DCDC模塊電源的應用與選擇

通常在醫療設備里需要很高的隔離電壓,這樣的話,漏電流就小,對身體的危害就小。一般場合使用對模塊電源隔離電壓要求不是很高，但是更高的隔離電壓可以保證模塊電源具有更小的漏電流，更高的安全性和可靠性，并且EMC特性也更好一些，因此目前業界普遍的隔離電壓水平為1500VDC以上。

什么是電涌?

電涌被稱為瞬態過電，是電路中出現的一種短暫的電流、電壓波動,在電路中通常持續約百萬分之一秒。220 伏電路系統中持續瞬間(百萬分之一秒)的 5,000或10,000伏的電壓波動，即為電涌或瞬態過電。

電涌的來源：簡單而言，來自兩個方面：外部電涌和內部電涌。來自外部的電涌：最主要的來源是雷電。當云層中有電荷集蓄，云層下的地表集蓄了極性相反的等量電荷時，便發生了雷電放電，云層和地面間的電荷電位高達若干百萬伏，發生雷擊時,以若干千安計的電流通過雷擊放電，經過所有的設備和大地返回云層，從而完成了電的通路。不幸的是，通路常常是取道重要或貴重的設備。如果雷電擊中了附近的電力線，部分電流將沿線進入建筑物，這股巨大的電流就會直接擾亂或破壞計算機和其它敏感的電氣設備,其速度之快,全程只需百萬分之一秒。

外部電涌的另一個來源是電力公司的公用電網開關在電力線上產生的過電壓。

來自內部的電涌：88%的電涌產生于建筑物內部的設備，如：空調、電梯、電焊機、空氣壓縮機、水泵、開關電源、復印機和其它感應性負荷。電涌對計算機和其它敏感電氣設備的危害：計算機技術發展至今，多層、超規模的集層芯片，電路密集，趨向是集成度更高、元器件間隙更小、導線更細。幾年前，一平方厘米的計算機芯片有 2,000個晶體管而現在的奔騰機則超過10,000,000個。從而增加了計算機受電涌損壞的概率。

由于計算機的設計和結構決定了它應在特定的電壓范圍內工作。當電涌超出計算機能承受的水平時，計算機將出現數據亂碼，芯片被損壞，部件提前老化，這些癥狀包括：出乎預料的數據錯誤，接收/輸送數據的失敗，丟失文檔，工作失常，經常需要維修，原因不明的故障和硬件問題等等。

雷電電涌遠遠超出了計算機和其它電氣設備所能承受的水平，絕大多數情況下，造成計算機和其它電器設備的當即毀壞，或數據的永遠丟失。即使是一個20馬力的小型感應式發動機的啟動或關閉也會產生3,000-5,000伏的電涌，使和它共用同一配電箱的計算機在每一次電涌中都會受到損壞或干擾，這種電涌的次數非常頻繁。

電涌會損壞那些電氣設備?

含有微處理器的電氣設備極易受到電涌的損壞，這包括計算機和計算機的輔助設備、程序控制器、PLC、傳真機、電話、留言機等;程控交換機、廣播電視發送機、微波中繼設備;家電行業的產品包括電視、音響、微波爐、錄像機、洗衣機、烘干機和電冰箱等。美國的調查數據表明，在保修期內出現問題的電氣產品中，有63%是由于電涌造成的。

電涌的來源

電涌可來自電氣裝置外部，也可來自電氣裝置內部，即來自電氣裝置內的電器設備。來自外部的電涌這種電涌由雷電或公用電網開關的投切引起，這兩類有害的電源擾動都可擾亂計算機和微機信息處理系統的工作，引起停工或永久性設備損壞。

當云層上有電荷儲蓄，云層下表面產生極性相反的等量電荷時，將引起雷電放電。其后的情況就象一個大電池組或一個大電容器的放電那樣，云層和地面間的電荷電位高達若干百萬伏。發生雷擊時以若干千安計的電流通過雷擊放電，經過所有設備和大地返回云層，從而完成電的通路。不幸的是這個雷電通路常常取道重要或貴重的設備。電涌防護的關鍵概念是給雷電感應電流提供一個通向大地的短捷有效的通路。這樣雷電涌流將從設備外分流。大的雷擊電流值常被例舉應用，其實它發生的可能性很小。如Bellcore公司的工程師們將電涌防護器的泄放電流規定為20000A(見參考資料TR-NWT-001011)。雖然他們按經驗將出現在其電氣設備裝置中的最大尖峰電流定為10000A，他們仍取100%的安全系數，即將電涌防護器的泄放電流規定為2000A。在線路高度暴露地段發生21萬A的雷擊電流(有記錄的最大值之一)的機會只占總雷擊機會的0.5%。如此大的雷擊電流極少出現在建筑物電源進線處，但仍須重視對這種外來電涌的防范。來自內部的電涌來自內部的電涌是經常發生的，諸如來自空調機、空壓機、電弧焊機、電泵、電梯、開關電源和其它一些感性負荷的電涌。例如一臺20hp的感應電動機(線電壓 230V，4級，Y結線)在最大轉矩時每相具有約39J的儲存能量，當其標稱方根值電流被截斷時，它將產生瞬態過電壓。它經常發生，和它自同一配電箱供電的其它負荷將因此易受損壞或工作失常。不要以為電氣裝置電源進線上的過電壓防護器可以保護電氣設備不受內部電涌的危害。它不能，它只能對沿電源線進入電氣裝置的外部電涌進行防范，因大容量的進線防護器距內部電涌發生處的距離太遠。

平均故障間隔時間

很多DPA系統都要求高度的可靠性，這就對平均故障間隔時間(MTTF)提出了要求。在這里要提醒讀者，僅憑產品說明書上的數據是不能評價某個產品可靠性的優劣的。　　造成這個問題的原因是，目前國際上尚未制定出公認的關于MTTF指標的定義和計算標準，各廠商普遍使用的是美國軍用標準MIL-HDBK-217F中的“一般情況下的”可靠性預測方法，以及Bellcore標準TR-NWT-000332中的電信設備模型。不過，即便是聲稱遵照同一標準推算出來的MTTF指標，常常也不一致。　　這種不一致的第一個來源，是計算公式中對元器件特性的處理方式不同(例如某些算式將焊接點的影響忽略不計，而焊接點故障是電路失效的最常見原因之一);來源之二是元器件的可靠性指標。舉個例子，某些廠商采用MIL-HDBK-217F中的器件數據和故障率數據，另外一些廠商則采用其他渠道的數據;第三個來源是具體的計算方法差異(即便是MIL-HDBK，也給出了兩種不同的預測工具)。當然，在變換器投入使用之前，任何MTTF指標都毫無意義。　　溫度對可靠性有顯著的影響，經驗公式是：環境溫度每升高10℃，器件壽命將縮短一半。如果主要的設備需要在40℃～50℃條件下運行，并且電源部件的溫度高于環境溫度20℃，那么，25℃條件下推算出來的MTTF指標就失去了意義。　　實踐證明，設計人員必須透過產品說明書的數據，深入地理解廠商推算MTTF的方法。必須去查詢推算的詳細步驟，知道原始數據的來源及其測量條件，對于那些無法提供詳細資料的廠商，應該對其指標持保留態度。