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對應保證長期供貨和小規模購買 工規等級降壓DC/DC轉換器

最先進的同步整流式轉換器
是工具機省力化和小型化的關鍵

工規等級的降壓DC/DC轉換器
系列 -之2-

Keyword
  • 尺寸
  • 二極體整流
  • 效率
  • 同步整流
  • 安裝面積
  • 小型化

-您有提過LB品保證長期供貨和小量購買,和工具機省力化、小型化有關。那麼,請您說明LB品的DC/DC轉換器具體情況。

就如同一開始說明般,現階段的產品陣容,內建同步整流式降壓型的功率電晶體有16個機種、控制器的有2個機種,當然,工作溫度範圍等基本規格都是工規等級。可以參考下方的表格。

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-說到工具機用的DC電源,都會覺得工具機是輸入標準匯流排電壓12V和24V,並且供貨系統電壓5V和3.3V至機板。
以表格中內建功率電晶體型的最大輸入電壓範圍來看,產品陣容除了符合該既定印象的40V品外,還有7V、20V,可否請問它們各有什麼功用?

使用在您印象中的用途上時,以40V品較為適合。可以使用12V匯流排或24V匯流排。在業界,使用24V匯流排、內建功率電晶體的同步整流型產品不多,這對設計者來說,其實是個好消息。20V品基本上輸入12V,依產品規格,也能夠輸入5V。7V品預設會從12V/24V降壓至5V/3.3V之後再次降壓。增加MCU和FPGA等工作電壓低於3.3V的裝置,所以定位為匯流排電壓降壓後,再次讓低電壓降壓的二次側DC/DC轉換器。除了高耐壓產品外,低電壓產品也必須裝設LB品。

我這邊以另一個表格,整理一下目前為止說明的內容。該表格針對標準的3.3V、5V、12V、24V輸入電壓,標示各機種對應範圍和輸出電流,清楚易懂。

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-一般說來,工具機在從12V、24V降壓上,都會使用二極體整流型的DC/DC轉換器。
本系統為什麼採用同步整流型呢?

在降低工具機匯流排電壓上,無法否認,的確大多使用二極體整流(非同步整流)型。尤其這部分使用12V、24V較高的電壓,從匯流排的角度來看,會預設將因為電力源頭的配電受到干擾,電源必須穩固才行。也因為這樣,連同一直以來的實績在內全面考量,覺得二極體整流型最適合。

另一方面,因為同步整流型使用在筆記型電腦等依賴電池驅動的機器上,所以現今已成為必備高效率特性的攜帶型機器的標準電源。目前已知道一般二極體整流型最大效率超過80%,但相對於此,同步整流型則是超過90%,達到高效率。光是高效率這點,就是同步整流型最大的優點了。

近年來,省電化和小型化已是最基本的要求。工具機亦不例外,不允許為了堅固,使用笨重的構造,甚至稍微犧牲也沒關係。為了應付此一狀況,電源應該要全面使用能達到高效率的同步整流型。

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-已經有多種電子機器使用同步整流型,但為什麼工具機沒有這樣做?

這是個很難回答的問題(苦笑)。果然,還是有很多人因為實績,在採用上猶豫不決。其實一直以來,有同步整流型,也有高耐壓品,可能目前的使用實績還不夠吧。整體說來,會使用在民生相關機器上,或許因為這樣,才會讓大家覺得它不適合用於工具機。

所以說,LB品是能滿足性能等實質層面上的要求,以及保證長期供貨、小量購買等工具機特有要求的規格。希望能消除大家因為既定印象而產生的擔擾。

-已了解使用同步整流型後,能提升電源效率和實現省力化。
小型化的情況又是如何呢?一般說來,同步整流型似乎零件數量比二極體整流型還要多,設計也比較複雜的樣子。

您的說法沒錯,但那是使用控制器型的IC。本系列控制器型有2個機種,但其他都是內建功率電晶體,必要的外接零件只有1個電感和輸入輸出電容、數個設定/調整用的電阻和電容而已。和一般的二極體整流型相比,二極體整流型不管如何,都必須外接蕭特基二極體,主要零件反而會增加。近年來的同步整流型已經盡可能將所需功能積集到IC中,控制器型也一樣,只有外接還是內建功率電晶體這點差異。二極體整流連原本必備的二極體1個都不必安裝,在零件數量和設計時間上,現今可以說是同步整流較具有優勢。

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另外,我說明一下另一個和尺寸有關的重要要件。如果零件數量一樣,會對尺寸造成影響的,就是零件自己的尺寸。IC的尺寸都很小,所以在電源電路上,會注意到大小的是電感和輸入輸出電容了。這些零件在開關頻率高的時候,能使用數值小的產品,自己本身體積和成品尺寸也會變小。一般來說,因為損耗和控制的關係,同步整流的開關頻率偏高,開關頻率達到兆赫的同步整流型並不少見。事實上,比起IC和零件數量,安裝面積大小幾乎都是受到外接零件的尺寸所左右。舉例來說,這裡有照片,請您看過後比較看看。這個是輸入40V、內建功率電晶體型的BD9E300EFJ,以及同樣功能的二極體整流型。可以看到安裝面積都大約一半左右,電感非常小而且沒有二極體。

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-這樣說來,LB品除了能讓工具機的客戶安心、讓使用更加便利的保證長期供貨和小量購買外,還具備了有助於省力化、小型化的效率和尺寸等實質層面上的特性呢。

這就是本系列產品設計的重點。也希望客戶全新設計能採用外,在產品改進時也能列入檢討採用的對象。

※隨時都可以小量購買。請聯絡本公司。

產品資訊

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工規等級降壓DC/DC轉換器 系列 -之1-

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