功率、输入和输出
首先要考虑的是输入电压、额定功率以及输出电压的大小和种类。根据额定功率的大小,DC/DC变换器通常可分为超低功率(1W以下)、小功率(1~9W)、中功率(10~150W)和大功率(150W以上)等类别。
大多数变换器的输入电压是12V或24V,对于那些要求输入电压可变或者输入电压不标准的场合,可以选用具有宽电源输入范围的产品。变换器的输出端有单路、双路、三路等形式,有的产品还提供四路输出。
不同的产品,输出电压也不尽相同,变换器通常输出1.2~24V的标准电压。电压调整率是衡量变换器带负载能力的重要指标,如果需要同时带多路负载,那么就要求变换器可以很好地平衡各路不同大小的负载。

隔离度
绝大多数的电路都必须实现隔离,即将负载连同负载对本地电源的噪声与电网的其他负载和噪声隔开。只有隔离变换器能够达到这个要求。
采用隔离变换器除了实现上述要求之外,还可以实现差分形式的输出,以及双极型输出(见图)。
此外,将隔离型变换器的输出高压端与负载的电源地相连,就形成了负电源。由于电压参考点不是地,因此负载可以获得更高的电压。
采用隔离型变换器的另一个妙处是:可以将多个具有不同输出电压的变换器级联起来,构成一个电源。对于那些单个变换器的输出电压达不到工作电压要求的设备,这种特性非常有用。
在一定时限内(通常是1秒)变换器所能承受的、施加在输入端和输出端之间的最高电压,称为变换器的隔离强度。而变换器的额定工作电压是指变换器能长时间承受的加在输入端的电压,这个电压低于隔离强度。
在选择隔离型变换器时还需要考虑器件的泄漏电流指标,泄漏电流是指因输入回路和输出回路之间的耦合电容而产生的电流。只要给定隔离电容的值,并且确定噪声频率,就可以根据阻抗计算出泄漏电容的大小。
泄漏电流随噪声电压的增加而增大,随隔离电容的减小而减小。因此,设计低噪声电源时,应该选择隔离强度高而隔离电容低的DC/DC变换器,以减小泄漏电流。
变频与定频
和所有开关型器件一样,DC/DC变换器在工作时会产生噪声,因此滤波性能的好坏也是重要的选型依据。集成化的DC/DC变换器通常采用的是变频开关技术或是定频开关技术。
采用变频开关技术的变换器由于要根据负载状况进行不断调整,所以会导致频带展宽,增加滤波器的复杂度。而定频开关变换器在这方面则简便许多,甚至可以使用LC滤波器。
平均故障间隔时间
很多DPA系统都要求高度的可靠性,这就对平均故障间隔时间(MTTF)提出了要求。在这里要提醒读者,仅凭产品说明书上的数据是不能评价某个产品可靠性的优劣的。
造成这个问题的原因是,目前国际上尚未制定出公认的关于MTTF指标的定义和计算标准,各厂商普遍使用的是美国军用标准MIL-HDBK-217F中的“一般情况下的”可靠性预测方法,以及Bellcore标准TR-NWT-000332中的电信设备模型。不过,即便是声称遵照同一标准推算出来的MTTF指标,常常也不一致。
这种不一致的第一个来源,是计算公式中对元器件特性的处理方式不同(例如某些算式将焊接点的影响忽略不计,而焊接点故障是电路失效的最常见原因之一);来源之二是元器件的可靠性指标。举个例子,某些厂商采用MIL-HDBK-217F中的器件数据和故障率数据,另外一些厂商则采用其他渠道的数据;第三个来源是具体的计算方法差异(即便是MIL-HDBK,也给出了两种不同的预测工具)。当然,在变换器投入使用之前,任何MTTF指标都毫无意义。
温度对可靠性有显著的影响,经验公式是:环境温度每升高10℃,器件寿命将缩短一半。如果主要的设备需要在40℃~50℃条件下运行,并且电源部件的温度高于环境温度20℃,那么,25℃条件下推算出来的MTTF指标就失去了意义。
实践证明,设计人员必须透过产品说明书的数据,深入地理解厂商推算MTTF的方法。必须去查询推算的详细步骤,知道原始数据的来源及其测量条件,对于那些无法提供详细资料的厂商,应该对其指标持保留态度。
封装形式
DC/DC变换器的外形尺寸和输出形式差异很大。小功率产品采用密封外壳,外形十分纤小;大功率产品常采用quarter-brick或half-brick的形式,电路或暴露,或以外壳包裹。在选择时,需要注意以下两个方面:第一,引脚是否在同一平面上;第二,是否便于焊接。
SMT形式的变换器必须要符合IEC191-6:1990标准的要求,该标准对SMT器件引脚的共面问题做出了严格限定。器件引脚不共面会造成器件装配时定位困难,严重影响焊接质量,提高次品率。
SMT形式的变换器应能承受规定的焊接条件。对于绝大多数现代流水线而言,器件必须满足CEC00802标准所规定的回流焊要求,即器件表面温度可超过300℃。如果变换器不能满足这个要求,就需要为其设计专门的焊接装配工艺,这会增加装配时间,提高生产成本。
