Современная электроника №4/2022

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 19 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2022 Частьэнергиипреобразуетсявтепловую мощность. Поэтому должны быть сдела- ныопределённыеизмерениярассеивае- моймощности, чтобыгарантировать, что температурапереходавнутриустройства находится в безопасномдиапазоне. На рис. 13 показана типичная вну- тренняя конструкция гибридного тол- стоплёночного источника питания. Кристаллы непосредственно привари- ваются к керамической подложке, смон- тированной в металлическом корпусе (обычно из ковара) к основанию кор- пуса. Тепло генерируется при работе кристалла, и, в конечном счёте, тепло проводится через основание корпуса керамической подложки устройства. Из внутренней конструкции источника, выполненного по гибридно-плёночной технологии, следует, что основание кор- пуса является наиболее эффективным Рис. 10. Зависимость MTBF от температуры для условий орбитального космического полёта (SF) Рис. 11. Область безопасной работы при различных выходных напряжениях и токах при воздействии одиночных заряженных частиц Рис. 13. Типичная конструкция гибридно- плёночного модуля питания Рис. 12. Принципиальная схема параллельного соединения двух модулей HNFA0516SS местом для рассеивания тепла, и теп- ло должно отводиться непосредственно от основания корпуса. Верхняя крышка играет очень небольшуюроль при рас- сеивании тепла, и температура верхней крышки не может быть использована для определения температуры корпуса устройства. Рабочая температура долж- на измеряться в центре основания кор- пуса устройства. Определение реальной температуры позволяет выполнить точ- ные расчёты надёжности. Основные пассивные способы обе- спечения тепловых режимов гибридно- плёночных преобразователей напряже- ния подробно изложены в статье [2]. При небольшой потребляемой мощ- ности устройством для дополнительно- го рассеивания тепла может использо- ваться печатная плата. У многослойной печатной платы внутренний медный слой может быть использован для пере- дачи тепла, верхний слой печатной пла- ты должен быть подключён к внутрен- нему слою как можно бо ′ льшим числом металлизированных переходов. Конструкция печатной платы с учётом минимизации шума напряжения При обеспечении электропитани- ем FPGA и других устройств с динами- ческим потреблением тока необходи- Vin+ C1 220uF C7 100uF C8 100uF C9 100uF C10 100uF C2 105 C3 220uF C4 105 R1 30k R3 30k R2 R4 HNFA0516SS 1 9 8 7 6 U1 Vin Vo CASE 2 3 4 5 GND GND GND GND GND GND INH NC/SS Trim Sense+ HNFA0516SS 1 9 8 7 6 U2 Vin Vo CASE 2 3 4 5 GND GND GND GND GND GND GND INH NC/SS Trim Sense+ GND Vout1 Vout Rp1 2,5m + + + + 2,5m Rp2 Vout2 C5 105 C6 105 GND 4000000 3000000 2000000 MTBF 1000000 25,0 35,0 45,0 55,0 Температура, °С Опасная область Безопасная область ЛПЭ = 99,8 МэВ·см2/мг выдержал испытания ЛПЭ = 65 МэВ·см2/мг выдержал испытания ЛПЭ = 81,4 МэВ·см2/мг выдержал испытания Выходной ток, A Выходное напряжение, В ЛПЭ = 99,8 МэВ·см2/мг не выдержал испытания (отказ) ЛПЭ = 65 МэВ·см2/мг не выдержал испытания (отказ) 65,0 75,0 85,0 95,0 105,0 115,0 0