СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №4/2016

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 38 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2016 Вход программирующего напряжения Усилитель сигнала ошибки Выходное высоковольтное напряжение Делитель в контуре обратной связи Постоянное напряжение + – Обратный преобра- зователь (преобра- зователь постоянного тока в переменный) Входной фильтр Умножитель напряжения Выходной фильтр Высоковольтные преобразователи напряжения в виде стандартных модулей: просто, компактно, экономно Рис. 1. Высоковольтные DC/DC-преобразователи компонентного типа генерируют высокое напряжение, которое полностью регулируется с помощью низковольтных схем Статья посвящена высоковольтным преобразователям напряжения компании XP-EMCO (США). Показано, что компоновка систем электропитания из стандартных блоков позволяет преодолеть распространённые недостатки высоковольтных подсистем. Статья написана на основе материалов, предоставленных компанией XP-EMCO [1–5]. Виктор Жданкин (Москва) До недавних пор разработчики элек- трооборудования, которым требовал- ся уникальный высоковольтный источ- ник питания, могли выбирать из двух вариантов – приобретать заказное изделие у стороннего производите- ля или создавать источник самостоя- тельно. Сегодня появился третий вари- ант – использование высоковольтных DC/DC-преобразователей компонент- ного (модульного) типа. Широкий выбор стандартных модулей даёт воз- можность разработчикам комбиниро- вать их согласно индивидуальным тре- бованиям, избегая при этом многих специфических проблем, связанных с созданием высоковольтных изделий. Небольшие DC/DC-преобразователи, монтируемые на печатную плату, представляют собой герметизирован- ные скомпонованные сборки, фор- мирующие полностью высоковольт- ный выходной канал, регулируемый с использованием стандартных низко- вольтных схем (см. рис. 1). Теперь раз- работчики могут использовать метод, подобный распределённому принци- пу электропитания. То есть встраивать миниатюрные высоковольтные моду- ли непосредственно в те участки пла- ты, где необходимо высокое напряже- ние. Таким образом, отпадает необхо- димость в громоздком, монтируемом на шасси заказном высоковольтном источнике питания. Применение стандартных высоко- вольтных DC/DC-преобразователей обеспечивает производителям электро- оборудования целый ряд преимуществ: 1. Сокращение длительности эта- пов проектирования. Встраивание серийных высоковольтных моду- лей осуществляется в гораздо мень- шие сроки, чем специфицирование заказного высоковольтного источ- ника питания или полностью само- стоятельная разработка. Изменения таких характеристик источника, как уровень напряжения или мощности, легко производятся на любом этапе разработки и практически не увели- чивают её длительность. 2. Уменьшение размеров и массы гото- вого изделия. Бо ′ льшая часть модуль- ных высоковольтных DC/DC-пре- образователей занимают объём ме- нее 82 см 3 (5 дюйм 3 ) и имеют массу менее 155 г. Более крупные модули применяются лишь там, где требуют- ся значения напряжения свыше 30 кВ и мощности более 30 Вт. Отдельные ультракомпактные модели преобра- зователей занимают объём не боль- ше 2 см 3 (0,125 дюйм 3 ) и весят до 5 г. 3. Снижение затрат на разработку и производство. Модули для монта- жа на плату не требуют установки на шасси и ручной разводки проводов. Тем самым они удешевляют и ускоря- ют сборку, а также уменьшают веро- ятность ошибок. Снижение затрат обусловлено и тем, что стандартные высоковольтные модули выпускают- ся в больших объёмах, что, с одной стороны, благоприятно сказывается на их ценообразовании, а с другой стороны, способствует простой мас- штабируемости производства элек- трооборудования. Кроме того, в боль- шинстве случаев конструкция стан- дартного высоковольтного модуля имеет подтверждённую надёжность, благодаря широкому применению. 4. Повышение гибкости разработок. Модификация конструкции моду- лей и внесение индивидуальных кон- структивных изменений с неболь- шой доработкой могут осуществлять- ся в короткие сроки. Также могут поставляться модули в корпусах со стандартной площадью основания, с уменьшенным напряжением или изменениями мощности. Стандартные высоковольтные моду- ли становятся жизнеспособной альтер- нативой заказным источникам пита- ния, время и стоимость производства которых могут быть непривлекатель- ными. Как известно, выбирая вариант использования заказного источника питания, OEM-производитель должен сначала уделить определённое время формированию технического задания, содержащего электрические и меха- нические характеристики требуемого