1W超薄隔离型DC/DC模块及其应用

为提高通信设备或装置在信号传输中的抗干扰能力，提高通信的可靠性及满足一些仪表、仪器在复杂环境中的测量精度、提高测量的可靠性，往往在其部分电路或器件上采用了输出稳压的隔离型电源模块供电。这样不仅提高了电源的输出电压精度、减少纹波噪声电压；并且，由于采用了不共地的隔离电源，可以有效地抑制电磁干扰，消除接地环路的干扰，保护系统电路免受外部网络的影响。在便携式仪器、仪表及通信装置中，采用超薄隔离型DC/DC模块，不仅占PCB面积小，并且可靠性高，是最佳的选择。

2008年，广州金升阳公司在DC/DC模块上有新的突破，开发出1W超薄隔离型DC/DC模块系列。该系列为定压输入，有非稳压输出及稳压输出两类。本文介绍该系列中定压输入、稳压输出的1W超薄隔离型DC/DC模块，其型号为IF0505RN/RT-1W。型号中前一个05的意思是输入电压，后一个05的意思是输出电压。

DC/DC电源模块IF0505RN/RT-1W
IF0505RN/RT-1W是一种额定功率为1W、定压5V输入、单路5V稳压输出、隔离电压为3000VDC的DC/DC电源模块。型号中有RN的为DIP封装，有RT的是贴片或SMD封装。

该模块的主要特点：

● 模块体积小，厚度超薄，仅4.5mm；
● 输出电压精度高，可达±3%；
● 隔离电压高达3000V，并且隔离电容小，仅为25pF；
● 无须外部元器件；
● 具有输出短路保护，短路排除后能自动恢复；
● 输出纹波电压低，为传统的50%，其典型值为10mVp-p；
● 温度稳定性高，温漂最大值为 0.03%/℃；
● 有DIP及SMD两种封装；
● 工作温度范围为工业级，-40～+85℃；
● 符合RoHS指令要求。

为提高输出电压精度及减小输出纹波、噪声电压，模块内还增加了一个低压差线稳压器（LDO），使性能进一步提高，其结构框图如图1所示。

图1 IF0505RN/RT-1W结构框图 在尺寸为19.5mm×6.6mm× 4.5mm的封装内安装了隔离型DC/DC转换器及低压差线性稳压器，其技术难度是相当大的。由于模块中增加了LDO，效率稍低，典型值为70%。 　　 模块引脚及主要参数 此种封装的引脚排列如图2所示。1、2引脚为输入端：1-Vin、2-GND；5、6引脚为输出端：5-0V、6-V0；7、8、14为空脚。 图2 IF0505RN/RT-1W引脚排列 该模块的主要参数（TA=25℃）：输入电压为5V定压，并要求±5%的稳压精度；输出电压是稳压的，精度为±3%；输出不能空载，最小输出电流为20mA；最大输出电流为200mA；效率典型值为70%；输入与输出间的绝缘强度最小值为3000VDC；隔离电容典型值为25pf；输出电压温漂为0.03%/℃；输出纹波电压典型值为10mVp-p,输出噪声电压典型值为50mVp-p。 图3 模块工作温度特性 该模块工作温度范围为-40～ +85℃，相对温度小于95%RH；工作时内部电路温升小，自然空冷，无须另加散热装置。在环境温度超过71℃时要降额使用，如图3所示。例如，在85℃条件下工作时，最大输出功率仅为0.6W，即最大输出电流为120mA。平均无故障时间为350万小时以上，重量为1.4g。 　　 典型应用电路 该模块适用于输出电压精度高、输出纹波、噪声电压低，并要求输入、输出隔离的场合。例如，一些高精度仪器、仪表中一些输出灵敏度较低的传感器及运算放大器电路，一些精度高的ADC或DAC电路，需要采用输出稳压的隔离型DC/DC模块电源供电。一些串行通信电路为提高抗干扰能力、提高信号传输的可靠性也需采用隔离型DC/DC模块电源。这里举一些典型应用电路。 1 RS-485收发电路 图4中，VTS是瞬态电压抑制器作过压保护，74HC04是高速6反相器，这里用做驱动器，PC410/417及PC357T是光电耦合器，起信号隔离作用，MAX481～487是低功耗RS-485收发器。 老电耦合器输出电路部分及RS-485收发器采用隔离型DC/DC模块供电。采用光电隔离及隔离型DC/DC模块可有效地抑制电磁干扰和消除接地环路的干扰，提高通信的可靠性。 图4 RS-485收发电路图 由于MAX481是低功耗器件，3个光电耦合器耗电也不大，为了使隔离型DC/DC模块的输出电流大于20mA，在输出端加了电阻RZ，以保证DC/DC模块工作的可靠性。C1是去耦合电容，C2是进一步减小输出纹波电压，C1、C2用MLCC。 图5 RS-232多路收发器电路 2 RS-232多路收发器电路 图5是隔离型多路RS-232收发器电路。图5中，光电耦合器10*PC417及多路RS-232收发器MAX225的电源由隔离型DC/DC模块供电，起到良好的隔离作用。