СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6/2015

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 68 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2015 На протяжении всего эксперимента пульсации входного тока при различ- ных нагрузках не превышали 50 мА. Изделие имеет встроенную защиту от короткого замыкания на выходе с авто- матическим восстановлением. Время восстановления не превышает 5 мс. При этом изделие не имеет защиты от перегрева и перегрузки, что является существенным недостатком и требует применения дополнительных схемных решений. При мгновенном изменении нагруз- ки на изделие, питающееся от источ- ника 27 В ± 5%, в большинстве случа- ев наблюдается просадка выходно- го напряжения (в ходе тестирования внешние конденсаторы не применя- лись, а температура корпуса изделия составляла не более 27 ° С). Так, при мгновенном изменении нагрузки с 1 А до 4,5 А просадка напряжения состави- ла 800 мВ на время 100 мкс (см. рис. 4). В свою очередь, при мгновенном под- ключении нагрузки 4,5 А на изделие, работающее в режиме «холостого хода», наблюдался провал до 1,28 В дли- тельностью 288 мкс (см. рис. 5), а при подключении нагрузки 1 А снижение составило 640 мВ на время 164 мкс (см. рис. 6). В случае периодического плавного изменения нагрузки на изде- лие с 1 А до 4,5 А наблюдались колеба- ния выходного напряжения с ампли- тудой 1,36 В (см. рис. 7). Всё указанное свидетельствует о необходимости обя- зательного использования внешних конденсаторов по выходу. Частота преобразования изделия лежит в диапазоне от 400 до 600 кГц (скважность 40…60%) с возможностью внешней синхронизации (амплитуда от 0,8 до 4,5 В), использование которой поможет в случае параллельной работы нескольких DC/DC-преобразователей и упростит создание EMI-фильтров. У рассматриваемого изделия сопро- тивление изоляции вход-выход состав- чительные колебания контактов могут привести к повреждению стеклянно- го изолятора и, как следствие, разгер- метизации. При монтаже допускается нагрев выводных контактов до температуры не более 300 ° С длительностью до 10 с. Это позволяет использовать не только свинцовые припои, но и среднетем- пературные бессвинцовые, например, A30C5 по ГОСТ Р 55492-2013, который имеет лучшие показатели по устойчи- вости к термоциклированию в сравне- нии с Sn/Pb-группой [2]. Изделие выполнено в стальном кор- пусе из тонкой стали 10 (по ГОСТ 1050- 2013) холодного проката, герметизи- рованном крышкой из железонике- левого сплава с содержанием никеля 42% [1]. Корпус имеет гальваническое никелированное покрытие, повышаю- щее антикоррозионные свойства, но при использовании в условиях соля- ного тумана изделие рекомендуется покрывать защитным лаком, напри- мер, проверенным временем УР-231, или HumiSeal 1A33 [3]. И СТОРИЯ РАЗРАБОТКИ И ПРОИЗВОДСТВО АЭ27-30 Разработка серии АЭ27-30 началась в первой половине 2013 г. как личная инициатива отдельных разработчи- ков, объединившихся через год в НПП «Арбелос». Сама же идея создания гибридных DC/DC-преобразователей зародилась ещё раньше. Как ни странно, в России много производителей герметизированных источников питания для применения в ответственных приложениях, но крайне мало тех, кто разрабатывает и производит герметичные источники, несмотря на растущий на них спрос со стороны производителей космической и авиационной аппаратуры. Именно по этой причине были разработаны одно- канальные DC/DC-преобразователи Рис. 3. Включение изделия при различных нагрузках: а – порог включения изделия при подаче входного напряжения на нагрузку 22 Вт; б – включение изделия подачей входного напряжения на нагрузку 22 Вт; в – включение изделия подачей входного напряжения на нагрузку 5 Вт ляет не менее 100 МОм (при DC 500 В), а напряжение пробоя (вход-выход, вход-корпус, выход-корпус) не менее DC 500 В [1], что было подтверждено в ходе тестирования. У СЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ DC/DC-преобразователи серии АЭ27-30 сохраняют работоспособ- ность без снижения выходной мощ- ности в диапазоне температур от –60 до +125 ° С [1]. Однако при нагреве наблюдается снижение КПД. Так, при температуре корпуса изделия не более 27 ° С, входном напряжении 27 В ± 5% и нагрузке 22 Вт его средняя величина составила 76%, при 92 ° С – 74%. Мини- мальное значение КПД для рассматри- ваемого изделия составляет 73% при пониженном входном напряжении. С целью снижения негативного воздей- ствия повышенной температуры (при нагреве корпуса более 85 ° С) рекомен- дуется использовать медный радиатор площадью не менее 80 см 2 , или обеспе- чить отвод тепла иными способами. Для компенсации потерь на кабе- ле нагрузки в изделии реализова- на схема автоматической подстрой- ки выходного напряжения. Тем не менее, не рекомендуется устанавливать DC/DC-преобразователь на значитель- ном расстоянии от конечной нагрузки. Во время эксплуатации изделия, из-за использования металлостеклян- ного спая в конструкции корпуса, сле- дует большое внимание уделять вопро- сам вибрационного воздействия. Для минимизации последствий механи- ческого воздействия изделие долж- но быть жёстко закреплено на печат- ной плате, устойчивой к деформаци- ям типа изгиб и кручение. Если корпус изделия не имеет фланцев, то его обя- зательно следует фиксировать клеем, например, ВК-9 с добавлением алюми- ниевой пудры, поскольку даже незна- а б в © СТА-ПРЕСС