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分布式电源架构允许更有效的设计结构

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分布式电源架构允许更有效的设计结构

发布日期:2021-04-22 编辑: 点击:

天津分布式电源电路的概念是将集中式开关模式电源与大量本地转换器模块相结合,使开发人员能够设计出更有效的设计。通过使用DC/DC转换器或开关调节器在板上产生本地所需的直流电,可以显著简化单个组件的结构。如今,“现成的”模块几乎可用于任何应用,价格大幅下降,定制解决方案通常不再是可行的选择。

电子世界已经成为一个高度数字化的世界。微控制器、App、传感器技术和网络系统——包括物联网——正在为电子系统的功能制定新的标准。模拟技术没有被推到一边的领域是电源领域。

开关电源一直是少数专业制造商的领域。另一方面,鉴于DC/DC转换器的额定电压较低,其设计传统上被视为产品开发过程的一部分。因此,这些转换器通常是分立设计的。然而,当年轻的开发人员不再特别精通模拟技术,并且缺乏铁氧体磁芯、扼流圈和晶体管领域的专业常识时,包括微型DC/DC转换器在内的电源设计应该留给专家。这种方法节省了原型开发的时间,也有助于明确开发团队的职责。

山东分布式电源架构方便了专家的授权

由于特定组件的责任通常委托给产品开发项目团队中的相关专家,因此将电源设计留给专家是有意义的。通过覆盖整个系统电力需求的集中式电源,可以在组件内本地产生本地所需的DC电压。通过采用这样的体系结构,各个开发团队仍然专注于他们实际的模块设计任务,并且可以更加独立地工作。还有另一个优势:如果在未来,分布式电力系统中的某个组件需要针对更大的功率或不同的电压进行修改,那么只需对该组件的电压转换器进行调整。集中供电和电路中的其他部分不受影响。

DC/DC转换器包含一个环形变压器,将输入与输出隔离开来,因此组件内部的各个部分可以轻松分开,以防止接地环路并更大限度地降低噪声。DC/DC转换器还可用于使放大器通道电绝缘,并保持接口端口或测量探头与器件内部的其他电子元件分开。这在医疗电子设备中尤其重要,因为包括UL/EN60601-1在内的相关标准和法规规定了额外的绝缘以保护患者。

天津分布式电源

为什么模块化电源架构效率更高?

每个电源都要消耗一些能量才能正常工作。然而,在额定功率较高的情况下,这种消耗相对较小。这就是为什么150瓦电源的效率约为90%,而额定功率为1W或2W的小电源几乎达不到70%的原因。一个好的DC/DC转换器的效率在85%到92%之间,这取决于电源等级和拓扑结构。然而,开关调节器可以实现高达96.5%的效率!

因此,从效率的角度来看,为系统配备一个大型集中式电源,并通过DC/DC转换器和开关调节器在本地产生各种DC功率。

显而易见,“现成的”DC/DC转换器已经在数千个应用中进行了测试,其效率比在相当大的时间压力下开发和生产的定制设备更高。在新的转换器的测试中,手指甲大小的转换器与同等额定功率的定制转换器进行了比较,显示出效率方面的显著差异。在满负荷下,定制设计的转换器达到70%,这是一个值得称赞的结果。然而,在半负载时,效率降至55%,比R1SX低17个百分点。定制设计的设备的功耗为409mW,是195mW的R1SX的两倍多。在这种情况下,切换到“现成的”模块不仅可以节省能源,还可以减少印刷电路板上的磁头负载。

效率超出了额定电效率

说到效率,工程师通常不仅仅是考虑电气效率。随着模块的设计变得越来越复杂,印刷电路板上的小尺寸往往证明是一个巨大的优势。如今,功率密度已经成为一个重要的效率因素。模块化转换器通常比分立设计的器件封装得更密集,因此“现成的”模块通常只占电路板空间的一半。这是一个显著的优势,因为空间往往是多氯联苯的稀缺商品。

经验表明,电源的设计通常要等到项目的结束。通过选择具有山西分布式电源架构的模块化设计,这一任务可以在更早的阶段解决,即在定义集中式电源的时刻。选择组装和认证的转换器可以节省更多的时间和金钱,因为它们更有可能使产品在初次尝试时通过电磁兼容性测试和认证程序。

综上所述,分散式电源架构显然是更好的解决方案。但是费用呢?购买的DC/DC转换器和开关调节器不是更贵吗?当比较内部生产设备的生产成本和购买模块的价格时,分立设计的转换器往往更便宜。然而,考虑到开发、测试和认证成本,情况就不同了。在内部生产的模块未通过电磁兼容性测试或初次提交时未获得批准和认证的常见情况下,起初的成本节约可能会很快化为乌有。如果重新设计导致市场推出延迟,而竞争对手正在抢占市场份额,那么财务损失甚至更大。因此,建议项目经理仔细评估他们是否愿意承担与内部开发相关的风险。

良好的资源管理要求将组件和供应商的数量保持在Z低水平——当然,购买模块的情况总是如此。毕竟,环形变压器、铁氧体磁芯、焦炭和晶体管等零件是高度专业化的部件,不容易在内部零件清单中找到。


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关键词:天津分布式电源,山东分布式电源,山西分布式电源

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