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分布式電源架構允許更有效的設計結構

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分布式電源架構允許更有效的設計結構

發布日期:2021-04-22 作者: 點擊:

天津分布式電源電路的概念是將集中式開關模式電源與大量本地轉換器模塊相結合,使開發人員能夠設計出更有效的設計。通過使用DC/DC轉換器或開關調節器在板上產生本地所需的直流電,可以顯著簡化單個組件的結構。如今,“現成的”模塊幾乎可用于任何應用,價格大幅下降,定制解決方案通常不再是可行的選擇。

電子世界已經成為一個高度數字化的世界。微控制器、軟件、傳感器技術和網絡系統——包括物聯網——正在為電子系統的功能制定新的標準。模擬技術沒有被推到一邊的領域是電源領域。

開關電源一直是少數專業制造商的領域。另一方面,鑒于DC/DC轉換器的額定電壓較低,其設計傳統上被視為產品開發過程的一部分。因此,這些轉換器通常是分立設計的。然而,當年輕的開發人員不再特別精通模擬技術,并且缺乏鐵氧體磁芯、扼流圈和晶體管領域的專業知識時,包括微型DC/DC轉換器在內的電源設計應該留給專家。這種方法節省了原型開發的時間,也有助于明確開發團隊的職責。

山東分布式電源架構方便了專家的授權

由于特定組件的責任通常委托給產品開發項目團隊中的相關專家,因此將電源設計留給專家是有意義的。通過覆蓋整個系統電力需求的集中式電源,可以在組件內本地產生本地所需的DC電壓。通過采用這樣的體系結構,各個開發團隊仍然專注于他們實際的模塊設計任務,并且可以更加獨立地工作。還有另一個優勢:如果在未來,分布式電力系統中的某個組件需要針對更大的功率或不同的電壓進行修改,那么只需對該組件的電壓轉換器進行調整。集中供電和電路中的其他部分不受影響。

DC/DC轉換器包含一個環形變壓器,將輸入與輸出隔離開來,因此組件內部的各個部分可以輕松分開,以防止接地環路并更大限度地降低噪聲。DC/DC轉換器還可用于使放大器通道電絕緣,并保持接口端口或測量探頭與器件內部的其他電子元件分開。這在醫療電子設備中尤其重要,因為包括UL/EN60601-1在內的相關標準和法規規定了額外的絕緣以保護患者。

天津分布式電源

為什么模塊化電源架構效率更高?

每個電源都要消耗一些能量才能正常工作。然而,在額定功率較高的情況下,這種消耗相對較小。這就是為什么150瓦電源的效率約為90%,而額定功率為1W或2W的小電源幾乎達不到70%的原因。一個好的DC/DC轉換器的效率在85%到92%之間,這取決于電源等級和拓撲結構。然而,開關調節器可以實現高達96.5%的效率!

因此,從效率的角度來看,為系統配備一個大型集中式電源,并通過DC/DC轉換器和開關調節器在本地產生各種DC功率。

顯而易見,“現成的”DC/DC轉換器已經在數千個應用中進行了測試,其效率比在相當大的時間壓力下開發和生產的定制設備更高。在新的轉換器的測試中,手指甲大小的轉換器與同等額定功率的定制轉換器進行了比較,顯示出效率方面的顯著差異。在滿負荷下,定制設計的轉換器達到70%,這是一個值得稱贊的結果。然而,在半負載時,效率降至55%,比R1SX低17個百分點。定制設計的設備的功耗為409mW,是195mW的R1SX的兩倍多。在這種情況下,切換到“現成的”模塊不僅可以節省能源,還可以減少印刷電路板上的磁頭負載。

效率超出了額定電效率

說到效率,工程師通常不僅僅是考慮電氣效率。隨著模塊的設計變得越來越復雜,印刷電路板上的小尺寸往往證明是一個巨大的優勢。如今,功率密度已經成為一個重要的效率因素。模塊化轉換器通常比分立設計的器件封裝得更密集,因此“現成的”模塊通常只占電路板空間的一半。這是一個顯著的優勢,因為空間往往是多氯聯苯的稀缺商品。

經驗表明,電源的設計通常要等到項目的結束。通過選擇具有山西分布式電源架構的模塊化設計,這一任務可以在更早的階段解決,即在定義集中式電源的時刻。選擇組裝和認證的轉換器可以節省更多的時間和金錢,因為它們更有可能使產品在初次嘗試時通過電磁兼容性測試和認證程序。

綜上所述,分散式電源架構顯然是更好的解決方案。但是費用呢?購買的DC/DC轉換器和開關調節器不是更貴嗎?當比較內部生產設備的生產成本和購買模塊的價格時,分立設計的轉換器往往更便宜。然而,考慮到開發、測試和認證成本,情況就不同了。在內部生產的模塊未通過電磁兼容性測試或初次提交時未獲得批準和認證的常見情況下,起初的成本節約可能會很快化為烏有。如果重新設計導致市場推出延遲,而競爭對手正在搶占市場份額,那么財務損失甚至更大。因此,建議項目經理仔細評估他們是否愿意承擔與內部開發相關的風險。

良好的資源管理要求將組件和供應商的數量保持在Z低水平——當然,購買模塊的情況總是如此。畢竟,環形變壓器、鐵氧體磁芯、焦炭和晶體管等零件是高度專業化的部件,不容易在內部零件清單中找到。


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關鍵詞:天津分布式電源,山東分布式電源,山西分布式電源

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