为提高通信设备或装置在信号传输中的抗干扰能力,提高通信的可靠性及满足一些仪表、仪器在复杂环境中的测量精度、提高测量的可靠性,往往在其部分电路或器件上采用了输出稳压的隔离型电源模块供电。这样不仅提高了电源的输出电压精度、减少纹波噪声电压;并且,由于采用了不共地的隔离电源,可以有效地抑制电磁干扰,消除接地环路的干扰,保护系统电路免受外部网络的影响。在便携式仪器、仪表及通信装置中,采用超薄隔离型DC/DC模块,不仅占PCB面积小,并且可靠性高,是最佳的选择。
2008年,广州金升阳公司在DC/DC模块上有新的突破,开发出1W超薄隔离型DC/DC模块系列。该系列为定压输入,有非稳压输出及稳压输出两类。本文介绍该系列中定压输入、稳压输出的1W超薄隔离型DC/DC模块,其型号为IF0505RN/RT-1W。型号中前一个05的意思是输入电压,后一个05的意思是输出电压。
DC/DC电源模块IF0505RN/RT-1W
IF0505RN/RT-1W是一种额定功率为1W、定压5V输入、单路5V稳压输出、隔离电压为3000VDC的DC/DC电源模块。型号中有RN的为DIP封装,有RT的是贴片或SMD封装。
该模块的主要特点:
● 模块体积小,厚度超薄,仅4.5mm;
● 输出电压精度高,可达±3%;
● 隔离电压高达3000V,并且隔离电容小,仅为25pF;
● 无须外部元器件;
● 具有输出短路保护,短路排除后能自动恢复;
● 输出纹波电压低,为传统的50%,其典型值为10mVp-p;
● 温度稳定性高,温漂最大值为 0.03%/℃;
● 有DIP及SMD两种封装;
● 工作温度范围为工业级,-40~+85℃;
● 符合RoHS指令要求。
为提高输出电压精度及减小输出纹波、噪声电压,模块内还增加了一个低压差线稳压器(LDO),使性能进一步提高,其结构框图如图1所示。
图1 IF0505RN/RT-1W结构框图
在尺寸为19.5mm×6.6mm× 4.5mm的封装内安装了隔离型DC/DC转换器及低压差线性稳压器,其技术难度是相当大的。由于模块中增加了LDO,效率稍低,典型值为70%。
模块引脚及主要参数
此种封装的引脚排列如图2所示。1、2引脚为输入端:1-Vin、2-GND;5、6引脚为输出端:5-0V、6-V0;7、8、14为空脚。
图2 IF0505RN/RT-1W引脚排列
该模块的主要参数(TA=25℃):输入电压为5V定压,并要求±5%的稳压精度;输出电压是稳压的,精度为±3%;输出不能空载,最小输出电流为20mA;最大输出电流为200mA;效率典型值为70%;输入与输出间的绝缘强度最小值为3000VDC;隔离电容典型值为25pf;输出电压温漂为0.03%/℃;输出纹波电压典型值为10mVp-p,输出噪声电压典型值为50mVp-p。
图3 模块工作温度特性
该模块工作温度范围为-40~ +85℃,相对温度小于95%RH;工作时内部电路温升小,自然空冷,无须另加散热装置。在环境温度超过71℃时要降额使用,如图3所示。例如,在85℃条件下工作时,最大输出功率仅为0.6W,即最大输出电流为120mA。平均无故障时间为350万小时以上,重量为1.4g。
典型应用电路
该模块适用于输出电压精度高、输出纹波、噪声电压低,并要求输入、输出隔离的场合。例如,一些高精度仪器、仪表中一些输出灵敏度较低的传感器及运算放大器电路,一些精度高的ADC或DAC电路,需要采用输出稳压的隔离型DC/DC模块电源供电。一些串行通信电路为提高抗干扰能力、提高信号传输的可靠性也需采用隔离型DC/DC模块电源。这里举一些典型应用电路。