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比半塊巧克力還小的3kW轉換器

2021-07-13 來源:EEWORLD

可升降壓的開關穩壓器

 

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RECOM的RBBA3000是半磚封裝的3kW升降壓型轉換器。該升降壓技術提供9V至60V的輸入電壓,電流高達50A。它是車載網絡的理想解決方案,例如,除了12V電路以外還有板載二次供電電路。RBBA3000也適合電池供電的設備或UPS(不間斷電源)。發生電源故障時它可以使用48V電池來為設備供電,以幫助它完成當前任務然后返回到安全的位置。


轉換器的尺寸為63.2mm x 60.6mm x 13.0mm,體積50cm3。96%的超高效率讓它可以有很緊湊的尺寸以及非常平坦的曲線圖。

 

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圖 1:輸出電流與效率關系曲線圖


轉換器在輕載時也有出色的效率表現,但是在高功率密度下需進行冷卻。將散熱基板安裝在半磚外殼的底板上可達到散熱效果,因此轉換器可在高達85°C的環境溫度下全功率運行。超過此范圍之后降額會是一個問題。在25°C和80%的負載下,根據Telcordia SR332計算MTBF為1.3 x 106小時。


設定輸出電壓


依照以下計算公式,微調電阻器Rtrim可以設定RBBA3000的輸出功率Ua:

 

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設定了Rtrim后,可以按以下公式計算輸出電壓:

 

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或者,可以在微調引腳施加特定電壓來設定輸出電壓,公式如下:

 

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改變電壓Utrim時,RBBA3000的輸出電壓將按照圖2所示的曲線進行調整。因此可以使用微控制器和DA,在0V至60V的范圍內調節和控制輸出電壓,最大輸出電流為50A。這兩個控制變量的特性如圖2所示。

 

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圖2:設定輸出電壓


限制電流


最大輸出電流可以使用第二個電阻加以限制。它連接到Iset引腳,計算公式如下:

 

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最大輸出電流也可以由Iset引腳上的電壓UItrim進行控制。計算公式如下:

 

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電壓也是可調的,與上述的電壓設定相似。


測量電流


RBBA3000有內置電流測量功能,消除了電力電子電路中常見的電流測量問題。在Ishare引腳施加電壓會提供電流信號,特性如圖3所示:

 

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圖3:實際電流的電流信號


并聯電路


應用需要50A以上的電流時可以并聯兩個RBBA3000-50。并聯時必須連接兩個Ishare引腳以確保兩個轉換器的電流平均分配。另外,兩個轉換器的輸入電壓、輸出電壓、感測引腳等必須有相同的設置。如需更多詳細信息,請參閱《 RECOM應用手冊》。


EMC


輸入和輸出濾波器的實際尺寸取決于實際應用,因此我們現在只能考慮最壞的情況。

為了滿足傳導和輻射噪聲的標準,我們建議RBBA3000使用以下的濾波器:

 

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圖4:EMC輸入和輸出濾波器



C1:470μF/100V,電解電容

C2:10μF/100V,陶瓷電容

C3:10μF/100V,陶瓷電容

C4:10μF/100V,陶瓷電容

L1:10μH/56.7A,差模電感,例如Würth Elektronik 7443763540100

LCM:1.4mH/50A,共模電感,Schurter Inc. DKIH-3252-506J-NK


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圖5顯示得出的噪聲頻譜。


 

圖5:噪聲頻譜


RBBA3000的體積為50cm3,差模電感和共模電感分別為52cm3和87cm3。根據實際應用可以省略一些濾波器器件。


應用


我們已經簡單概述了RBBA3000的潛在應用。現在讓我們更詳細地看一下實際應用,如何將可變輸入電壓(20-60V)轉換為12V穩定輸出電壓:

 

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圖6:可變輸入電壓輸出12V電壓


為了獲得不同的輸出電壓,唯一需要改變的器件是36kΩ電阻;請參見圖2。


重要數據:


RBBA3000的重要數據:


輸入電壓:9V至60V(短時間80V)

輸出電壓:0V至60V(可調)

輸入和輸出電流:50 Amax;可調電流限制/調節

效率:96%,見圖1

功耗:47W@Ue = 48V,Ua = 24V,Ia = 50A

外殼:半磚,63.2mm x 60.6mm x 13.0mm,體積 = 50cm3

冷卻:基板散熱,焊接或螺釘固定

可靠性:根據Telcordia SR332,MTBF為1.3 x 106小時

全面環境測試:RECOM信息來源

溫度范圍(有冷卻):-40°C至+85°C

電絕緣:輸入和輸出接地端已連接



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