探索DCH01系列1-W、3000-VDC隔離非穩(wěn)壓DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，DC/DC轉(zhuǎn)換器是實(shí)現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換和隔離的關(guān)鍵組件。今天，我們就來(lái)深入了解一下德州儀器（TI）的DCH01系列1-W、3000-VDC隔離非穩(wěn)壓DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊。

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一、產(chǎn)品概述

DCH01系列包括DCH010505、DCH010512和DCH010515等型號(hào)，是一組微型、1-W、3-kV隔離的DC/DC轉(zhuǎn)換器。它們采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的7引腳SIP封裝，僅需極少的外部組件，大大節(jié)省了電路板空間。該系列提供單輸出和雙分裂電源輸出，高度集成的封裝設(shè)計(jì)使其具有高功率密度和高可靠性，非常適合信號(hào)鏈應(yīng)用和接地環(huán)路消除等多種場(chǎng)景。

不過(guò)需要注意的是，此產(chǎn)品僅用于信號(hào)隔離，不能作為需要加強(qiáng)隔離的安全隔離電路的一部分。

二、產(chǎn)品特性

2.1 隔離特性

• 3-kVDC隔離：經(jīng)過(guò)1秒的3.5 kVDC生產(chǎn)測(cè)試，代表了對(duì)瞬態(tài)電壓的操作隔離，但不能用于安全隔離。正常運(yùn)行時(shí)，跨DCH01施加的連續(xù)電壓必須小于60 VDC（在SELV限制內(nèi)）。
• UL認(rèn)證：通過(guò)UL60950認(rèn)證，符合相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 電氣特性

• 輸入電壓：5 V ±10%，能適應(yīng)一定范圍內(nèi)的電壓波動(dòng)。
• 輸出電壓：提供±5 V、±12 V或±15 V多種選擇，還支持串聯(lián)操作以獲得更高輸出電壓，并聯(lián)操作以獲得更高輸出功率。
• 高效率：最高可達(dá)78%，能有效降低功耗。

2.3 其他特性

• 標(biāo)準(zhǔn)封裝：采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的7引腳SIP封裝，便于安裝和替換。
• 低元件需求：只需極少的外部組件，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

3.1 現(xiàn)場(chǎng)電源轉(zhuǎn)換

為特定的負(fù)載提供合適的電源，滿足不同設(shè)備的供電需求。

3.2 接地環(huán)路消除

有效解決接地環(huán)路帶來(lái)的干擾問(wèn)題，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

3.3 數(shù)據(jù)采集

為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源，確保數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。

3.4 工業(yè)控制和儀器儀表

在工業(yè)環(huán)境中，為各種控制和測(cè)量設(shè)備提供可靠的電源支持。

3.5 測(cè)試設(shè)備

為測(cè)試設(shè)備提供精確的電源，保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

四、產(chǎn)品規(guī)格

4.1 絕對(duì)最大額定值

• 輸入電壓（5-V輸入型號(hào)）：最大值為7 V。
• 存儲(chǔ)溫度：-55°C至125°C。

4.2 ESD額定值

• 人體模型（HBM）：±2000 V。
• 帶電設(shè)備模型（CDM）：±250 V。

4.3 推薦工作條件

• 輸入電壓：4.5 V至5.5 V。
• 工作環(huán)境溫度：-40°C至85°C。

4.4 熱信息

• 結(jié)到環(huán)境熱阻：66°C/W。
• 結(jié)到頂部表征參數(shù)：3°C/W。
• 結(jié)到電路板表征參數(shù)：66°C/W。

4.5 電氣特性

• 輸出電壓：在不同負(fù)載和型號(hào)下有特定的輸出電壓值。
• 負(fù)載調(diào)節(jié)：在10%至100%負(fù)載變化時(shí)，輸出電壓的變化率在一定范圍內(nèi)。
• 輸出紋波：在100%負(fù)載時(shí)，紋波電壓在一定范圍內(nèi)。
• 輸入電流：無(wú)負(fù)載時(shí)為特定值。
• 效率：在100%負(fù)載時(shí)，效率可達(dá)74% - 76%。

五、引腳配置和功能

5.1 引腳配置

EDJ封裝的7引腳SIP有單輸出和雙輸出兩種類型，具體引腳排列不同。

5.2 引腳功能

六、設(shè)計(jì)與應(yīng)用建議

6.1 輸入和輸出濾波器

• 陶瓷電容器：在輸出端添加4.7-μF或更大的陶瓷電容器，可降低輸出紋波和噪聲10% - 30%；在輸入端靠近電源引腳添加4.7-μF陶瓷電容器，可降低反射傳導(dǎo)紋波或噪聲30% - 50%。
• π濾波器：若需要進(jìn)一步降低紋波或噪聲水平，可使用π濾波器，采用鐵氧體磁珠電感與調(diào)節(jié)器的輸入或輸出端子串聯(lián)，可降低紋波或噪聲至少15 - 20 dB。

6.2 啟動(dòng)

在設(shè)計(jì)中要考慮啟動(dòng)波形，確保系統(tǒng)能夠正常啟動(dòng)。

6.3 串聯(lián)和并聯(lián)連接

• 串聯(lián)連接：可將多個(gè)DCH01的輸出串聯(lián)，以提供非標(biāo)準(zhǔn)電壓軌。
• 并聯(lián)連接：當(dāng)單個(gè)DCH01的輸出功率不足時(shí)，可將多個(gè)DCH01的輸出并聯(lián)。

6.4 布局建議

• 電源和接地平面：使用輸入和輸出電源及接地平面，為輸入和輸出電源提供低阻抗路徑。
• 陶瓷電容器：在輸入和輸出端靠近引腳處放置低ESR的陶瓷電容器，以減少紋波和確保良好的啟動(dòng)性能。

七、總結(jié)

DCH01系列DC/DC轉(zhuǎn)換器以其出色的隔離特性、豐富的輸出電壓選擇、高效率和小尺寸等優(yōu)點(diǎn)，在眾多應(yīng)用領(lǐng)域中具有很大的優(yōu)勢(shì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇輸入和輸出濾波器、考慮啟動(dòng)和連接方式，并優(yōu)化電路板布局，以確保系統(tǒng)的性能和可靠性。你在使用DC/DC轉(zhuǎn)換器時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。