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选择和构建模块化DC-DC电源系统的基本规则安全考虑

选择和构建模块化DC-DC电源系统的基本规则安全考虑

EMI考虑。在极少数情况下，模块化系统中会出现异常峰值电流，这有可能损坏整个电力系统。为了避免灾难性的情况，保护电力系统的安全电路设计非常重要。在本文中，我们将讨论选择合适的保险丝和TVS（瞬态电压抑制器）来构建前端安全保护电路的关键点。

熔断器的主要功能和选择：
电保险丝中有一小块金属丝，通过熔化保护系统。在DC-DC模块化系统电路中，它被放置在前端以保护整个系统。理想情况下，当灾难性情况发生时，保险丝起到保护作用，在巨大的能量流入后端组件并损坏整个系统之前，让电路“打开”。另一方面，过度保护设计会带来麻烦，容易损坏保险丝。因此，为DC-DC模块化系统选择合适的额定熔断器至关重要。以下是选择合适保险丝的因素：

a、 选择经过认证的保险丝
为了避免安全识别问题，我们建议选择美国和欧洲认证的产品。大多数保险丝经认证可用于交流侧。选择一个也被认证用于直流侧的保险丝将是一个加号。

b、 保险丝类型
引信可以简单地分为两类：快速作用型和延时型。通常，一旦流入系统的电流超过熔断器的额定电流，快速动作型熔断器可以立即动作。延时型能够在故障前保持较短的时间。通常，选择标准取决于DC-DC模块化系统的励磁涌流。延时型适用于高涌流系统，快动型适用于低涌流系统。

c、 电流额定值
持续工作电流应始终低于保险丝的最大额定电流。建议根据需要额外增加10~25%的利润率。最大连续工作电流可以粗略地计算在低线输入电压下的满载条件。此外，还需要考虑效率因素。

d、 额定电压
在DC-DC模块化系统中，工作电压应始终低于保险丝的最大额定电压。这一点很重要，因为保险丝对电压变化不敏感。

e、 熔化积分（标称熔化）
当热能积累到上限时，保险丝会断开，保险丝会自行断开。公式I²t表明电流和时间是两个关键因素，可以计算标称熔化额定值。注意，由于能量差，各种类型的涌流波形都会影响I²t方程。

1.如果我们选择在1A条件下运行的额定电流为0.315A的保险丝，它可以在1.8秒内持续，保险丝将断开。

2.如果我们选择一个额定电流为0.315A的保险丝，并想知道在0.1秒内熔断保险丝的最小运行电流，它显示在2.9 a左右。

3.如果我们想选择一个额定电流为10A时可在1秒内断开的保险丝，则2.5A额定电流是最接近此要求的保险丝。

f、 开断能力
断开能力也可以描述为中断电流额定值，它指示断开保险丝的最大故障电流。该参数用于定义短路或过载测试等故障测试期间的最大电流，以确保保险丝不容易损坏。

g、 工作温度和降额曲线
由于熔断器的机理是基于热能的，因此工作温度会显著影响额定电流。在计算额定电流时，检查规范中的温度降额曲线。

瞬态电压抑制：
除了DC-DC模块化系统的峰值电流保护外，瞬态高压（如尖峰或浪涌）也会损坏功率模块化系统中的组件。瞬态电压抑制器（TVS）二极管通常用于前端，以保护整个电力系统。选择合适电视的关键参数如下：

a、 反向隔离电压（VR）
反向隔离电压（VR）描述了在反转前可能保持的电视电压。工作电压范围应在此范围内。

b、 击穿电压和箝位电压
击穿电压是通过TV的最大电压，钳位电压描述峰值电流通过时的电压。这两个参数都应被视为保护电力系统的上限线。

c、 峰值脉冲电流
峰值脉冲电流描述了TVS可以保持的最大电流。注意峰值脉冲电流不应超过该额定值，因为TVS不用于过电流保护。

在Cincon的应用说明中，我们建议系统应用的保险丝和电视额定值。以CHB200W12为例：
CHB200W12是一个200W DC-DC转换器，效率为90%，输入范围为14~160Vdc。让我们先粗略计算一下最大输入电流：
200 / 14/ 0.9 ≈ 15.87A
然后，我们需要考虑热损坏，假设在40℃操作下10%的电流降额，25%的裕度满足安全标准（UL为例）。
15.87 /0.9/0.75 ≈ 23.5A
在应用说明中，我们建议使用25A额定保险丝。此外，该规格还指示了最大浪涌电流0.1（A²s），可根据所选保险丝规格进行交叉检查，以查看其是否超过额定值。
如果系统需要满足EN 61000-4-4和EN 61000-4-5，则应添加TV和Cin。

结论
电路的安全保护在保护整个电力系统中起着重要的作用。讨论了保险丝和电视机的关键参数，以选择合适的元件。有些情况或应用需要额外的前端保护电路设计。联系我们以获得更多支持和咨询！