СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6/2014

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 56 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2014 Модульные DC/DC-преобразователи напряжения: безупречное электропитание В статье рассматриваются унифицированные стабилизированные DC/DC-преобразователи напряжения специального назначения. Олег Негреба (г. Воронеж) Модуль электропитания как закон- ченное устройство появился в середине 1980-х годов, когда впервые в практи- ке построения источников вторичного электропитания силовые унифициро- ванные модули питания стали базовы- ми элементами конструкции устройств и систем во многих областях примене- ния – от коммерческих до аэрокосми- ческих. Сочетание в таких преобразо- вателях уникальных электрических характеристик, высокой энергетиче- ской плотности и надёжности предо- ставляет разработчикам РЭА широкий выбор, сокращая затраты на проекти- рование. В настоящее время темпы роста мирового производства модулей элек- тропитания обусловлены повышени- ем уровня автоматизации современ- ной техники, её энерговооружённо- сти, а следовательно, увеличением объёмов потребления и преобразова- ния электрической энергии. Электро- питание является основой любой аппа- ратуры. От него в значительной мере зависит её эффективность, а главное – надёжность. Стоимость устройств силовой элек- троники, включая модули электропи- тания, в значительной степени опре- деляет стоимость систем электропи- тания и электронной аппаратуры. Очевидно, что переход на новые тех- нологии и материалы, развитие схемо- техники и технологии изготовления силовых полупроводников одновре- менно со стандартизацией и унифи- кацией будут решающими факторами улучшения потребительских свойств устройств электропитания и снижения стоимости РЭА. Но для этого необхо- димо решение следующих основных задач: ● увеличение энергетической плотно- сти и эффективности устройств; ● повышение их надёжности. Указанные задачи подразумевают выполнение определённых исследо- вательских и опытно-конструктор- ских работ: ● развитие производства полупрово- дниковых материалов с более высо- кой удельной мощностью и допусти- мой рабочей температурой; ● разработка активных и пассивных электронных компонентов на основе новых материалов, в том числе обе- спечивающих повышение скорости переключения силовых полупрово- дниковых приборов; ● совершенствование схемотехники устройств электропитания – пере- ход на адаптивные методы управ- ления, повышение частоты преоб- разования; ● улучшение способов отвода теп- ла, в том числе путём совершен- ствования конструкции корпусов устройств для снижения их габарит- ных размеров; ● совершенствование технологии про- изводства устройств электропитания. Комплексное применение новых решений позволит повысить энерге- тическую эффективность серийных унифицированных преобразователей до значений свыше 90%. В таблице 1 приведены основные конструктивные и электрические параметры модульных DC/DC-пре- образователей напряжения специ- ального назначения серии МДМ-Р ООО «АЕДОН» с относительно низ- ким входным напряжением [1]. Сле- дует отметить, что увеличение габа- ритных размеров с ростом мощ- ности от 25 до 1500 Вт происходит в направлении роста площади осно- вания корпуса, в то время как высо- та профиля изменяется незначитель- но. Это достигается за счёт использо- вания современной элементной базы, а также схемотехнических, конструк- тивных и технологических решений, защищённых патентами и авторски- ми свидетельствами [2–5]. Все DC/DC-преобразователи ООО «АЕДОН» характеризуются очень широ- ким температурным диапазоном кор- пуса (рабочая температура от –60 до +125 ° С). Низкопрофильная конструк- ция позволяет использовать преоб- разователи в компактной аппаратуре, поскольку толщина корпуса варьиру- ется от 10,1 до 12,8 мм в зависимости от мощности. Помимо этого, преобразователи МДМ-Р обладают рядом дополнитель- ных преимуществ и сервисных функ- ций, в их числе: ● подстройка выходного напряже- ния в диапазоне ±5% от номиналь- ного даёт возможность установить нестандартное напряжение или, при необходимости, отрегулировать его в достаточных пределах; ● вход обратной связи позволяет ском- пенсировать падение напряжения на соединительных проводах или раз- вязывающих диодах; Таблица 1. Номенклатура преобразователей МДМ-Р Наименование преобразователя Выходная мощность, Вт Максимальный выходной ток, А Входное напряжение, В Габариты без учёта фланцев и выводов, мм МДМ25-Р 25 5 9…36 (40); 18…75 (84) по ГОСТ 19705-89 (ГОСТ Р 54073-2010) 30 × 20,2 × 10,1 МДМ50-Р 50 10 40 × 30,2 × 10,1 МДМ100-Р 100 20 47,5 × 33,2 × 10,1 МДМ200-Р 200 40 57,5 × 40,2 × 10,1 МДМ400-Р 400 80 72,5 × 52,7 × 12,8 МДМ800-Р 800 18…75 (84) по ГОСТ 19705 (ГОСТ Р 54073-2010) 95 × 67,7 × 12,8 МДМ1500-Р 1500 100 110 × 84,2 × 12,8