AC/DC или DC/DC: какой преобразователь на самом деле нужен вашей разработке?
Разница в том, что вы подаёте на вход, а не в том, как устроена схема внутри; плюс изоляция, сертификация по безопасности и место каждого из них в системе.
Кому это пригодится: Engineers new to power module selection, and anyone reconciling a schematic with a parts list.
Оба названия описывают вход, а не топологию. AC/DC-преобразователь получает питание от сети и выдаёт шину постоянного тока. DC/DC-преобразователь берёт одну шину постоянного тока и делает из неё другую. Большинство промышленных решений используют оба — именно в таком порядке.
AC/DC-преобразователи
AC/DC-преобразователь — это интерфейс с сетью. Внутри он выпрямляет, фильтрует и затем преобразует, поэтому ему приходится иметь дело со всем, что делает сеть: импульсными помехами, провалами, сетевыми переходными процессами, пусковым током при включении и кондуктивными помехами, уходящими обратно в сеть. Поэтому AC/DC-позиция несёт сертификат безопасности, заявленное напряжение изоляции вход-выход (обычно 3000-4000 VAC) и характеристики по ЭМС — и поэтому она физически крупнее DC/DC той же мощности.
Они бывают трёх видов: модули для монтажа на плату, которые впаиваются в вашу PCB, источники в металлическом корпусе, которые прикручиваются к шасси, и источники на DIN-рейку, которые защёлкиваются в шкафу.
DC/DC-преобразователи
DC/DC-преобразователь стоит после сетевого каскада. Он нужен потому, что система редко работает на одном напряжении: шину шкафа 24 В надо превратить в 5 В для логики и 3,3 В для микроконтроллера, либо создать изолированные 5 В для «плавающего» интерфейса RS-485.
Главное разделение — изолированный или неизолированный:
- Неизолированный (понижающий, buck) — вход и выход имеют общий «земляной» провод. Компактный, недорогой, эффективный. Применяйте для перехода с одной шины на другую внутри одной платы. Семейство K78 — это именно он: прямая замена линейного стабилизатора типа 7805, снимающая почти весь нагрев.
- Изолированный — трансформатор разделяет вход и выход. Применяйте, когда стороны не должны иметь общую землю: «плавающий» интерфейс, измерительный тракт под другим потенциалом или контур заземления, который надо разорвать.
Как выбирать на практике
| Ваш вход — это… | Вам нужен… | Пример |
|---|---|---|
| Сеть, и плата должна быть автономной | AC/DC-модуль на плату | LS10-13B24R3 — 10 Вт, 24 В |
| Сеть, питание целого узла с шасси | AC/DC-источник в металлическом корпусе | LM75-23B24R2S — 76,8 Вт, 24 В |
| Сеть, питание шкафа управления | AC/DC-источник на DIN-рейку | LIMF240-23B24 — 240 Вт, 24 В |
| Готовая шина 24 В, логике нужны 5 В | Неизолированный понижающий DC/DC | K7805-1000R3 — 5 В / 1 А |
| Готовая шина, но выход должен «плавать» | Изолированный DC/DC-преобразователь | Напишите нам: линейка изолированных DC/DC у MORNSUN широкая и опубликована здесь не полностью |
Три частые ошибки
Подключать DC/DC прямо к сети. Диапазон постоянного напряжения, напечатанный на AC/DC-модуле (скажем, 100-430 VDC), существует потому, что модуль выпрямляет переменное напряжение внутри себя; это не значит, что обычный DC/DC-преобразователь можно подключить к выпрямленной сети. Изоляция по безопасности и пути утечки закладываются в конструкцию, а не добавляются позже.
Считать, что изоляция есть, когда её нет. Понижающий модуль имеет общую землю со своим входом. Если нужна гальваническая развязка, нужна изолированная позиция, и напряжение изоляции будет указано в даташите.
Считать DC/DC только по выходу. Выход 5 В / 1 А при КПД 90 % забирает от шины 24 В около 5,6 Вт: в список нагрузок выше по цепи нужно добавить именно это, а не 5 Вт.
Спросить, какой преобразователь подойдёт
Написано Raitop. Параметры продукции взяты из официальных даташитов MORNSUN; источник, редакция даташита и дата проверки указаны на странице каждого товара.
