DC-DC模块电源越来越多地运用于通讯、工业自动化、电力操控、轨道交通、矿业、军工等职业。模块化的规划能够有用简化客户的电路规划，进步体系的牢靠性和维护功率。那么，怎么进步根据DC-DC模块的电源体系的牢靠性？本文就这个主题作扼要剖析与讨论。
为什么需求DC-DC模块电源？
DC-DC阻隔模块电源首要运用于分布式电源体系中，用以对电源体系完成阻隔下降噪声、电压转化、稳压和维护功用。运用DC-DC阻隔模块电源的效果如下：
榜首，模块电源选用阻隔式规划，能够有用阻隔来自一次侧设备带来的共模搅扰对体系的影响，使负载能够安稳作业。
第二，不同的负载需求不同的供电电压，例如操控IC需求5V、3.3V、1.8V等；信号收集用的运放则需求±15V；继电器则需求12V、24V；而母线电压多为24V，因此需求进行电压转化。
第三，母线电压在长距离传输过程中会存在线损，故到PCB板级时电压较低，而负载需求安稳的电压，因此需求宽压输入，稳压输出。
第四，电源需求在反常情况下，维护体系的负载和自身不坏。
怎么挑选高牢靠性的DC-DC模块电源
选用老练的电源拓扑
电源模块的规划尽量选用老练的电源拓扑。例如1W～2W的定压输入DC-DC电源模块挑选Royer电路，而宽压输入系列则多选Flyback拓扑，部分选Forward拓扑。
全负载规模内高功率
高功率意味着更低的功率损失和更低的温升，能够有用进步牢靠性。在实践运用中，电源都会挑选必定程度的降额规划，特别是在负载IC的功耗越来越低的今日，电源大部分时分都有或许在轻载情况下作业。因此，全负载规模内高功率关于电源体系牢靠性来说是十分要害的参数，但往往被电源厂商疏忽。大部分厂商为了技能手册上的参数招引客户，往往将满载功率做到较高，但在5%～50%的负载情况下功率较低。
以金升阳的15W DC-DC模块电源VRB2412LD-15WR2为例，VRB2412LD-15WR2在额定电压24V输入时轻载10%的功率比干流同行水平高出15%，如图1和图2所示。
经过功率的进步也能够有用下降产品的外壳温升，VRB2412LD-15WR2在实践负载作业时的温升要低13.8℃。
极限温度特性
电源模块运用的地舆区域十分广大，或许有热带的盛暑，也有相似俄罗斯冬季的酷寒。因此要求DC-DC模块的作业温度规模最低要求为-40℃～85℃，也有做到更好的，例如金升阳的定压R2代1W～2W作业温度可做到-40℃～105℃。假如在轿车BMS、高压母线监测运用，则需求作业温度为 -40℃～125℃，金升阳的CF0505XT-1WR2作业温度可做到125℃。
极限温度实验是最能查验电源模块牢靠性的办法，例如高温老化、高温低温带电作业功能测验、高低温循环冲击实验和长期高温高湿测验等。正规的电源开发都会经过以上测验。因此，是否有此类测验设备也成为了判别电源厂商是否为山寨厂商的根据。
高阻隔、低阻隔电容
医疗产品要求极低的漏电流，电力电子产品需求原边和次级之间尽量少寄生电容。这两个职业有一个共性的需求，即要求尽量高的阻隔耐压和尽量低的阻隔电容，用以下降共模搅扰对体系的影响。假如在医疗或电力电子范畴运用，1W～2W DC-DC主张选取阻隔电容低于10pF的电源模块，宽压产品则尽量选取低于150pF的电源模块。
EMC特性
EMC功能是电子体系正常、安全作业的确保，现在电子职业对产品的EMC功能都提出了很高的要求，客户常常诉苦因EMC处理欠好导致体系的复位重启乃至是前期失效，因此优秀的EMC特性是电源模块中心竞争力。
电源体系运用规划的牢靠性
电源自身的牢靠性当然重要，可是实践上，由于电源体系作业环境的复杂性，再牢靠的电源假如没有牢靠的体系运用规划，终究电源仍是会失效。下面介绍几种常见的电源体系运用规划的办法和注意事项。
冗余规划技巧
在牢靠性要求高的场合，要求电源模块即便损坏，体系也不能断电。此刻，能够采纳冗余供电的方法来进步体系的牢靠性。图3为其间一种常见的冗余规划方案。当一个电源模块损坏时，别的一个模块能够持续供电。
图中D1、D2主张运用低压降的肖特基二极管，以防止二极管的压降影响后端体系的作业，别的，二极管的耐压值要高于输出电压。这种办法会发生额定的纹波噪声，需外接%&&&&&%来减小纹波或是加滤波电路。
降额规划
众所周知，降额规划能够有用进步电源作业寿数，可是负载过轻运用，电源的功能又无法作业在最佳状况。例如，金升阳DC-DC模块电源主张在负载规模30%～80%内运用，此刻各方面功能体现最佳。
合理外围防护规划
电源模块运用职业十分多，运用的环境要求也不近相同，由于其通用性规划，DCDC模块电源仅能满意通用共性需求。因此当客户的运用环境要求严苛时，需求加恰当的外围电路来进步电源的牢靠性。
以金升阳的20W DC-DC铁路电源URB24XXLD-20WR2为例，独自模块只能经过EN50155 1.4倍输入电压Vin的1s测验，但由于体积原因没有办法经过RIA12的规范，经过增加外围电路（也能够挑选金升阳EMC辅佐器FC-AX3D），就能经过RIA12要求的3.5Vin/20ms的等测验要求。
因此合理的外围电路规划能够使模块满意更高等级的技能标准，使之习惯更恶劣的运用环境，进步电源模块的牢靠性。
散热规划
工业级电源模块的损坏大约有15%是由于散热不良导致的，电源模块是朝着小型化和集成化方向开展的，可是许多运用场合电源是处于密闭的环境中接连作业的，假如积热无法散出去，电源内部的器材或许由于超越热应力而损坏。一般的散热方法有天然风冷、散热片散热和加强制性散热电扇等。热规划的几点经历共享如下：
电源模块的对流通风。关于依托天然对流和热辐射来散热的电源模块，周围环境必定要便于对流通风，且周围无大器材遮挡，便于空气流通。
发热器材的放置。假如体系中具有多个发热源例如多个电源模块，相互之间应尽量远离，防止相互之间热辐射传递导致电源模块过热。
合理的PCB板规划。PCB板供给了一种散热途径，在规划时就要多考虑散热途径。例如加大主回路的铜皮面积，下降PCB板上元器材的密度等，改进模块的散热面积和散热通道，例如电源模块应尽量笔直放置，能够使热量赶快向上发出；假如将DC-DC模块放在PCB的底部，则向上发出的热量会被PCB阻挠，导致产品积热无法发出出去。
更大封装尺度和散热面积。相同功率的电源，假如或许尽量挑选尺度更大的封装和散热面更大的散热器，或许运用导热胶将电源模块外壳与机壳衔接。这样电源模块具有更大的散热面积，散热会更快，内部的温度会更低，电源的牢靠性天然也就越高。
匹配性规划、安规规划。电源的输入走线尽量坚持直线，防止构成环路天线招引外界辐射搅扰。一起输入线和输出线需求依照UL60950的安规要求坚持适宜的距离，防止耐压失效。再者，电源底板下制止布线，特别是信号线、电源变压器的电磁线会对信号构成搅扰。
别的一个规划师需注意的是，需求重视一次电源和二次电源之间，以及电源与体系作业频率的倍频错开，避开相互之间的体系匹配性问题。
