起伏的电压值。这个波纹电压值是滤波电容的滤波能力的体现。 输入与输出隔离电压（Input to Output Isolation） 这是表示在输入和输出电路之间绝缘击穿的测试电压。这个绝缘电压是装置在规定的时间内的耐压能力，通 常是 1 秒（细节请参考“绝缘电压”和“额定工作电压”章节。） 绝缘阻抗（Insulation Resistance） 这个阻抗是输入和输出脚之间的阻抗。它通常在 500V 直流电压下测量得出。 全负荷效率（Efficiency at Full Load） 它表示装置运作在 100%负荷和标称输入电压的条件下的功率转换效率。 温度漂移(Temperature Drift) 它是表示每一度环境温度变化引起输出电压的变化的百分比。这个参数还涉及到其它几个温度相关参数，大 体上是内部元器件的温度漂移。 温升（Temperature above Ambient） 它表示装置在全负荷的情况下的高于环境温度的温度上升幅度。它与装置的功率转换效率有关。 开关频率（Switching Frequency） 它是指在 DC-DC 变换器内部的开关电路的工作频率。可观测的输入或输出管脚的纹波波形通常是开关频率的 -3- D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 两倍，这是由于装置的全波整流和推挽配置。 无负荷功率消耗（No Load Power consumption） 它是开关电路必需测量的参数。它是装置的零负荷时输入功耗, 这个参数对装置的功率转换效率起制约作用。 隔离电容（Isolation Capacitance） 它表示输入和输出间的藕合电容。它不是一个事实上的电容，除了在变压器初级和次级之间藕合产生的寄生 电容。它是在 1MHz 情况下测的典型值，以减少板内的滤波电容的影响。 平均故障间隔时间（Mean Time Between Failure[MTBF]） RECOM 用 MIL-HDBK-217F 标准来计算 MTBF 在+25℃以及最高环境温度和 100%负载的情况下的数值。当 比较其他公司产品的 MTBF 值时，请考虑不同的条件和标准。换句话说，MIL-HDBK-217E 并不是很严格， 因此那些数值将比 RECOM 发布的数值高。（1000 x 103 小时 = 1000000 小时 = 114 years!） 这些数值用 MIL-HDBK-217F 的混合电路模式来计算装置的预期寿命。POWERLINE 转换器同样可以用 BELLCORE TR-NWT-000332 来计算 MTBF 值。混合模式有不同的催化因素：运行环境（πE ），成熟度（πL），屏蔽（πQ） ， λ π 。方程式如下： 混合功能（ F），和一个不同成分的特征的总和（ C） λ = ∑ (NC λC) (1 + 0.2πE) πL πF πQ 6 (在 10 小时 不正常) MTBF 的数值是那个数值的倒数。在这个数据手册所有的 MTBF 的数值是牺牲非移动的地面设备（GB）的环 境（πE=0.5） ；这已经考虑了大多数装置设计应用的最适合性。无论如何，这不是这些装置唯一能用的运行环 境，因此，这些客户希望那些装置整合进一个更严格的环境，能从下列数据计算出预计的 MTBF。 MIL-HDBK-217F 有军用环境的测试标准，因此将它们应用于商用标准的环境是需要做一些解释的。表 1 是近 似地给出了参照 MIL-HDBK-217F 的商用环境标准解释。请注意这不是 MIL-HDBK-217F 的暗指，只是我们 的解释。同样，我们也减少了从 14 到 6 的环境号码，使它们最适合商业应用。由于更多环境细节解释的引用 和混合模式，请取得全版本的 MIL-HDBK-217F 作为参造。 有一个有趣的现象，太空飞行和非移动的地面设备都有共同的外部环境，这意味着达到太空飞行将是决定性 的因素（例如导弹发射） 。这个混合模式方程能适用在一个固定的温度下因任何给定的混合物。因此环境因素 只是一个变量：λ = k (1 + 0.2 πE) 在这本数据手册中，其它环境因素的 MTBF 数值能从在每个温度点引用的非移动的地面设备图表中计算出， 因此，其他环境的 MTBF 数值能很快地算出来。所有的数值通常都更低，并且既然大多数的移动环境都有相 同的因素，一个在不同条件下的灵活的约数能被计算出。在表 2 中，计算必须要用约数分开引用的 MTBF 数 字。 环境 非移动的 地面设备 移动的地 面设备 πE MIL-HDBK-217F 商业解释 符号 标准描述 或例子 GB 不移动，温度和湿度受控， 容易维修 实验室设备，测试工具，桌式 电脑，静态通信设备 GM 设备安装在轮子上或有轨交通工具 上，设备可随身携带。 交通工具上的仪器，移动无线 电和通信设备，手提式电脑 -4- D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 船上被屏蔽 的或在甲板 层以下环境 的设备 水面舰艇中屏蔽的或甲板下的设备 以及潜艇中的设备。 甲板下的航海用无线电和仪 器设备 载货间内的典型条件，它也适应 机组人员活动安定因素 加压舱和驾驶舱，飞行娱乐和 不安全危险应用 轨道通信卫星，现场一次性运 行设备。 NS 航空中载货 间隔内的环境 AIC 太空飞行 SF 环球轨道：既不是动力推动也不是 重返大气层的交通工具 导弹发射 ML 涉及到导弹发射的严格条件 剧烈的震动、高加速力，卫星 发射条件 表 1：环境因素解释。 环境 πE 符号 πE 约数 数值 非移动的地面设备 GB 0.5 1.00 移动的地面设备 GM 4.0 1.64 NS 4.0 AIC 4.0 1.64 太空飞行 SF 0.5 1.00 导弹发射 ML 12.0 船上被屏蔽的或在甲板层以下 环境的设备 航空中载货间隔内的环境 1.64 3.09 表 2：环境因素 -5- D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 躁声(Noise) 每个 DC-DC 转换器的输入传导躁声由联线的传导频谱产生的（如想进一步了解请参考 EMC 部分）。值得注 意是，躁声受 PCB 设计、测试系统配置、终端阻抗等相当大的影响。去论证正确性和精确度是困难的，除非 通过频谱分析典型图。有些开关躁声会叠加在纹波上，就如应用指南中所提出的一样, 这些躁声的大多数很 容易被小电容和滤波电感减少。 工作温度范围（Operating temperature range） 转换器的工作温度范围受限于转换器的内部元器件的规格。温度与输出功率的关系图表示转换器的可靠工作 范围（SOA）。 在达到某一个确定的温度前, 装置可以输出 100%的功率。超过这个温度，输出功率必须降低才能确保转换器 在工作寿命内的正常运转和符合规格。 这些温度值仅适用于自然散热。如果转换器被用在一个封闭的场合或者被用在封闭的 PCB 板上，高温将在转 换器的周围出现，这是自然通风的条件被破坏。如果在高温情况下需要相同的功率，必须选用更高瓦数的转 换器，或者考虑用带散热器的金属壳的转换器。 散热器的选用（Calculation of Heatsinks） 所有金属壳的转换器可以安装一个散热片，能将转换器内部功耗所产生的热能 PD 散发出去。包含散热器的整 个热阻系统的通用规格有：它的热阻抗 RTHcase-ambient、和更高环境温度 Tambient 下可输出的最大功率仍然必须 符合功率降额使用曲线的规定。 功率消耗 Pd： Pd = Pin — Pout = Pout / Effciency — Pout RTHcase-ambient = (Tcase — Tambient) / Pd 例子：RP30-240SEW 在没有散热器时+60℃启动降额，但希望工作在 30W、+75℃。所以散热器的尺寸计算 如下： Pout = 30W 效率 = 88% max. Pd = Pout / 效率 — Pout = 30W/88% — 30W = 4.1W Tcase = 100℃（最大允许表面温度） T 环境温度 = 75℃ RTHcase-ambient = (Tcase — T 环境温度) / Pd = 100℃—75℃/4.1W = 6.1℃/W 所以它必须确保在外壳表面和环境间的热阻抗是 6.1℃/W。当在外壳上安装一个散热器时，可以用热导性的 粘剂减少外表面和散热器之间的热阻抗 RTH 外壳-环境，但不能完全避免消除。 RTH 外壳-环境 = RTH 外壳-散热片 + RTH 散热片-环境 如果散热片被安装在外壳没有电气隔离的转换器上，它的热阻抗至少为： RTH 散热片-周围环境 = RTH 外壳-周围环境 — RTH 外壳-散热片 = 6.1 ℃/W — 1 ℃/W = 5.1 ℃/W 从厂商提供的数值你能选择散热器。如果自然通风时散热片不能符合这个数值，或散热片体积太大，可以采 用带风扇的散热片。但是风扇也必须供电，所以必须忍受整个转换器的效率变低而且功耗加大。在大多数的 案例中，选择更高的功率系列和通过高温降功率使用可能是更有效的解决方案。 -6- D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 散热片安装在外壳上，没有 热传导粘剂。 RTH 外壳-散热片 = ca . 1…2 ℃/W 散热器安装在外壳上，有热 传导粘剂。 RTH 外壳-散热片 = ca . 0.5…1 ℃/W 散热器安装在外壳上，有热 传导粘剂和电气绝缘膜。 RTH 外壳-散热片 = ca . 1…1.5 ℃/W 隔离：Isolation RECOM （力康）国际电源有限公司的DC-DC转换器的主要特征之一是它们的超高电压绝缘性能。它允许用 单个DC-DC转换器为几个不同电路配置的供电。 基本的输入和输出间的隔离能提供一个单一的隔离的输出电源，或产生不同的输出电压；或双极性电压（参 考 图 1）。 这些配置经常用在仪表仪器、数据处理和其它对躁声敏感的电路中，在这里必须将整个系统中产生躁声的原 边电源与负载隔离开来。通常从原边供应电源所产生的躁声以共模躁声的形式影响 DC-DC 变换器， 并且没 有影响主系统电源部分。 如果必要的话，被隔离的输出脚阳极可以接到输入脚的地，去产生负电源。既然输出脚与输入脚是隔离的， 输出边可以相对随意选择极性。例如：一个附加的单输出电压可以在上述的主电源中产生，或者在其它直流 电压上偏移。 （参考 图 2） 相对于控压型的转换器，控压型的转换器在混合不同参考电压水平时需要考虑更多的问题。基本上单一电源 只有一个稳压管在+VO 回路上，如果所有的电流回路只是通过 DC-DC 而不是其它外部元件（例如：二极管， 电阻等）回流，那么参考隔离地才能起作用。如有一个可选择的电流回路，隔离地所产生的功能就无法显现， 并且系统的性能也将与 DC-DC 转换器不同了。 图 1 标准隔离配置： a)单输出；b)双输出；c)双隔离输出 -7- D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 图 2 可选择供电配置：a)无隔离双输出；b)无隔离阴极输出；c) 隔离双输出（U/T）。 隔离电压和额定工作电压（Isolation Voltage vs. Rated Working Voltage） 在数据手册中的隔离电压仅在一秒钟的快速测试内有效。 如果需要更长的耐压时间或在长期的高耐压状态下工作，这个额定工作电压就必须参考标准。 隔离电压与额定工作电压的转换关系可以通过下边的曲线图（图 5）和表（表 3）来完成。 测试隔离电压 （ ） KV 额定工作耐电压 图 5 IEC950 耐电测试的测试电压（纵座标：隔离测试电压；横坐标：额定工作电压） -8- D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 隔离测试电压 (Vrms) 额定工作电压 (Vrms) 1000 1500 3000 6000 130 230 1100 3050 表 2 根据 IEC950 标准的典型击穿电压等级 以上的图表是根据 IEC950 标准。根据我们的经验和内部测试结果，我们可以确保以下个绝缘条件： 隔离测试电压 (1秒) 500 VDC 1000 VDC 隔离测试电压 （1分） 400 VDC 800 VDC 1500 VDC 2000 VDC 2500 VDC 3000 VDC 4000 VDC 5000 VDC 6000 VDC 1200 VDC 1600 VDC 2000 VDC 2400 VDC 3200 VDC 4000 VDC 4800 VDC 隔离测试电压 (1分) 250 VAC 500 VAC 750 VAC 1000 VAC 1250 VAC 1500 VAC 2000 VAC 2500 VAC 3000 VAC 表1：DC （直流）隔离电压测试及不同条件 隔离测试电压 (1秒) 500 VAC 1000 VAC 隔离测试电压 （1分） 350 VAC 700 VAC 1500 VAC 2000 VAC 2500 VAC 3000 VAC 4000 VAC 5000 VAC 6000 VAC 1050 VAC 1400 VAC 1750 VAC 2800 VAC 3200 VAC 4000 VAC 4800 VAC 隔离测试电压 (1分) 565 VDC 1130 VDC 1695 VDC 2260 VDC 2825 VDC 3390 VDC 4520 VDC 5650 VDC 6780 VDC 表2：A.C. （交流）隔离电压测试及不同条件 DC-DC转换器的串联使用：Connecting DC-DC Converters in Series 输入输出的电流隔离允许多个转换器串联使用，简单地连接一个转换器的阳极与另一个转换器的阴极（参考 图 3）。用这个办法可以产生非标准电压输出，可是，最高输出电压的转换器的输出电流不能超过额定电流。 当转换器被串联时，，因为这些转换器的开关电路不是同步开关的, 所以添加额外的滤波器是非常重要的。正 如波纹电压的总和，输出脚也能产生相对较大的节拍频率。正如串联一个电感一样，跨在输出脚的电容对抑 制纹波是很有帮助的。（参考 滤波部分） -9- D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 图 3 DC-DC 转换器串联使用 DC-DC转换器并联使用：Connecting DC-DC Converters in Parallel 如果单个电源的输出功率不能满足系统的需求，那么多个转换器的并联使用可以提供更高的输出功率。 图 4 二极管连接的 DC-DC 转换器的并联使用 值得注意的是如果是同一类型的转换器并联使用将是最理想的。例如：如果需要 2.5W 的转换器，那么可以 用 2 个 C/D 或 3 个 A/B，而不是一个 C/D 和一个 A/B。理由是：输出电压并不是十分匹配，因而不能保证一 个 C/D 能输出两倍于 A/B 输出电压；并且以下情况可能会出现：C/D 仅输出 1W 的功率，而 A/B 输出 1.5W 功率。即使用同类型的转换器并联，负荷也不是平均分配的，不过，在输出电压能很好的匹配的情况下，负 荷分配在不同的转换期的输出端上会有大概 10%的差异。 因为转换器不是同步工作的，所以当连接转换器的输出端时，请务必注意使用一些偶合电路。一个可能的解 决方案是用二极管等，这仅仅适用于匹配 12V 到 15V 输出电压的类型，这里的二极管正向压降（典型值是 0.6V）并不严重影响电路的功能。 （参考 图 4）在 5V 到 9V 的电路中，这个二极管的正向压降对于并联使用 的转换器而言是太大了，并不适用。这个方法同样有一个差频叠加在两个转换器的波纹上。可以用电容外接 在并联转换器的输出脚上减少纹波。 并联使用转换器的最好办法是在输出端上串联电感（参考图 5）。 这种配置不仅有比二极管方法更低的电压 损耗，而且如果能选择匹配的电感和外加电容，每个转换器的波纹以及差频能被大大地降低。 - 10 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 图 5 全滤波并联使用的 DC-DC 转换器 DC-DC转换器并联使用的推荐值： Cout 电容值可以近似表示为每一个通道并联 1uF( 例如：在两个单输出的转换器并联下，2uF 的电容连接在共 同的阳极和０Ｖ上。 这个解释同样可以用在输入脚并联的转换器的输入端中。类似的电感和电容的数值可以用上述说明求得。 大体上，只有在有必要的时候才用到转换器的并联适应，更高功率的单一转换器总是更合适的解决方案。总 有一个最大额定功率的因素允许修正转换器间的错配，在最好选择在满负荷测试，它能保证这个输出电压匹 配在 1%或 2%之内。一般地说，应该用 0.9 来作为选用转换器的功率的安全极限参数。 （举例来说：2 个 C/D 转换器并联仅能用在 3.6W 功率等级，而不是它的最大值 4W）。在对它们的整体性能有很大信心时，最多可 以同时并联三个 DC-DC 转换器。如果电路需要比三个转换器并联更多的功率，最好选用更高功率等级的单一 转换器。 控压型 DC-DC 转换器是不可以被并联使用的， 因为它们的输出电压需要很精确的匹配，以确保负载的均匀 分配（在内部线性调整器的公差内） 。如果并联使用控压型 DC-DC 转换器，其中之一的转换器将可能超载。 如果需要一个高功率控压型电源，较好的办法是并联不可调节的转换器和外加线性稳压管。 滤波：Filtering 所有 RECOM 的隔离型的 DC-DC 转换器在运行时都有个固定的典型频率。这个固定频率比变频式的变换器 相对容易滤波。变频式的转换器的工作频率范围很大，因为需要根据负荷条件调节脉冲的间隔时间。 当减少转换器的波纹时，不管在输入端还是输出端，有几个方面需要考虑。RECOM 推荐在输入端和输出端 上用简单的被动 LC 电路滤波（参考图 6）。虽然被动的 RC 电路也可以用，但是电阻上消耗的功率太大了。 值得注意的是，电感的自谐频率必须远高于 DC-DC 的典型工作频率（RECOM 的 DC-DC 转换器典型工作频 率的代表数值是 100KHz）。 同时， 我们需要考虑电感的 DC 电流的额定值，最好大约两倍于 DC-DC 转换器 的额定输出电流值。这个电感的直流阻抗是决定性的考虑因素，这意味着在电感有一个直流功耗。 上述表格给出的电感、电容的数值可用在大多数的 RECOM 的 DC-DC 转换器上。电容值是可选的，它要匹 配输入或输出脚的电容和构成一个 PI 滤波器。电感是可选的，当它结合给定的电容时会引起典型频率的严重 衰减。 - 11 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 图 6 输入和输出滤波 输出滤波计算： 可以用下列公式计算滤波部分的元器件： fc = 1/ 2Л（LoutCo）-2 这个频率比转换器的转换频率低很多。 例如—RC 系列： 运行频率 = 85KHz 最大。 fc = 85KHz 的 10% = 8.5KHz fc = 1/ 2Л（LoutCo）-2 fc = 8.5KHz = 1/ 2Л（LoutCo）-2 因为： Lout = 470uH Co = （1/ （2Лfc ）2Lout）=（1/ （2Л8.5KHz）2 470uH）= 745nF 当然, 计算出来的滤波器会受到你的应用设计和负荷情况干扰，所以，最终应用的测试和元件的再调整是必 要的。 当选择滤波电容的数值时，请注意转换器规格说明中的容性负荷的最大值。 限制涌浪电流：Limiting Inrush Current 在输入端串联电感来限制开关接通时浪涌电流（参考图 7） 。如果我们没有考虑在电路中串联电感，那么输入 电流可以用下列式子计算： I = (Vexp/R)(-t/RC) 当元件在最初通电时，这个式子简化为 I = V/R 这意味着在 5V 输入时，假定 50mΩ 线路阻抗，浪涌电流高达 100A。 这可能回导致 DC-DC 转换器损坏。 - 12 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 因此输入端串联电感不仅用来过滤波内部转换电路的躁声，也能限制开关的时浪涌电流。 图 7 在接通时的输入电流和电压 最大输出电容：Maximum Output Capacitance 减少输出端的波纹一个简单的办法是外加一个大电容。尽管这不是很有效，但这是相对于 LC 滤波而言低成 本的选择方案。如果输出电容太大，有可能引起启动的问题。 DC-DC 转换器在有一个很大的输出电容的情况下接通电源是，由于输出端电容没有电荷，DC-DC 转换器立 即遭遇巨大的瞬间输出电流。这浪涌电流可能巨大到超出 DC-DC 转换器的承受能力，转换器可能进入非稳态 工作模式。在最坏的情况下，DC-DC 转换器可能只提供低于额定输出值而且带有很高波纹的电流。在这种条 件下，DC-DC 转换器也许能幸存下来，但无法可靠的工作运行。 RECOM 推荐每个输出通道的最大电容值是 10uF。当和串联电感一起应用时，这个数值可以提高到 47uF， 但必须保持非常低的波纹。 稳定时间： 不在转换器内部安装串联电感的主要原因是：大多数设计应用需要快速启动（当然也有我们的产品小型化的 尺寸制约因素）。当电源电压以受控制上升斜率开关时，那么输出电压能在输入达到开始工作电压的 500uS 内响应。 （在全负荷无外加滤波器的情况下测量） 。使用外部滤波器和额外的输入输出电容将延长这个反应时 间。因此这个问题留给设计者去决定, 哪个是影响他们的设计电路的主要因素：稳定时间，还是躁声性能。 隔离电容和漏电流： DC-DC 转换器的隔离栅栏有一个电容，它是输入和输出电路之间的耦合值。倘若这是最大的耦合源，那么输 入和输出电路间的漏电流能被估算出来。 假设我们知道 DC-DC 转换器的隔离电容（Cis, 请参考 DC-DC 转换器的数据）和躁声或测试信号的频率，那 么输入和输出电路之间的漏电流（IL）能用阻抗来计算出。 - 13 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 通用的定频的隔离阻抗方程式为： Zf = 1/ j2ЛCis 对于 R05B05 和 RB0505D, 隔离电容是 18pF，因此 50Hz 测试信号下的隔离阻抗是： Z50=1/ j2Л 50 p f = 177MΩ 如果用 1KVrms 测试电压，漏电流是： iL =Vest/Zf =1000V/177MΩ = 5.65uA 从这些简单的方程式中, 我们可以轻易地观测到测试电压或躁声电压越高，漏电流越大； 同样隔离电容越低， 漏电流也越低。为了产品设计符合低漏电流、抗躁声能力强，最好选择高隔离耐压、适当低隔离电容的 DC-DC 转换器。 过载保护： 尽管用滤波器可以预防在正常工作条件下上电时的过电流，但并没有保护输出电路承担过载甚至短路电流。 在这种情况下，DC-DC 转换器将有很大输入电流去供给输出电路。最后，如果这个条件没有缓解，DC-DC 转换器将过热和毁坏（非稳压型 DC-DC 转换器在过载短路情况下仅能承受 1S 的时间）。 有几个方法去保护输出过载而导致转换器损坏。最简单的是加保险丝，但要确保保险丝在上电时能承受浪涌 电流的冲击（参考图 8） 。另一个简单的装置是电路断路器。 图 8 简单过载保护 同样也可以安装一些智能侦测输入电流或输出电流的过流保护电路（参考图 9） 。在输入端的最简单的过载保 护的办法是加一个有内部热保护关断的线性稳压管。值得注意的是这样做会大大降低效率。 - 14 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 图 9 输入监测过载保护 a)内部热关断的线性调节器；b)串联电阻测量输入电流；c)对地电流监控器 如果在输入端有一个智能电源管理系统，用一个串联电阻 （在串联电感的位置）并检测电阻两端的电压降， 再转换成信号传输到管理系统来进行控制。一个类似的装置可以用在输出端，去测定电压降，如果管理系统 在输入侧，那么控制信号需要进行隔离以保护系统的隔离层（参考图 10）。 - 15 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 图 10 输出监测过载保护 a) 光电隔离过载荷探测器（在过载+VO 下降，LED 关断，VOL 点电位上升；b）热过载探测器 输出端的串联电阻的热耗能用来测定过载和保护隔离层。 如果在电阻附近安装一个热敏电阻或热传感装置， 它能用来显示过载。我们需要知道系统的温度，以便提供不同工作环境下的适当偏移量。 有几种其它的过流保护技术可以用来检测过载状况，由设计者决定是否适用。最重要的是如何应用这些资料。 如果系统需要确认过载模块在位置或发信号到控制器，最好使用一些智能类型的控制器。如果装置仅仅需要 关断，装置一个简单保险丝就足够了。 RECOM 非稳压型 DC-DC 转换器通常只有很短时间的短路保护功能，比如 1 秒。当然，可以特别选择具有 连续短路保护功能的 DC-DC 转换器（选择/P），它们的设计能在无需外接保护电路的情况下承受过载的高输 出电流。 所有的 RECOM 的 DC-DC 转换器都包含了一个内部线性稳压管，有一个过载热关断功能，具有过载保护功 能。如果这个条件被用于通知电源管理系统，最合适的解决方案是输出电压侦测器（参考图 10a） ，因为关断 时电压将接近零电压。DC-DC 转换器壳体带有热探测器也是一个可行解决方案。宽输入稳压型的 DC-DC 转 换器具有内部保护电路, 可以承受过载或短路, 并可以在过载或短路条件解除后, 恢复正常操作。 - 16 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 输入电压掉电： 当输入电压下降或即刻消除，输出电路也将遭受到类似的电压下降。对于短时间输入电压下降，例如当其它 电路连接时或其他装置是在线插入或拔出状态下有一个瞬间电流需求，可以用一个简单的二极管-电容电路来 防止输出电路受到影响。 这个电路用二极管供应给一个巨大的存储电容（通常是 47uF 的电解电容），它可以为转换器提供一个短期的 反向电流源，这个二极管可以阻碍其它电路耗尽电容的储能。当联合一个串联电感，也可以用做一个不错的 滤波器。电源线路中需要考虑这个二极管的电位降是否会影响正常供电条件。推荐使用低压降的肖特基二极 管（参考图 11）。 图 11 输入电压掉电 无负载过压上锁： 非稳压型 DC-DC 转换器正常工作的最小负载为 10%，因此低于这个负载时，输出电压是不确定的。在某些 电路中，它会引起一个潜在的问题。 确保输出电压保持在指定范围内的最容易的办法是外加电阻，这样一来，总有一个 10%的负荷在装置上。 （参 考图 12）。因为 10%的功率总是被消耗在这负荷上，所以只有 90%的功率能被用在其它的电路上。 稳压二极管接在输出端是另一个简单的方法。最好同时使用串联电阻或电感以防止稳压二极管工作时巨大的 浪涌电流可能引起的信号躁声藕合到系统里。 图 12 无负荷过压上锁 - 17 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 远距离供电线路： 当电源同过一根电缆传输时，有一系列的理由说明为什么选用隔离型 DC-DC 转换器是一个良好的设计习惯 (参考图 13)。电缆的传输躁声和 EMC 电磁兼容性参数比 PCB 线路要高。用 DC-DC 转换器隔离这个电缆的 两端，电缆传输时出现的躁声会以共模躁声模式出现，将被 DC-DC 转换器自我消除。 另外一个原因是可以使用高压低电流传输方式来减低电缆的线损耗，然后在电缆的终端再通过 DC-DC 转换器 恢复原来的电压。这样也会减少噪音和电磁兼容性问题。 图 13 远距离电源传输 例如，比较一下一个系统用 5V 电源供应和远端电路需要 5V，500mW 的输出，假设连接电缆有 100Ohm 的 电阻，选用一个 R05N05/RN0505 在电缆传输电路的两端来转换功率。如果电流是 100mA，电缆的线损耗将 高达 1W 的功率。RO/RN 将不合适选用，因为这已是它的全部功率；因此在终端电路上将无法输出功率。假 如使用一个 R05B12/RB0512D 来产生一个 24V 电压和用 R24A05/RA2405D 来产生一个 5V 电压，那么电缆传 输的电流将仅仅需要 21mA，电缆的线损耗只有 44mW。 LCD显示偏置: LCD Display Bias 一个液晶显示器通常需要一个正的或负的 24V 电压供应来偏置晶体。R0524/RO-0524S（或客户定制）转换器 是专门设计来符合这个应用的。有一个隔离的 0V 输出，转换器能通过连接 0V 到 LCD 的 GND 输入端来提供 一个正 24V 供应，或者通过连接正输出端到 LCD 的 GND 来提供一个-24V 的电压。（参考图 14） 图 14 LCD 显示偏置 - 18 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 EIA-232接口 交流电供电的 PC 通常提供几种电压供应来驱动 RS232 接口。 但是，电池驱动的 PC 或遥控设备后来才添加 RS232 接口，或作为选择项目，可能不提供电源接口来驱动 RS232 接口。使用一个 RB0512S/R05B12 是简单 的单芯片解决方案，从一个单一 5V 电源接口和两个附加元器件就可以支持与 EIA232 完全兼容的接口（参考 图 15）。 图 15 最佳化的 RS232 接口 3V/5V 逻辑混合电源供应：3V/5V Logic Mixed Supply Rails 很多人都注意到新的 IC 和逻辑功能操作已经快速地使用由笔记本电脑和掌上电脑提供的标准化的电压供应。 3.3V 电压供应也迅速成为个人通讯设备的电压标准，但是，不是所有的电路功能都需要 3.3V 的功率 IC。因 此系统的设计者会事先有两个方案可以选择：使用标准 5V 逻辑芯片或等待 3V 的部件出现，如果不这样做的 话，可能的结果是丢失市场份额。 现在有另外一个选择，运行混合电压的逻辑功能电路采用各自独立的电压供应。一个单一的 3.3V 电源电压能 用一个 RECOM 的 DC-DC 转换器组合起来产生各种不同类型的电压为的任何标准的逻辑芯片或接口 IC 供电。 RECOM 包括双输出系列可以供应给模拟双极性二极管和功放功能（A/B 系列），就如一个单输出系列给逻辑 电路供电（L/M，N/O 系列）。一个典型的例子是膝上型电脑里的 RS232 接口线路，使用一个 3.3V 的接口芯 片（如 LT1330），这个芯片接受 3.3V 的逻辑信号，但是需要 5V 供应（参考图 16）。RECOM 在这一点上有一 个变化，已经开发出两个 5V 降低到 3.3V 的 DC-DC 转换器（如 R05L03/RL-0503 和 R05003/R0-0503）。这两 款已经设计能容许现有的系统马上就能使用 3.3V 的 IC，而不需要重新设计电源电路。 在试图降低一个系统需要的总功率又无法用 3.3V 满足所有的功能时，这一点尤其重要。 这个装置的主要应用是系统设计，它想去提供一些功能就需要一个比可用的供电电源还高的电压，或者是一 个单一局部的功能。用全隔离的电源在接口功能和模拟与数字部分接地是非常有用的。 - 19 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 图 16 3V 逻辑电平的 RS232 接口 隔离数据采集系统: 如果任何必须隔离主动系统需要一个 DC-DC 转换器去提供隔离电路的功率传递。在一个数据采集电路中，同 样需要 DC-DC 转换器以提供低躁声的供电线路，良好的滤波也是必需的。 这个电路显示（参考图 17）用 G/H/J/K 转换器提供一个非常高的隔离屏障；提供功率隔离和用于数据隔离的 SFH610 光电隔离器。可以达到一个 2.5KV 的全面的系统隔离。 图 17 隔离一系列 ADC 系统 - 20 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 磁兼容性的考 当DC-DC 器用于在（ 17）中所描述的 源隔离和适当的 波 路中 ，DC-DC 器是 多 源 路中 磁兼容性 的 而 越的解决方案。固定 率范 的DC-DC 器特 适合解决 磁兼容性的 ，因 定 率范 的 率更容易 波。 下列的注意点可以提供避免 源 路所常 的 磁兼容性 对电源输入端的几点建议 ● ● ● ● 消除输入端的环路（见图18）。 输入端的去耦电路（使用低Q值的RCL滤波器，见图19）。 将高频部分靠近供电电源的输入端，低频部分则放置在最远端（减少电源层上的瞬态电压，见图20） 尽可能地将每个单独的系统隔离开（尤其是在模拟和数字电路都有的系统中），每个系统的电源线和信 号线都应该分开（见图21）。 图18 消除电源输入端的环路 图19 输入端的去耦电路 - 21 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 图20 放置高速电路在靠近电源单元的位置 图21 隔离每个独立的系统 一个隔离的DC-DC电源模块可以大大降低传导辐射和电磁辐射。因为它将系统输入的电源和地与输出端的设备 的电源和地都隔离开了。Recom所有范围的DC-DC电源模块都是用环形变压器，它可以减少EMI的辐射（它与 Recom EMC设计向导手册所建议如何PCB布线是一致的） 隔离的DC-DC电源模块是开关电源，并且有一个固定的开关频率，它需要外加滤波器。一些商业级的DC-DC电 源模块使用脉冲跳跃调制技术，虽然对频响范围平稳，但是噪声的频谱范围很广，因为它没有固定的频率特 性。Recom的电源模块，在整个负载和温度范围内都有一个固定的开关频率，所以它只要串联一个电感就可以 很容易地滤掉模块开关时的噪声。 关于 DC-DC 电源模块 EMC 的问题 电气和电子产品的电磁兼容性（EMC）是一种电磁污染的指标。全球对于终端设备的EMC问题正在越来越多的 制定一系列法律和规范来监管。在欧洲，按照欧共体的指示，89/336/EEC要求所有1996年1月以后生产的产品 都要过EMC标准，否则如果没有EEC印的产品不准销售，一旦发现有违禁者，消费者可以举报，要求对其进行 罚款。 虽然DC-DC电源模块通常可以不需要通过这个EMC标准，因为它只是元件，而不是终端产品，但是Recom设计者 的信念是电源模块通过这些标准可以帮助终端产品通过这个EMC标准。任何时候都应该牢记，DC-DC电源模块 是供电通路中的最后一级，电路设计者需要考虑这一级对他们系统的EMC的影响。 这里所给出的建议主要是通过阐述测量方法和原理来帮助设计者了解 DC-DC 转换器对于他们的终端产品的 - 22 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 EMC（电磁兼容性）的指标。虽然 CISPR 和 EN 标准可能已经用于确定元器件的躁声频谱，但是所有的标准 针对有电源的设备和指标的阐述用来测试直流供电的装置。 和放射性 射 基本上EMC的EC指 包括两 型的 射， 性和放射性。 性 射是通 放射性 射是通 磁 在空气中 播， 率范 30MHz到1GHz。所以EC指 覆盖 分 两 的 播模式。 RECOM DC-DC 器使用 形 器。它 射主要是由于 形 器保持磁通在磁芯中。所以 性 射。 射，所以只需要考 播， 率范 150KHz到30MHz。 范 从150KHz到1GHz，但是 明只会 生可忽略不 的放射性 射。 低的放射性 上没有磁通量被放射出去。因 只有非常低的放射性 性 射在直流 入端 量。不幸的是， 于直流 供电的装置并没有 准，因 大部分的 准覆盖主 源（交 流电） 接的 。 会 直流 供 的装置引起两个 ， 首先，由于直流供 的装置不直接到主交流 源，所以没有直接 准 参考 ，所有的参考地以接地 作 基准。在直流 的系 中，零伏常被用做基准，但是， 于EMC用途而言，用 大地作 基准会更有效，因 通常外壳或屏蔽都是接大地的。而且，所有 量的基准也是以大地的 参考。 线阻抗稳定网络 （LISN） 确保所有所 量的躁声是从待 （DUT）而不是 的 入 源是非常重要的。在与主 接的 路必 有 波器加在待 （DUT）的 入端。同 ， DC-DC 器时，输入端也应加 波器以保 主 源（交流 入） 的躁声不被 量 所误 。 线阻抗稳定网络 （LISN）确保电源供应的正极和负极和相对于大地的参考电势都符合CISPR16规范 （见图22）。 从正极的电源线测量值与负极的电源线用50欧姆终止以便与测量通道的阻抗匹配。 图22：滤波后的输入电压供给DC-DC转换器 屏蔽 请确保任何时候待测设备（DUT），LISN和所有的导线与任何测量设备，负载和电源供应线连接时都是屏蔽的。屏 蔽是用来防止从待测设备（DUT）和导线上检测到外部躁声源偶合过来的电磁干扰（如，附近的其他设备）。屏蔽 是以大地为参考点（见图22）。 DC-DC 器的 所有的DC-DC 器是 DC-DC 器有典型的 装置，所以，有一个 。固定 入 的DC-DC 器有固定的 率，例如C/D范 的 率， 一来，不管 的情况怎 ，它都有一个 定和可 的躁声 。 如果我们仔细的检查躁声 人 （见图 23），我们可以观测到几个明显的波峰值，这些波峰值产生于开关频率 的基波以及它的谐波（奇次波线谱）和全波调整 的两倍开关频率为基波以及它的谐波本（偶次波线谱）。准谐 振式的转换器，如 RECOM 的产品，有方波的开关波型，比开关型的转换器产生更低的纹波和更高的效率，但缺点在 于有相对来说更宽范围的 。 - 23 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 图 23： 独的 EC 准的 性 射覆盖的 率范 是 150KHz 到 30MHz。 于 100KHz 率的 器来 ， 会 生 299 个 独的 。由于制造 的 量， 率也有一个 化范 ，所以可能会有 90Hz 的 率 生，随之而来的是 在 30MHz 的 内附加 33 个 独的 。 入 的 化也会 致 率的 微 化（ 24）。所以， 了 出大体的 性 射躁声的数值，我们决定用 100KHz 率 基准 准 （RBW）来 示数据 明 。 个 范 的 RBW 出了所有波峰值的最高水平，而不时 独的 。 就便于理解，并自然而然的 了由于制造 和 入 化 所造成的 率的 化。（ 25）。 24： 率与 系 - 24 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 25： V 性 射在 DC-DC 的条件下 量。 越低， 射水平越低，所以 的 性 射躁声是最坏的情况。 器的温度性能 在本 用指南中所 述的DC-DC 器的温度性能 是比所数据 明 列出的工作温度范 好。我 在 品的工作 温度范 持保守 度主要原因是很 的确定在温度范 外的性能参数。 有一些物理上的因素限制了温度性能，如DC-DC 器内磁芯材料的温度性能（RECOM 所用的磁性材料最低的上限 温度是125°C）。用于DC-DC 器的瓷片 容也几乎都是特殊的，因 需要高可靠性和超 的寿命内的性能，不 ， 些 容的容 会在温度超 85°C 下降（ 波会增加）。其他考 的因素包括 器件的功耗， 然 些 器件有很高的温度 定 。温度超 100°C ， 些器件的 送 流的能力下降。 因此， 容 DC-DC 器可以使用于 称工作温度范 外，只要符合在 品性能 中 定的降功率使用参数。元 器件使用在 称工作温度范 外 的性能是无法达到 称工作温度范 内同 的性能指 。装置的 定度的指数可 以从温度 化下的工作 率的 化上 到（ 26）。典型的 率随温度 化 是0.5% 氏度， 是一个相 其他商 品而言很低的 化率。因 率在整个 和温度范 内都十分 定，所以RECOM的DC-DC 器很 容易率波。 26：典型的 率和温度 系曲 - 25 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 移到固模化DC-DC 生 器 安装的基本原 RECOM新的 新的方法将 的模 式混模 路的DC-DC 器 固模（TM） 固 脂塑料封装，从而一系列的 新型表面 装（SM）的DC-DC 器供 市 ，即所 的SOIC式元器件安装方式。 理所当然，采用新型元器件就需要不同的装配技 。 然未必是全新的技 ，但是新系列的 SS/SD 的 DC-DC 器在某些 用中可能需要不同的生 装配技 。 元器件的材料 TM 品系列的外壳采用 性非常好的 固 脂塑料。在外壳采用 固材料的 点是二次固化 循 不 形 （如，回流 的高温）。所以无需回流 予特 理。其他生 厂家采用 塑材料可能会 形，或在回流 加一个 屏蔽。 管脚的主体是 ，所以具有良好的 性， 会降低DC-DC 器的内部 流回路的阻抗。混模 路的 薄膜沉淀的方法制作 （或印刷 路板），它 更高的阻抗会 致DC-DC 器内部更高的 耗。 采用 管脚是60：40 容。 相兼 的 接 理。 是 准的管脚 接 理方式，几乎与生 境中所有 比例的 元器件的放置 SS/SD系列 品是根据 似SOIC封装 准由自 化放置机装配方式来 的。 品可以用管式封装或卷式封装。所 以 些 品可以用机器装配，无 是振 型滑梭，重力 料器， 是卷式 料器。 拿放元器件的真空型吸嘴可以用于 准14管脚或18管脚SOIC封装（通常直径5毫米的吸嘴）。因 混模 路比 准 SOIC封装更重，所以增加真空 力会很有帮助 （通常， 准14管脚SOIC封装的元器件重0.1克，SS/SD系列的DC-DC 器重1.3克）。如果有疑 ， 咨 你的 接机的供 商以 合适的真空型吸嘴。 如果 些元器件用手放置， 住元器件中央没有管脚的部分来放置。 在管脚上可能 影响。 元器件的位置 致管脚弯曲或管脚平整度受 整 元器件可以用光学 或用 子 整位置。如果用 子 整，必 确保 子 住元器件中央没有管脚的部分而不是 管脚上。元器件自身是 称的，所以很容易用两 方法的任何一 去 整位置。 的 SS/SD系列的DC-DC 器的管脚 距是1.27mm（0.05”)，管脚 1mm， 1.75mm。 ，管脚 在PCB CAD上可兼 用于所有的SS/SD系列 品。 些管脚 比很多 准的SOIC管脚 尺寸（0.64mm）更 ，所以PCB CAD 件所提供 的 准SOIC管脚 形可能无法适用。需要 的是， 些元器件是 源装置，需要 的管脚 和更厚的管 脚以减少内部 接的阻性 耗。 个元器件的管脚 SS/SD的一个 系列正 回流 本包括在相 的章 中。只是 用相 合适的即可。 是PCB配 可以制做成双元器件共用。例如，SD双 出的DC-DC 出的 品，而不需更改PCB配 。 器管脚 配 可以直接安装SS 温度曲 RECOM的SMD 品 上可以忍受最大的回流 温度是230°C（10秒），与CECC00802一致。如果多次回流 （如， 品 几次回流 高温炉），我 推荐使用比CECC0080指定的最大 低的温度 化率。 的 循 曲 会 致 内部材料的疲 ，特 是在超 5次的 升降循 的情况下。 - 26 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 基本上，我 的 品超 常用的IC和在PCB板上被 元件的回流 能力，几乎是 回流 条件高温最不敏感的元器 件之一。 推荐的回流 温度曲 下面两个 形 示推荐的SMD（表面 装）的回流 温度曲 一个DC-DC 器的数据 明 都 出了回流 温度曲 波峰的 于无 接（我 从2005年一月 始提供受批准的无 非我 出全体更新的通知。 推荐的回流 和 孔封装的 接温度曲 温度曲 。 和最大允 持 期。 品）正在研 中， 向我 的客 服 部 情，除 （SMD型） 注意：1. 推荐的回流 温度曲 2. 任何回流 是根据管脚的 量温度. 工序必需保持回流器件的内部温度少于215 °C - 27 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 推荐的流 温度曲 – 波峰 （ 孔型器件） 注意：1. 推荐的流 温度曲 2. 任何流 粘合 是根据管脚的 量温度. 工序必需保持器件的内部温度少于183 °C 的要求 如果SM（表面 装）的器件需要波峰 （如混合 孔和表面 装PCB）或 装在PCB的两面，有可能需要粘合 前去固定他 。粘合 可以防止SM表面 装器件被波峰 洗掉或在回流 程中被震掉。 接 如前所述，RECOM的SM系列DC-DC 器比 准的SOIC器件重一些。多出来的重量是由于尺寸和内部 路的 构。如 果只用普通的 装方法，元器件在 接 和管脚上会面 比平常更大的 力。在元器件身体和PCB 使用粘合 会 大大降低 力。如果客 的系 需要 冲 和振 ，使用粘合 于确保我 的 品通 些 境 力 是至 重要的。 RECOM的SS/SD系列的DC-DC 器有足 的空 在元器件底下放置粘合 而不会妨碍元器件的定位。粘合 的 和固化方法，加上 境 力 的要求和客 端更 服 的要求取决于粘合 的 用而不是器件本身。不 ，根据 粘合 化学工 的推荐，具有 固性塑料身体最好用 固性 脂型粘合 在PCB板和元器件之 。 如果回流 程也用来作 粘合 固化期，那 元器件可能在拿起和放置的 程中 很高的水平加速和减速。粘 合 必 在未固化前有足 的 度， 才能保持元器件被准确的放置在 定的位置上。 粘合 的放置 我 的 品完全符合粘合 分配的三 方法；管脚 移，印刷和分配。放置粘合 的方法取决于生 的程序和放 置粘合 的原因。例如，元件使用于混合 孔器件和表面 装的 路板上，粘合 用来固定并且必 在回流 程序 前固化。如果只用于表面 装的 路板上，粘合 固化可能可以与回流 程序同 行。如果粘合 用于防止冲 和振 ，但只用一 保形涂料， 可以避免不同的粘合 分离，而且涂 可以提高器件本身的机械 度。 粘合 分配或印刷的 案会提供 自 化生 。如果在根据 案放置后用UV（紫外 ）固化前用手工 整，手工 注射粘合 会更容易操作（即使是用 固化的粘合 ）。如果用手工注射粘合 ，点滴的高度和大小都不是很重要， 粘合 在回流 之后使用。如果粘合 在回流 之后放置，最好元件下不放 粘合 。元器件身体下所呈 的 毛 作用可以提供 一的分配点 展 很好的 形支持。所 示的 案允 粘合 理 程中散播到元器件支架 - 28 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 下，当然，PCB板的厚度不在考 范 内。如果使用很厚的PCB 箔，最好在元器件中央的下端用 接地（需要 注意保持隔离屏障的距离）。粘合 不 阻碍放置元件 管脚与 的接触，所以推荐使用低黏滞性的粘合 。 粘胶点的高度，粘滞度和流 性是至 重要。粘胶点必 有足 的高度才能添 PCB板和元器件 的 隙，也不可 以太低而 致流散或被元器件 使 染。 如果希望用大量小直径的粘胶点，只要遵循一些 的原 就可以更改粘胶点的 案。如果粘胶点的数目加倍，它 的直径 减半， 心距 至少两倍印好的直径，但是粘胶点高度 保持0.4毫米高。印好的粘胶点 是 与最近的器件本体保持至少一个直径的距离。粘胶点的数目不重要，重要的是粘合 与元器件本体的接合，但推荐 最少两个粘胶点。 清洗 RECOM表面 装的DC-DC 器所用的 固性塑料封装材料不是全部密封的。就像所有塑料封装的装置，一些很 的 反 媒介在某些 境下会 材料或内部元件，所以推荐使用惰性溶 （如基于酒精或水的溶 ）在室温和不活 空气（如空气或氮气中） 行清洗。 使用去离子水溶液 定制DC-DC 行清洗是比 适合的。 器 除了本数据 明 所 列的 准系列，RECOM有能力根据客 的特殊需要定制DC-DC 器。基本上， 品可以根据 RECOM 准 品用 （CAD）工具快速 出所需要不同的 入、 出 配置（如高达48V的 入或 出）。 原型 品可以在很短的 内制造出来。 我 可以根据客 的 格 定制DC-DC 器，或从 准系列中 定制的DC-DC 器都会 同 准 品同 格的 和 量 在各 客 的不同的特殊要求，不 ，一些典型的例子如下： ● ● ● ● ● ● ● ，我 有通用系列的 格 可以被使用。所有 。RECOM 客 特制的DC-DC 器广泛的 用 ✥✣✬逻辑驱动器 多节电池配置器 电讯设备 海事设备 汽车电子 ✬✣✤液晶显示器的电源回路 卡式仪器系统 RECOM的技 支持部或你的本地供 商来 您所需要的定制的DC-DC 器。 - 29 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 Powerline – DC-DC转换器 ISDN应用 封装方式和管脚 （mm） AI 型封装：31.8 x 20.3 x 10.2 mm C2 型封装：33.02 x 33.02 x 17.8 mm 仰示 管脚 距公差：±0.35 mm 管脚 PI 型封装：50.8 x 19 x 18 mm 距公差：±0.3 mm LI 型封装：45 x 35 x 18 mm 侧示 侧示 仰示 管脚 距公差：±0.4 mm 管脚 QI 型封装：68.6 x 50.8 x 20 mm 距公差：±0.25 mm 仰示 管脚 距公差：±0.4 mm - 30 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 Powerline – 定义 和测试 下面几 出POWERLINE系列的基本 格的大概解 和一些特 之 ，以及那些无法在我 其它 品系列中 述 的 用指南。 通用的 装置 EMC需要 大部分的 源 器都用 1所示的通用的 装置。 在本参考 中概述一些通用的 ● 足够功率的直流电源和标准的直流输入电压 ● 环境温度+25°C ● 可以输出满载的负荷 图 1-1: EMC 用 条件和方法。 方法用于: RP10-, RP12-, RP15-, RP20-, RP30-, RP40- and RP60- 系列 L1 = 1102.5 μH 0.5mm DCR = 0.1 C1, C2 = 47μF 100V 铝电解电容 纹波：180mA at 105°C, 120Hz 图 1-2 EMC 用 方法用于: RP03-A Serie, RP05-A Serie and RP08-A 系列。 L1 = 497 μH 0.3mm DCR = 55.1m C1, C2 = 47μF 100V 铝电解电容 纹波：180mA at 105°C, 120Hz - 31 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 图 1-3: 通用的DC/DC 器的 注意：如果待 的DC-DC 地感 ”模式。 入 置 器 有 端感 管脚，应把这些管脚与 的 出端 接起来。所有的 都是在“本 范 最大和最小 入 限制了DC-DC 器正常工作 格。 PI 滤波器 一个 入滤波器包括两个并联的电容和一个串联的电感，可以降低输入反射纹波电流。 图2: PI 滤波器 出 精度 在标称输入电压和额定输出负载的测试条件下，用高精度经过校准的直流电压计测量直流输出电压。 出 精度 是 量的 出 与指定的标称电压的差额，以百分比计算。 出 精度（如a%）可以用下列方程式 算： Vout – Vnom Vnom N Vnom 是 定 出 X100 . 平衡 用于多 出的功率 器，表示两个相反极性的 出 相 于 称 的差异的百分比。 输入电压调整率 在+25°C和 定的 出 的条件下， 量和 以下 ： ● 额定输入电压时的输出电压。Vout N ● 最高输入电压时的输出电压。Vout H ● 最低输入电压时的输出电压。Vout L 输入电压调整率是 Vout M （ 出 偏差的最大 ）与额定输入电压时的输出电压的百分比。 - 32 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 VoutM – VoutN Vout N X100 负载电压调节率 在+25°C和 定的 出 的条件下， 量和 以下 ： ● 定 出 的 出 。(Vout FL) ● 零负载或最小负载时的输出电压。(Vout ML) 负载电压调节率是上述两个 Vout ML – Vout FL Vout FL 效率 效率是 出功率和 条件下所 量的 出 的差 与 定 出 的百分比。 X100 入功率的比例，以百分比表示。通常在 定 出功率和 称 入 的条件下 量。 率 DC-DC 器或 源 直流 的速率。 出 波和躁声 波中的高 率成份，必 使用特殊的 量技 以确保 量 是正确的。至少使用20MHz 到所有 波的 著的 波峰 。 因 的示波器才能 由示波器的外接地或 形接地的探 所引起的 量躁声可以用 3的方法消除，探 的地 直接接触 器 出参 考地端，探 的正极直接接触 器正 出端。 可以保 示波器的探 与 器的 出端 的 量回路距离最短。 3： 出 波和躁声 （接 ） 4 示一个 源 出端的 的成分，然后是开关电源的 的 波 波型。波型中有三 成分，首先是源于 入整流器和滤波器的120Hz 率的成分，最后是小部分的高 纹波产生的高频尖峰。 图4：振幅 瞬 恢 这是在负载电流梯级变化时，电源输出电压恢复到指定百分比的正常电压值。 - 33 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 图5：瞬 恢 过流保护 在DC-DC 器 限制 出 流以防止 坏。在 出短路时，输出电压向下调节，防止输出端的电流过大。 向后折叠式过流保护 在 源过载时保护电源防止损坏的一 方法，在 接近短路 降低 出 流。 图6：向后折叠式过流保护的时间点 隔离 器的 入和 出 的 气隔离。（包括阻性隔离和容性隔离），通常取决于 击穿电压 加在 器的 入和 出 不会 致 坏的最大直流 。DC-DC 器的特性和 路的 距。 器的典型是最小500VDC。 阻性隔离和容性隔离 输入 输出 击穿电压 整流器和稳压管 Rectifier and Regulator 图7： - 34 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 温度系数 把功率 器放入恒温箱，连接标称输出负载，做以下的测试： ● 在环境温度+25°C时的输出电压 ● 恒温箱设定为正常工作的最高环境温度，功率 器放置15到30分 以达到温度平衡， 量 出 。 ● 恒温箱设定为正常工作的最低环境温度，功率 器放置15到30分 以达到温度平衡， 量 出 。 ● 计算环境温度+25°C时的输出电压与每摄氏度变化时输出电压变化的百分比。温度系数就是两个值中的较高的 数值，以每摄氏度变化时百分比表示。 境工作温度 源能正常工作的静止空气中的周 温度。 工作温度范 源能安全工作并符合 品 格 的周 温度范 源不工作并且不会 致 品功能退化 的周 境温度或外壳温度。 存 境温度范 。 出 我 的Powerline系列的一些 品可以提供在标称电压附近的小范 内 因 不同系列 品使用不同的 节电阻的 。如果 定 微 点的 出 的功能，需要外加 阻。 路，所以没有通用的 阻的 算公式。下列的 列表 出 些调 不能符合要求，需要下一点的 性近似值，可以使用变阻器。 RP20-, RP30- XX18S 向上调节 Trim up 向下调节 Trim down - 35 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 - 36 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 - 37 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 封装管 管长=520mm±1.0 管长=520mm±1.0 管长=530mm±2.0 管长=520mm±2.0 管长=530mm±2.0 管长=520mm±2.0 - 38 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 封装管 管长=520mm±2.0 管长=520mm±2.0 管长=520mm±2.0 管长=252mm±2.0 管长=538mm±2.0 - 39 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 封装管 管长=292mm±2.0 管长=254mm±2.0 管长=275mm±2.0 - 40 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 封装管 管长=256mm±5.0 系列 - 41 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 载体带 RSS-xxxx & RQS-xxxx 载体带外形尺寸 定位孔公差每 10 间距±0.2 1. 2. 3. 4. 10 定位孔间距累积公差±0.20 所有尺寸符合 EIA-481-2 规格 每 13”载体卷装入元器件:500 个 盘中心孔直径是 13.0mm - 42 - D DC C--D DC CC CO ON NV VE ER RTTE ER R应 应用 用指 指南 南 载体带 RSD-xxxx & RQD-xxxx & RZ-xxxx 载体带 外形尺寸 定位孔 Φ1.5+0.1/-0 定位孔公差每 10 间距±0.2 所有尺寸用 mm xx.xx±0.1 17. 18. 19. 20. 10 定位孔间距累积公差±0.20 所有尺寸符合 EIA-481-2 规格 每 13”载体卷装入元器件:500 个 盘中心孔直径是 13.0mm - 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