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非隔离降压开关电源(Buck)

一、产品定义

产品概述:非隔离降压电源(Buck降压型)属于无电气隔离的DC‑DC开关电源,输入与输出共地,没有高频隔离变压器。高压直流输入经过开关管、续流二极管、储能电感、输出电容组成Buck降压电路,将较高直流电压转换成稳定低压直流。电路结构简单、体积小、成本低、转换效率高;但是输入输出没有隔离,输出端带有高压侧电位,不能用于人体可直接触碰的设备,一般安装在设备内部电路板上。内置过流、过压、过温保护,多采用自然散热。

基础电气规格(24V转12V‑3A Buck非隔离电源示例)

  • 输入电压:DC 9‑36V
  • 额定输出功率:36W
  • 输出电压:DC 12V
  • 额定输出电流:3A
  • 转换效率:≥90%
  • 冷却方式:自然风冷
  • 保护功能:OVP过压、OCP过流、SCP短路、OTP过温保护
  • 安装结构:PCB板载内置模块
  • 工作温度:0℃ ~ +55℃

二、非隔离Buck电源系统拓扑原理图

Buck拓扑原理图

拓扑工作原理:高压直流输入电压先经过输入滤波电容平滑;Buck‑PWM控制器输出脉冲信号驱动MOS开关管高频导通与关断。MOS导通时输入电压给储能电感充电,电感储存能量;MOS关断时,电感通过续流二极管释放能量,电流流向输出侧;最后经过输出滤波电容平滑电压,得到稳定低压直流电。输出电压通过电阻分压采样送回主控芯片,形成闭环稳压控制。出现短路、过流、过温故障时,PWM芯片立刻关闭开关输出进入保护。整个电路没有隔离变压器,输入地和输出地直接连通。

三、应用场景分类

1、工业控制板内部供电场景

  • PLC、工控主板,24V母线降压为5V/3.3V给主控芯片供电。

2、LED灯具内置驱动场景

  • LED灯带、面板灯,母线直流降压恒流驱动灯珠,安装在灯具壳体内。

3、车载设备板载供电场景

  • 车载显示屏、导航主机,12V蓄电池降压为5V给单片机供电。

4、智能家居设备内部电源场景

  • 网关、继电器控制板,内部二次降压供电。

5、机器人、电机控制板供电场景

  • 动力电源降压,给控制电路、传感器供电。

6、电源模块二次降压场景

  • 隔离电源输出直流后,再经过Buck非隔离电源多路分压供电。

四、功率器件选型推荐表

应用位置 类型 型号 规格 封装 备注
前级开关 SJ MOS LC65R040B 35mR/650V TO247 PFC开关管
前级开关 SJ MOS LC60R130F 130mR/650V TO220F PFC开关管
前级开关 SJ MOS LC65R600F 520mR/650V TO220F PFC开关管
前级开关 SJ MOS LC65R600D 520mR/650V TO252 PFC开关管
前级开关 HV MOS CS10N65A2 460mR/650V TO220F PFC开关管
前级开关 HV MOS CS30N65A6 255mR/650V TO247 PFC开关管
前级开关 SIC MOS LSC380M65D 360mR/650V TO252 PFC开关管
前级开关 SiC MOS LSC040M65B 35mR/650V TO247 PFC开关管
整流输出 SiC SBD LSC10D65D 10A /650V TO252 续流二极管
整流输出 SiC SBD LSC80D65B 80A /650V TO247 续流二极管
整流输出 FRD MUR1220CS 12A /200V TO252 续流二极管
前级整流 整流桥 KBP810 8A /1000V KBP 整流桥
前级整流 整流桥 KBP610 6A /1000V KBP 整流桥