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来自工程师的声音

支持长期供应保证和小卷盘销售 工业应用级降压型DC/DC转换器

最先进的同步整流转换器是
工业设备省力化与小型化的关键

工业应用级降压型DC/DC转换器
系列 -其2-

关键词
  • 尺寸
  • 二极管整流
  • 效率
  • 同步整流
  • 安装面积
  • 小型化

-上次您谈了LB产品支持长期供应保证与小卷盘销售,有助于工业设备的省力化与小型化。那么接下来请您具体介绍一下LB产品的DC/DC转换器。

前面我也提过,目前的产品阵容为同步整流降压型的功率晶体管内置型约有16种机型,支持控制器的有2种机型。当然工作温度范围等基本规格均为工业级。具体请参考下表。

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-说到工业设备用的DC电源,我的印象中是工业设备中将标准的总线电压12V和24V作为输入,向电路板供给系统电压5V和3.3V。
看表中功率晶体管内置型的最大输入电压范围,有好像符合我印象的40V产品,另外还有7V、20V的产品系列,请介绍一下其作用。

您印象中的用途可使用40V产品。12V总线当然可处理24V总线。可处理24V的功率晶体管内置的为同步整流型在行业中也不多见,因此对设计人员来说是利好消息。20V产品基本上是12V输入,有些情况下5V输入也可。7V产品是设想从12V/24V降压的5V/3.3V再降压。MCU和FPGA等通过3.3V以下的电压工作的设备增加,因此定位为对总线电压降压后的低电压进行降压的二次DC/DC转换器。不仅高耐压产品,低电压产品也需要LB产品。

为整理一下上述内容,再提供一个表格。这个表格是相对于标准3.3V、5V、12V、24V输入电压每个机型的对应范围与输出电流,更容易理解。

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-印象中工业设备的降压尤其是从12V、24V的降压一般使用二极管整流型的DC/DC转换器。
该系列是同步整流型,有什么特别用意吗?

工业设备总线电压的降压多使用二极管整流(异步整流)型,这是事实。特别是这部分是12V、24V等比较高的电压,从总线角度看,必须从根本上考虑配电相关事项,因此需要强大的电源。从这个意义来讲,包括以往的业绩在内,二极管整流型一直比较受欢迎。

然而另一方面,同步整流型以膝上电脑等电池驱动设备中的采用为开端,现在已经成为必须高效的便携设备的标准电源。作为众所周知的事实,相对于一般二极管整流型的最大效率超过80%的程度,同步整流型则可实现超过90%的高效率。首先,“高效率”这一点是同步整流型的最大优点。

近年来,节能化与小型化已成为不可或缺的要求事项。这在工业设备领域也不例外,为了耐用而体积大一点粗糙一点效率也多少牺牲一点等已经越来越不被允许。在这种背景下,电源正应该好好利用可实现高效率的同步整流型。

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-我想同步整流型已经在众多电子设备中采用,为什么工业设备中的应用并不那么广泛呢?

这是个很难回答的问题(苦笑)。从业绩的角度考虑采用时的确犹豫不定的情况比较多。实际上,一直以来同步整流型也有高耐压品,而且其在全球的业绩也已经有十二分了吧。如果说有什么的话,可能给人的印象是其应用偏消费电子设备,并不适合工业设备。

包括这个层面的原因在内,LB产品的规格既注重性能等实质方面,又满足长期供应保证、小卷盘销售等工业设备特有的需求。希望能消除传统印象带来的顾虑。

-现在我明白了使用同步整流型可提高电源效率并且更省力。
那关于小型化怎么解释呢。听说一般同步整流型的元器件数量比二极管整流型的要多,设计也更复杂。

您说的也并没有错,但那是指使用控制器型IC的情况。该系列的控制器型有2种机型,另外内置功率晶体管,所需的外置元器件为电感1个,输入输出电容器、设置/调整用电阻与电容器各几个。这与一般的二极管整流型相比,二极管整流型的肖特基势垒二极管无论如何都需要外置,因此主要元器件反而增加了。近年来的同步整流型尽量集成能内置的元器件,控制器型也同样,只有功率晶体管内置还是外置的区别。从元器件数量和设计成本层面看,不需要二极管整流所需的1个二极管,因此可以说如今同步整流型反而更具优势。

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另外我再讲一下关于尺寸的重要因素。如果说元器件数量相同,那么影响尺寸的就是元器件本身的尺寸。IC本身都是很小的,但在电源电路中大小比较引人注目的是电感与输入输出电容器。如果开关频率提高,这些元器件可简单地使用值小的产品,自然尺寸也变小。一般从损耗和控制层面看,同步整流的开关频率更容易提高,进行兆赫兹开关的同步整流型并不罕见。实际上,关于安装面积,比起IC和元器件数量,多数情况下外置元器件的尺寸已占主导地位。举个例子,请看下面的照片。这是40V输入的功率晶体管内置型BD9E300EFJ与同等能力的二极管整流型的比较。从照片可以看到,安装面积仅为一半左右,电感非常小,没有二极管。

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-也就是说,LB产品不仅通过长期供应保证与小卷盘销售来满足工业设备客户安心与利便性需求,还非常注重有助于省力化与小型化的效率与尺寸等实质层面。

这就是该系列的特别用意。希望客户在新产品设计时甚至改版升级等时务必考虑采用该系列产品。

※任何时候均支持小卷盘销售。请个別咨询。

产品信息

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工业应用级降压型DC/DC转换器 系列 -其1-

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