隔离式DC-DC电源解决方案

所有电源应用中的信号隔离都通过防止高频噪声传播来保持完整性，从而保护敏感电路免受高压尖峰的影响。

在这样的应用中，需要隔离的电源来向不同的电气组件提供电源。为了确保人身安全，行业标准要求加强隔离，这是设备正常运行所需隔离水平的两倍。

除了适当的隔离之外，市场还朝着分布式电源发展。除了提供整个系统的中央电源之外，还有更小的电源，甚至还有为内部各种子系统和组件（例如集成电路）提供微电源的微型电源。尺寸，成本和热管理都是此处要考虑的关键设计元素。

德州仪器（TI）的集成变压器技术提供了一种新型的500 mW高效隔离式DC-DC电源解决方案，具有低电磁干扰（EMI）。

德州仪器（TI）高压电源部副总裁兼总经理Steve Lambouses说：“我们的解决方案需要具有更高水平的功率密度和效率。” “由于我们将这些电源放置在较小的空间中，并且由于我们拥有比以往更多的并网电源，因此我们无法承受浪费的能源。我们需要提供最高密度和最有效的解决方案。此外，车辆的电气化，对工厂自动化以及楼宇自动化以及医疗等其他快速增长领域的需求不断增加，所有这些都要求更高水平的坚固性和可靠性。”

在这些应用中的每一个中，最令人关注的问题是与EMI有关，因为在更狭窄的空间中干扰会进一步放大。常见的EMI来源之一是电源本身。能量质量定义为驱动负载的功率以及负载正常运行的能力。如果没有能够降低EMI的适当电源，设备（负载）可能无法正常工作，或者可能会过早损坏。

为了达到EMI要求，工程师通常需要遵循正确的设计准则以减少干扰，同时还需要添加诸如滤波器或扼流圈之类的外部组件来抑制噪声，同时还要进行准确的测试以优化开发阶段的设计。

这是一个非常反复和艰巨的过程。 TI的新型集成变压器技术旨在屏蔽噪声并提供低EMI隔离电源，最终大大简化了工程师的设计工作。

与电源模块相比，新的UCC12050使设计人员的解决方案体积减小了60％，并确保了高隔离度（图1）。

图1：UCC12050的典型应用电路

UCC12050的5 kVrms增强绝缘层和1.2 kVrms的工作电压可防止工业运输，网络基础设施和医疗设备等系统中的高压尖峰。

在所有这些应用中，UCC12050都是紧凑的隔离式DC / DC电源配套设备，可用于为其他集成电路（例如，数字隔离器，隔离的电流或电压传感器）和通信设备（例如，隔离的收发器）供电。

UCC12050采用16引脚SOIC封装，尺寸为10.3毫米x 10.3毫米x 2.65毫米。新解决方案还消除了通常需要满足EMI认证的某些外部组件，例如低压降稳压器和铁氧体磁珠，从而大大缩短了设计时间。它的高效率和-40°C至125°C的扩展工作温度范围可在极端条件下提供更多功率。

TI的集成变压器技术可实现高密度隔离式DC / DC电源的转换，同时保持较低的EMI水平。表面贴装单块架构为设计人员提供了易于使用的薄型IC，可减少BOM并在较宽的温度范围内有效运行。

“作为半导体制造商，我们能够在裸片上集成更多的外部组件，现在，通过将专有的变压器技术嵌入封装中，我们还可以消除外部铁氧体磁珠或扼流圈来减轻EMI的需要，通常这是可以做到的。在当今只有本地变压器的系统中，” Lambouses说。

医疗应用需要EMI鲁棒性和安全隔离。新解决方案提供了一种技术组合，既可以满足医疗市场的严格要求，又可以满足T＆M市场的要求，在该市场中，效率是测试电表测量的关键。

“ 10年前，功率密度并不是一个大问题。 我们有大型的大型系统。 我们只有一个电源。” Lambouses说。 如今，这已成为客户关注的主要问题之一，在测试和测量，医疗，工厂自动化设备中，所有这些都变得越来越小，并且随着功率的分布越来越分散，功率密度成为关键。 同样，EMI也成为客户关注的重要问题。 他们负担不起增加成本和芯片外部额外组件的费用。 相反，他们要求减轻或减少芯片内部的EMI，而这正是TI专有的变压器设计所关注的重点，”他补充说。