有关DC/DC有效率问题

发表于 2009-8-8 19:28

本帖最后由 iC921 于 2009-8-8 19:31 编辑

近段时间以来，我们有一种电源故障引起我的注意。情况大致是这样的：

一个主要连接接口、CPU板和一个测量模块，频频引起CPU板的重启。维护人员此时几乎都是更换测量模块后转正常（事实上个别不是这样），还累试不爽（此策是否妥当，不在此讨论，现场是需要一些不一定是很地道的处理措施）。为此，我测量了该模块的电源消耗。发现效率真的很低。例如，一块E0515S-2W通常输出电流仅±15 mA不到，但输入电流居然超过170 mA，效率仅仅52%！

细算，170 mA的输入电流已经很接近额定输入电流的一半（0.85 W），±15 mA输出电流则仅仅相当于额定输出电流的1/4。我知道DC/DC或者开关电源应该在接近额定输出功率的情况下有最高的效率，可今天发现，在比如1/4额定输出功率下还竟然只是50%略大，这下也算见识了。请问：真有这么“悬”吗？

详细测量有待进一步进行，是否能更换成小功率的DC/DC有待努力。所有DC/DC信息如下：

http://www.mornsun-power.com/cn/product_inf.aspx?typeID=12

E_S-2W

F_S-1W

http://www.mornsun-power.com/Upl ... 20&%20F_S-1W_EN.pdf

http://www.mornsun-power.com/Upl ... 20&%20F_S-2W_EN.pdf

发表于 2009-8-8 19:32

这几天网络不通，刚才看到蚂蚁奉旨回来灌水了，希望能得到他的解答！

发表于 2009-8-8 22:58

今生阳的芯片啊，我也用过，效果还可以、、、

发表于 2009-8-9 00:25

这种模块电源经常用,手册里说是70%左右效率
  这种DC/DC功率模块都是禁止空载的,也禁止并联

  个人猜测因为体积所限,内部隔离,所以线圈做得很小
  导致必须使用高频率,因而轻载条件下效率很低

发表于 2009-8-9 07:10

这种模块，我觉得不太好。
在我们这里的使用情况是：5V-5V的DC/DC，感觉一是损坏率较高，此为过去所未见；二是电压的准确性过低，不少超过±5%。

测试中还发现有个有趣的事情：加大输入信号的时候，输入电流或输出电流都减小。这可能是其中一个运放工作在比较器状态下造成的，因为信号加大到运放从比较器状态转为跟随器状态时，电流都一下子增大了。

发表于 2009-8-9 07:17

4# vwwj

我们选用的两种，一种效率为82%，另一种为81%。板上DC/DC，不会有并联或空载。

个人猜测因为体积所限,内部隔离,所以线圈做得很小，导致必须使用高频率,因而轻载条件下效率很低

体积小，线圈小，为什么会导致频率高，还牵连到l轻载下的效率？

这些电源我多半只会用，没想过内部电路会是什么样的，更不会分析了。望详解ing！

发表于 2009-8-9 08:35

本帖最后由 vwwj 于 2009-8-9 08:37 编辑

线圈小,表示储能少,所以必须要高频率
  高频率会增加MOS管开关损耗,继流二级管的导通损耗等等
  在小电流下,这些损耗是影响效率的主要因素

  以上仅为个人猜测,因为本人对DC/DC也只是了解一点而已

发表于 2009-8-9 16:27

但是较高的电压输出（已有±15V），应该是对效率提高有利的一面

发表于 2009-8-10 11:52

变压器效率是小功率隔离变换器的效率瓶颈，其次才是开关管及控制电路损耗。
小功率的变压器效率不容易做好，这也就决定了这类变换器效率很难做上去。

发表于 2009-8-10 19:09

谢谢大蚂蚁！
可否一下此类DC/DC中，效率与额定功率的一些规律？这个涉及可能要做出的更换问题……对了，你的产品（作品）到哪去了解？

发表于 2009-8-11 09:23

本帖最后由 PowerAnts 于 2009-8-11 10:00 编辑

目前暂时不计划做这类常规通用的产品,市场已经饱合

发表于 2009-8-11 19:41

原来是这样。不过，能否讲一讲“小型DC/DC的效率与额定功率的一些规律”？

发表于 2009-8-12 07:30

一般厂家会有这些数据，但不一定愿意给，自己也可以盲测，用10000个模块一个一个测试，绘制出测试曲线，然后用最小二乘发拟合出经验公式，就可以找到相当可靠的小型DC/DC的效率与额定功率的规律，不过，要花点测试费用。

一个DC/DC模块有很多指标参数，使用前要先确保指标符合要求。比如：宽压输入，就要把各种电压输入测试一遍。全范围内的正常开关机，就要在额定的各种温度下测试。很多厂家给出的指标根本达不到要求，完全是一种营销宣传策略，故量产前一定要验证一下。电源模块不是理想器件，超出前提条件当然就不会正常工作了。眼看着功能全部实现，就是做不出产品，无法销售，失去商机，到嘴的鸭子飞掉了，实在令人遗憾，其实这些早已经有解决方案了。

以下是要测试的指标：

《快快乐乐跟我学开关电源设计》
      2009/05/12  asdjf@163.com  www.armecos.com

。。。。。。

----------------
开关电源设计举例
----------------

设计一个标准的多输出电源：
稳态设计规格:
1、输入电压范围：85 ~ 264 VAC
2、输出#1：5V/50A
   输出#2：3.3V/40A 满足：I1 + I2 <= 55A
   输出#3：12V/12A
   输出#4：-12V/4A
3、输出电压纹波：
4、模块满载效率：>=70%
5、输入功率因数：0.99TYP
6、电压调整率：<= +-1%
7、负载调整率：输出#1  <=+-0.5%，其它输出  <=+-3%
8、模块几何尺寸：长 * 宽 * 高
9、模块环境温度：-20 ~ 50摄氏度
10、温度系数：<= 0.02%
11、输出保持时间：16ms

具体设计步骤(略)

设计必须实现的功能：
1、全范围内的正常开关机
2、全范围内的输出稳压且满足各项电性能指标
3、实现规格书要求的自动保护
4、输出#1 ~ 输出#3的输出并联均流
5、输出#1和输出#2的远端补偿
6、实现规格书的安全要求
7、实现规格书的EMI要求
8、实现规格书的热插拔要求
9、实现规格书的MTBF要求
10、实现规格书的成本要求
11、实现规格书的通断逻辑功能要求

。。。。。。

发表于 2009-8-12 08:45

基本上我每用一种DC/DC模块都要砸开看一下的，这种模块基本都是初级一个振荡器＋开关管，驱动一个高频变压器（细漆包线绕在一个很小的磁环上，姑且这样称呼吧），输出半波整流＋滤波（定压产品），或者再加一个LDO/78XX（稳压产品）。看得不保险，我一般都是降额一半来使用的。

发表于 2009-8-12 19:04

基本上我每用一种DC/DC模块都要砸开看一下的

我也有这种恶劣心理。可是真好好看一看的并不多……哈哈，怪不得我不够专业！！

发表于 2009-8-12 19:16

一般厂家会有这些数据，但不一定愿意给，自己也可以盲测，用10000个模块一个一个测试，绘制出测试曲线，然后用最小二乘发拟合出经验公式，就可以找到相当可靠的小型DC/DC的效率与额定功率的规律，不过，要花点测试费用。

这我就不明白了。象我说的数据，对用户选型是很有指导意义的。保密什么保密呢？！我觉得这是对用户不负责，对自己不负责的表现。

当然，如果会测当然好，但这明显是将成本和压力转嫁给用户的，而用户能得到的唯一好处就是更成熟，更不依赖别人。

发表于 2009-8-12 19:27

本帖最后由 iC921 于 2009-8-12 19:28 编辑

一个DC/DC模块有很多指标参数，使用前要先确保指标符合要求。……很多厂家给出的指标根本达不到要求，完全是一种营销宣传策略，故量产前一定要验证一下。电源模块不是理想器件，超出前提条件当然就不会正常工作了。眼看着功能全部实现，就是做不出产品，无法销售，失去商机，到嘴的鸭子飞掉了，实在令人遗憾，其实这些早已经有解决方案了。

有一个印象，深刻的印象，中国厂家的资料，非常不负责任，用起来老是碍手碍脚。就这点事都竞争不过别人，还竞争什么呢？自己竞争不了也就算了。还害别人的竞争，害别人“失去商机，到嘴的鸭子飞掉了”，可见其害无穷！

有关DC/DC有效率问题

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