深入解析DCP02系列2W隔離非穩(wěn)壓DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊
在電子工程師的日常設(shè)計工作中,DC/DC轉(zhuǎn)換器是一個關(guān)鍵的組件,它能為各種電子設(shè)備提供穩(wěn)定的電源。今天,我們就來詳細(xì)探討一下德州儀器(TI)的DCP02系列2W隔離非穩(wěn)壓DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊。
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一、產(chǎn)品概述
DCP02系列是一系列2W的隔離非穩(wěn)壓DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊,輸入源可以是5V、12V、15V或24V,典型效率高達(dá)89%。這種高效率得益于高度集成的封裝技術(shù)以及定制的功率級和控制設(shè)備的實現(xiàn)。該系列器件僅適用于操作隔離,電路設(shè)計采用了先進(jìn)的BiCMOS和DMOS工藝。
二、產(chǎn)品特性
(一)隔離特性
- 隔離類型:UL定義了現(xiàn)代電源中使用的幾種隔離類型,DCP02系列屬于操作或功能隔離,通過高壓測試(hipot)來定義,通常使用絕緣線作為變壓器的主要隔離屏障。需要注意的是,具有操作隔離的產(chǎn)品絕不能用作安全隔離系統(tǒng)的元件。
- 連續(xù)電壓:對于沒有特定安全機(jī)構(gòu)認(rèn)證(操作隔離)的設(shè)備,正常運(yùn)行時可施加在部件上的連續(xù)電壓小于42.5 VRMS或60 VDC,要確保輸入和輸出電壓都保持在正常的SELV限制內(nèi)。
- 隔離電壓:TI的DCP02系列DC - DC轉(zhuǎn)換器在生產(chǎn)時都會進(jìn)行1.0 kVAC的1秒耐壓測試,以驗證隔離屏障的完整性。
- 重復(fù)高壓隔離測試:重復(fù)的高壓隔離測試可能會降低隔離能力,因此要嚴(yán)格限制高壓測試的次數(shù)。如果確實需要進(jìn)行測試,應(yīng)將電壓從規(guī)定測試電壓降低20%,且每次測試持續(xù)時間限制為1秒。
(二)功率級與振蕩電路
- 功率級拓?fù)?/strong>:DCP02系列器件采用推挽式中心抽頭拓?fù)?,開關(guān)頻率為400 kHz(由800 kHz振蕩器分頻得到)。
- 振蕩器與看門狗電路:板載的800 kHz振蕩器通過二分頻電路產(chǎn)生開關(guān)頻率,該振蕩器可以與其他DCP02系列設(shè)備電路或外部源同步,以最小化系統(tǒng)噪聲??撮T狗電路會檢查振蕩器電路的運(yùn)行情況,當(dāng)SYNC引腳拉低時,振蕩器將被禁用,輸出引腳將在2 μs內(nèi)進(jìn)入三態(tài)模式。
(三)保護(hù)特性
- 熱關(guān)斷保護(hù):該系列器件配備了熱關(guān)斷電路,當(dāng)片上溫度超過150°C時,設(shè)備將關(guān)閉,溫度降至150°C以下時將恢復(fù)正常運(yùn)行。
- 短路保護(hù):具備短路保護(hù)功能,能有效保護(hù)設(shè)備在短路情況下不受損壞。
(四)同步特性
當(dāng)板上需要多個DC/DC轉(zhuǎn)換器時,由于開關(guān)頻率的微小差異可能會產(chǎn)生拍頻和其他電氣干擾。DCP02系列器件通過允許設(shè)備相互同步來克服這一問題,最多可通過連接SYNC引腳同步八個設(shè)備,但要注意盡量減少走線電容,因為雜散電容(大于3 pF)會降低開關(guān)頻率,甚至停止振蕩器電路。對于使用超過八個同步設(shè)備的應(yīng)用,建議使用外部設(shè)備驅(qū)動SYNC引腳。
(五)輕載與負(fù)載調(diào)節(jié)特性
- 輕載運(yùn)行:在低于10%負(fù)載下運(yùn)行時,輸出電壓可能會增加到典型輸出電壓的兩倍。因此,對于額定輸出電流小于10%的應(yīng)用,建議添加最小負(fù)載,例如為DCP020505P連接一個125 - Ω的預(yù)載電阻,以確保設(shè)備的輸出電壓在負(fù)載調(diào)節(jié)范圍內(nèi)。
- 負(fù)載調(diào)節(jié):DCP02系列器件的負(fù)載調(diào)節(jié)范圍為10% - 100%負(fù)載,施加最小10%的負(fù)載可確保輸出電壓在規(guī)定范圍內(nèi)。
三、應(yīng)用領(lǐng)域
DCP02系列模塊適用于多種應(yīng)用場景,包括信號路徑隔離、消除接地環(huán)路、數(shù)據(jù)采集、工業(yè)控制和儀器儀表以及測試設(shè)備等。其隔離特性和豐富的功能使其成為這些領(lǐng)域中實現(xiàn)可靠電源轉(zhuǎn)換的理想選擇。
四、設(shè)計要點(diǎn)
(一)引腳配置與功能
DCP02系列有7引腳PDIP和12引腳SOP兩種封裝形式,不同引腳具有不同的功能,如SYNC引腳用于同步和設(shè)備的禁用/啟用,+VS和 - VS分別為輸入電壓和輸入側(cè)公共端,+VOUT和 - VOUT為正輸出電壓和負(fù)輸出電壓等。在設(shè)計時,要根據(jù)具體需求正確連接引腳。
(二)輸入輸出電容選擇
- 輸入電容:對于5V、
-
DC/DC轉(zhuǎn)換器
+關(guān)注
關(guān)注
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