СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №3/2015

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 66 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2015 Выход Вход + – + – DC DC DC DC Резервированный изолированный источник электропитания радиоэлектронной аппаратуры со сверхшироким диапазоном входного напряжения Важнейшими задачами в обеспечении высокой надёжности радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) являются, во-первых, защита её источника электропитания (ИП) от помех в сети электропитания, а во-вторых, обеспечение резервирования энергоснабжения РЭА. Олег Негреба, Татьяна Садовникова, Константин Степнев (г. Воронеж) В бортовой сети подвижных объек- тов, а также во всех системах электро- питания РЭА, источником энергии для которых является электрогенератор, высока вероятность как высоковольт- ных выбросов, так и резких провалов напряжения длительностью от еди- ниц микросекунд до сотен миллисе- кунд. Такие перепады напряжения во входной сети могут привести к недо- пустимым режимам работы РЭА, а так- же к выходу из строя ИП и последую- щих узлов аппаратуры. Источниками помех во входной сети являются, в первую очередь, различные коммутационные процессы, связан- ные с подключением или отключени- ем контактной сети или мощных нагру- зок, с запуском двигателя подвижного объекта, с отказом регулятора напряже- ния генератора и так далее. Кроме это- го, к микросекундным перенапряжени- ям могут приводить изношенные щётки электродвигателей, коммутация реле, электромагнитов, электроприводов, помехи от системы зажигания и раз- личного дополнительного оборудова- ния. Индуктивность проводов системы также вносит свой вклад [1]. Часто для защиты от таких перепадов напряжения используют ИП с настоль- ко широким диапазоном входного напряжения, что помехи входной сети не выходят за границы рабочего диа- пазона ИП. Применение ИП со сверх- широким диапазоном допустимого входного напряжения упрощает кон- струкцию и может исключить как филь- тры для гашения выбросов входного напряжения, так и системы удержания входного напряжения при его прова- лах. Кратность перекрытия диапазо- на входного напряжения таких ИП, то есть отношение их максимально допу- стимого входного напряжения к мини- мальному рабочему может составлять величину от 8:1 до 12:1 [2, 3]. Ещё одно положительное свойство таких ИП – их универсальность, кото- рая позволяет устанавливать одну и ту же модель ИП в системы электропи- тания РЭА с различными значениями входного напряжения. Однако расширение диапазона входного напряжения ИП напрямую связано с усложнением его схемотех- ники. Для обеспечения безопасного режима работы электронных компо- нентов ИП в сверхшироком диапазо- не входной сети необходимо преду- сматривать существенный запас по их электрическим характеристикам. Это практически всегда приводит к сниже- нию эффективности преобразования, к заметному уменьшению коэффици- ента полезного действия (КПД) и обо- стряет проблему отведения тепла. Кро- ме того, такие ИП дают более широкий спектр помех, что требует дополнитель- ных мер по обеспечению электромаг- нитной совместимости (ЭМС). Более подробно недостатки расширения диа- пазона входного напряжения ИП рас- смотрены в статье «Особенности при- менения модулей вторичного электро- питания с расширенным диапазоном входного напряжения» [4]. Очевидно, что применение таких ИП в системе электропитания РЭА снижает её надёжность и не обеспечивает резер- вирование электропитания. Для реали- зации принципа резервирования необ- ходимо применение как минимум двух ИП с расширенным диапазоном вход- ного напряжения. Другим возможным вариантом борь- бы с перепадами входного напряже- ния ИП является установка на входе ИП линейных или импульсных после- довательных регуляторов – так назы- ваемых нормализаторов входной сети. Такие варианты построения ИП, выдер- живающего перепады входного напря- жения, являются достаточно эффектив- ными и популярными [5, 6], однако они также не обеспечивают резервирова- ние питания нагрузки. Исходя из сказанного, проблема защи- ты ИП от выбросов и провалов напря- жения в сетях электропитания РЭА с одновременнымобеспечениемрезер- вирования энергоснабжения нагруз- ки по-прежнему является весьма акту- альной. В настоящей статье в качестве Рис. 1. Схема построения ИП РЭА с использованием двух DC/DC-преобразователей, соединённых параллельно по входу и по выходу Рис. 2. Внешний вид модульных DC/DC-преобразователей серии КМР с выходной мощностью 25…200 Вт