СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 7/2016

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 40 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2016 а б Входной фильтр V IN V o INH Транс- форматор ШИМ- контроллер Пиковый детектор Импульсно- амплитудная модуляция (ИАМ) Вспомогательный источник питания Развязывающий трансформатор Выпрям- ление Фильт- рация Выборка Обнаружение перегрузки по току Преобразование напряжения вого трансформатора и трансформа- торной развязкой в контуре обратной связи. При этом обеспечивается высо- кая частота преобразования, миними- зация компонентов и высокая надёж- ность. Трансформаторная развязка в петле обратной связи использует- ся для обеспечения замкнутого кон- тура управления и повышения уровня дозовой стойкости импульсного пре- образователя. Улучшаются динамиче- ские характеристики и коэффициенты нестабильности по току и напряжению. В однотактной структуре использует- ся только один силовой ключ MOSFET, и эта топология является идеальной для построения радиационно-стой- ких DC/DC-преобразователей, так как, например, в двухтактных преобразо- вателях напряжения мостового типа силовые транзисторы подключены непосредственно к полюсам источника первичного напряжения, и при откры- вании силовых транзисторов от радиа- ционного излучения ток через них не ограничивается какими-либо внешни- ми элементами. В однотактных преоб- разователях индуктивности рассеяния трансформатора, включённого в цепь стока силовых транзисторов, ток, воз- никающий при открывании транзисто- ра при воздействии радиации, ограни- чивают. Функциональная структурная схема одноканального 15-ваттного пре- образователя HDCD/100-5R-15/SP при- ведена на рисунке 1. Все компоненты, такие как инте- гральные микросхемы, транзисторы MOSFET, диоды Шоттки, резисторы и конденсаторы, соответствуют допу- стимым отклонениям от номиналь- ных значений параметров согласно GJB/Z35 Derating Guideline for Devices and Components. Для обеспечения отвода тепла в каче- стве несущей платы применяется под- ложка из Al 2 O 3 , установленная в сталь- ной корпус. Силовой ключ, трансфор- матор и выходной дроссель соединены с подложкой из оксида алюминия Al 2 O 3 с чистотой 96% (теплопроводность λ = 24 Вт / (м × K)) с использованием теплопроводящих полимерных клеёв для минимизации теплового сопротив- ления и улучшения способности рас- сеивания тепла. Таким образом может быть снижено повышение температу- ры, исключены точки перегрева, что, в конечном счёте, повышает надёж- ность устройства. Использование высокотеплопроводящих полимер- ных материалов с малыми значениями модуля упругости позволяет скомпен- сировать разницу в коэффициентах теплового расширения и минимизи- ровать термомеханические напряже- ния. Опытное моделирование, анализ тепловых снимков и рентгеновский контроль внутренних компонентов проводятся при включённом устрой- стве для оптимизации тепловых пара- метров. Окончательный отчёт по тепловой проверке устройства пре- доставляется в комплекте сопроводи- тельной документации. Для обеспечения ЭМС на входе и выходе преобразователей установ- лены фильтрующие схемы. В электри- ческих параметрах преобразователей чётко определеныпульсации отражён- ного тока помех и напряжения, пульса- ции тока и пульсации выходного напря- жения. На основе анализа соответствия спецификации, применением внешних помехоподавляющихфильтров, можно улучшить возможности системы в части симметричных и несимметричных помех, а также обеспечить защиту от резких скачков напряжения. О приме- нениях внешних фильтров более под- робно будет рассказано далее. Для защиты от воздействия водного раствора солей поверхности корпуса, выполненного из холоднокатаной ста- ли, применяется покрытие золотом тол- щиной не менее 1 мкм. Выводы модулей покрыты золотом толщиной от 1,3 до 5,7 мкм. На рисунке 2 приведены вариан- ты конструктивного оформления 15-ваттного модуля HDCD/100-5R-15/SP и 20-ваттногомодуляHDCD/100-5-20/SP с вертикальным расположением выво- дов для монтажа на печатную плату. 5-ваттныемодули серииHDCD/100-x-5/xx также выполняются в подобном кон- структивном исполнении. 30- и 65-ваттные модули доступны в исполнении с горизонтальным рас- положением выводов для объёмного монтажа (см. рис. 3). Далее более подробно, в качестве при- мера, представлены характеристики 65-ваттных DC/DC-преобразователей HDCD/100-xx-65/SP. Рис. 1. Структурная схема одноканального DC/DC-преобразователя HDCD/100-5R-15/SP Рис. 3. Внешний вид 30-ваттного трёхканального радиационно-стойкого модуля HDCD/100-512-30/T1 с горизонтальным расположением выводов для объёмного монтажа Рис. 2. Варианты конструктивного оформления: а – 15-ваттного преобразователя HDCD/100-5R-15/SP с вертикальным расположением выводов для монтажа на печатную плату; б – 20-ваттного радиационно-стойкого модуля HDCD/100-20/SP для монтажа в отверстия печатной платы