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AC/DC和DC/DC电源产品的发展和区别

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目前我国的电源技术与国际先进技术相差已经不多,AC/DC、DC/DC对于系统而言,都承担着重要角色,即负责系统电能转换和传送。其在系统中的角色相当于人体心脏的作用,一旦出现问题,系统就会停止工作。通讯产品一般所需要的可靠性都非常高。所以国内外很多厂家针对电源产品的投入都是非常之大,电源产品的可靠性也越来越高。

海外市场部总监唐伏良:随着通讯技术的飞速发展,与通讯配套的开关电源产品也得到了大量的应用。产品分类上看,大致可分为AD/DC,DC/DC两大类。多年来产品应用的技术发展,造成业界对DC/DC电源的认识形成了一定的误区,认为DC/DC难做,AC/DC易做。

在会议上,唐先生结合自己及公司十多年来开关电源的经验,在此提出一个相反的观点:DC/DC电源从电路拓扑,电磁环境,可靠性各方面的要求都比
AC/DC容易实现,DC/DC电源好做,AC/DC难做。

尽管如此,AC/DC与DC/DC还是存在很大的差别,从产品设计,器件选择要求,可靠性目标实现等方面来看:AC/DC远比DC/DC复杂,难做,这是多年从事AC/DC电源研发,生产的深切体会。

首先从输入端对比来看,AC/DC远比DC/DC要难做。AC/DC因为直接连到公网,众所周知公网状况是非常复杂的,有的市电直接为小水电,晚上可高达350VAC以上;有的接错相线直接电压就为380VAC,低压也可以达到130伏以下。再加上公网连接有许许多多输入特性不同的设备,有感性负载,有容性负载,电网上有很多尖峰杂讯,和多次谐波成份,雷雨天气的感应雷等等各种因素的综合影响使得公网更加复杂。而DC/DC的输入电压一般来自整流器或者蓄电池,常用的电压有12V/24V/48V/60V等4种,整流器就是AC/DC,已经经过一次隔离。

其次从器件选择,可靠性目标达成上看,AC/DC设计比DC/DC难做。从上面的描述来看,AC/DC直接面临高压,输入端器件的选择,尤其是功率MOSFET,电压越高,导通压降和开关损耗越大,电源的热设计越难满足,其它二极管,三极管同样也存在这样的问题,高压难选,低压好选。同时AC/DC电源需要符合的安规等级远比DC/DC高。从电路结构来看AC/DC一般要两级变换,而DC/DC只需一级变换即可,而且DC/DC使用的主功率变换电路相比之下也是比较简单。

综合以上各方面的描述,做好AC/DC比做好DC/DC难。

但是多年来,无论是国内使用电源的厂家,还是高校和企业的电源界,普遍存在一种认识上的误区:DC/DC比AC/DC难做;DC/DC供应商可以设计AC/DC电源,而AC/DC供应商做DC/DC就不行。

深究其中原因,很多人认为DC/DC工艺复杂,功率密度高,大量采用平板磁性器件,设计难。PCB一般采用多层板,而且目前高端的DC/DC一般由国外厂家提供。因此多年来逐步形成了一个定向思维:DC/DC难做;但是经过国内多年的积累,技术和硬件的差别和国外逐步缩小,平面磁技术,多层电路板加工配套,贴片器件工艺已经非常成熟。

认为DC/DC难做的观点已有过时之嫌,因为AC/DC本身也是DC/DC,其核心部分是高压DC/DC,有多种拓扑,其难度远大于低压DC/DC。至于功率密度和工艺,经过这些年AC/DC高功率密度电源的飞速发展,低压DC/DC和高压DC/DC已经区别不大。例如核达中远通的平台整流模块48V/30A以及48V/60A已达到18W/inch3 ,其核心部分功率密度已达到48W/inch,和业界1/2Brick, Full Brick相差无几。若除去高压绝缘因素外,功率密度已达1/8Brick。国外C&D公司一款AC/DC的核心部分就是DC/DC。功率密度的差别越来越小。
AC/DC电源由于功率密度的提高,大量的采用贴片元件,多层电路板,甚至全数字智能电源PFC和PWM芯片,工艺差别越来越小。DC/DC也变得越来越容易!

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