工業電源設計通常面臨嚴苛的環境要求,包括高輸入電壓范圍、高可靠性和高效率。近期,我參與了一個工業控制系統的電源設計項目,需求如下:
輸入電壓范圍:85V AC至265V AC(全球通用)
輸出規格:24V/5A(120W)
效率要求:>90%(滿載)
保護功能:過壓、過流、短路保護
工作溫度:-40°C至+85°C
在PI官網上查閱資料后,我發現 InnoSwitch3-EP 系列非常適合工業應用,主要優勢包括:
集成高壓MOSFET和同步整流控制器,減少外圍元件數量。
高效率:采用準諧振(QR)反激拓撲,實測效率高達92%。
強大的保護功能:內置輸入欠壓保護(UVLO)、輸出過壓保護(OVP)和過熱保護(OTP)。
寬工作溫度范圍:符合工業級標準(-40°C至+125°C)。
設計過程與優化:
變壓器設計: 使用PI Expert軟件自動生成變壓器參數,選用PQ2625磁芯,初級電感量設定為450μH,以優化開關損耗。
PCB布局: 采用單面布局,高壓與低壓區域嚴格隔離,減少EMI干擾。
測試結果:
效率:92.5%(230V AC輸入,滿載)
紋波:<100mVpp
溫升:45°C(環境溫度25°C)
實際應用案例:
該電源模塊已成功應用于某自動化生產線控制系統,運行6個月無故障,客戶反饋其穩定性和效率遠超競品。