СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №3/2015

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 68 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2015 Uвых = 9...84 В Uвх = 9...40 В Uвх = 17...84 В Uвых = 5 В R1 0,16 Ом С1–С4 100 В; 4,7 мкФ С5, С6 100 В; 330 мкФ С7 16 В; 330 мкФ + + + + 4 2 – – – ВХ – ВХ + ВХ + ВХ – ВЫХ – ВЫХ + ВЫХ + ВЫХ КМР25Б05 КМР25Ш05 решения этой проблемы представлен вариант построения ИП с использова- нием двух параллельно включённых по входу и по выходу унифицированных DC/DC-преобразователей (см. рис. 1). Само по себе параллельное включе- ние нескольких одинаковых преобра- зователей известно давно и достаточно широко используется для наращивания мощности в системах электропита- ния РЭА, а также в целях резервирова- ния [7, 8]. Однако такое включение не обеспечивает расширения рабочего диапазона входного напряжения ИП. Предлагаемый ИП состоит из двух унифицированных DC/DC-преобра- зователей с одинаковыми требуемыми для нагрузки выходными характери- стиками и с различными, но перекры- вающимися диапазонами допустимо- го входного напряжения. В номиналь- ном диапазоне напряжения входной сети оба преобразователя работают в режиме примерно одинаковой, «поло- винной», мощности, причём выравнива- ние их выходных токов может быть как естественным, так и принудительным. Краткие характеристики изолированных преобразователей серии КМР Наименование Выходная мощность, Вт Габаритные размеры без учёта фланцев и выводов, мм Входное напряжение: диапазон установившегося значения / диапазон переходного отклонения, В КМР25 25 20,2 × 30 × 10,15 «Б» 9…36 / 9…40; «Ш» 18…75 / 17…84; «Н» 36…166 / 36…180 КМР50 50 30,2 × 40 × 10,15 КМР100 100 33,2 × 47,5 × 10,15 КМР200 200 40,2 × 57,5 × 10,15 При значительных перепадах на- пряжения во входной сети, выходя- щих за границы допустимого диапа- зона входного напряжения одного из преобразователей, он отключает- ся, и нагрузка получает полноценное энергоснабжение от второго преоб- разователя. Для построения ИП РЭА, реализую- щего описанный выше принцип, были выбраны модульные DC/DC-преобра- зователи серии КМР производства «КВ Системы» [9], оснащённые быстродей- ствующей защитой от пониженного и повышенного входного напряжения. В таблице приведены краткие харак- теристики этой серии изолированных преобразователей, а на рисунке 2 – их внешний вид. Работа ИП, имеющего номиналь- ный диапазон входного напряжения 17…40 В и выдерживающего длитель- ные перепады входного напряжения в свершироком диапазоне до 9…84 В при различных значениях мощности постоянной нагрузки, иллюстрируется диаграммами на рисунках 3а, 3б и 3в. Данный ИП реализован на унифици- рованных DC/DC-преобразователях КМР25Б05 и КМР25Ш05. ИП работает следующим образом. Увеличение входного напряжения от нуля приводит к включению первого DC/DC-преобразователя КМР25Б05 при входном напряжении около 8,5 В. Поскольку напряжение включе- ния второго преобразователя состав- ляет около 16,5 В, нагрузка получает питание в диапазоне входной сети 8,5…16,5 В только от преобразовате- ля КМР25Б05. При достижении входным напряже- нием порога включения преобразова- теля КМР25Ш05 (при значении около 16,5 В), начинается совместная рабо- та обоих преобразователей ИП и ток нагрузки распределяется между ними равномерно с погрешностью не более 10%. Дальнейшее увеличение входно- го напряжения приводит к выключе- нию первого DC/DC-преобразователя КМР25Б05 при входном напряже- нии около 42 В, второй же продолжа- ет работать вплоть до входного напря- жения 84 В. За счёт такого включения преобразо- вателей система электропитания РЭА приобретает следующие преимущества: ● реализуется принцип резервирова- ния (дублирования) электропита- ния РЭА в номинальном диапазоне напряжения входной сети; ● повышается надёжность работы пре- образователей, поскольку в номи- нальном диапазоне напряжения входной сети, то есть бо ′ льшую часть времени, каждый из них работает в облегчённом режиме; ● организовывается поочерёдная и сов- местная работа двух DC/DC-пре- образователей, что приводит к охвату очень широкого рабочего диапазона напряжения входной сети; ● построение ИП осуществляется с ис- пользованием унифицированных, Рис. 3. Диаграммы работы ИП при различных значениях мощности постоянной нагрузки: а – при 10%-й выходной мощности; б – при 50%-й выходной мощности; в – при 100%-й выходной мощности Рис. 4. Схема ИП на основе двух преобразователей КМР25Б05 и КМР25Ш05 с входным фильтром а 0 1 2 3 4 5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 110 100 Iвых, А Uвых, В Iнагр = 0,5 А Iвых КМР25Ш05 Iвых КМР25Б05 б 0 1 2 3 4 5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 110 100 Iвых, А Uвых, В Iнагр = 2,5 А Iвых КМР25Ш05 Iвых КМР25Б05 в 0 1 2 3 4 5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 110 100 Iвых, А Uвых, В Iнагр = 5 А Iвых КМР25Ш05 Iвых КМР25Б05