DC-DC преобразователи напряжения средней мощности типа AMR Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

DC/DC-преобразователи

средней мощности типа AMR

Широкий модельный ряд DC/DC-преобразователей фирмы ASTEC AMR (Astec Medium Range), работающих в диапазоне мощностей от 2S до 1SC Вт, объединяет общий подход к схемотехнике и дополнительным функциональным возможностям, заложенным в них (таблица 1). Еще б лет назад фирма ASTEC первой реализовала в серийных моделях AMR высокочастотные преобразователи с планарными трансформаторами, обмотками которых являются дорожки на печатной плате (рис. 1). Тогда же были выпущены и первые образцы с синхронным выпрямителем на выходе, не перешедшие, однако, в серию из-за отсутствия высококачественных комплектующих по приемлемой цене.

Дмитрий Яблоков

[email protected]

Вт

Рис. 1. Серия BK60C

есь модельный ряд DC/DC-преобразователей традиционно производился с выпрямителем только на диодах Шоттки. Постоянная погоня за повышением КПД и совершенствование элементной базы привели к замене диодов схемой синхронного выпрямления на МОП-транзисторах с низким сопротивлением канала. Это позволило поднять КПД на 6-8 % в основном за счет уменьшения падения напряжения на открытом ключе до 200 мВ и снижения времени переходных процессов в выпрямителе. Сегодня наибольшая экономическая эффективность синхронного выпрямления прогнозируется для модулей мощностью от УЗ Вт и выше.

Традиционные серии ASTEC AK60C и BK60C с 2001 г. постепенно переходят на синхронное выпрямление. Это не связано ни с какими затратами для конечного потребителя: ни на переразводку печатной платы, ни на перекомпоновку конструкции. Новые модели просто вытесняют соответствующие старые в тех же корпусах и цоколевке, отличаясь только буквой «Н» (High Efficiency, см. табл. 1) в суффиксе наименования и, конечно, высоким КПД (при практически неизменной цене).

Большая часть моделей AMR имеет размеры и цоколевку так называемого «промышленного стандарта» (industry pinout), поддерживаемого основными «белыми» производителями DC/DC-преобразователей ARTESYN, LUCENT и ASTEC. С одной стороны, это мера конкурентной борьбы ироизво-дителей, а с другой — выгода для потребителя, не боящегося смены поставщика.

Основные характеристики преобразователей AMR:

1. Диапазоны входных напряжений AMR рассчитаны на промышленную и бортовую автоматику (18...36 В) и телекоммуникационные приложения (36.УЗ В).

2. Высокая фиксированная частота преобразования З00 кГц (для некоторых моделей — 300 кГц) позволяет компенсировать броски тока нагрузки менее чем за З00 мкс.

3. Встроенные входные и выходные многозвенные LC-фильтры снижают уровень ВЧ-помех на нагрузке и в цепи питания.

4. Выходное напряжение регулируется в пределах не менее +10 % внешним потенциометром или опорным напряжением.

5. Точность стабилизации установленного напряжения составляет 0,2 % при изменении входного напряжения или выходного тока.

6. Непрерывная следящая защита от КЗ автоматически восстанавливает работоспособность модуля после снятия перегрузки.

7. Триггерная защита нагрузки от случайного броска выходного напряжения — более 130 % от номинала.

8. Максимальная рабочая температура основания + 100 (+105) °С.

9. Триггерный датчик перегрева выше +100 (+125) °С.

10. Диапазон температур окружающего воздуха от -40 до +75 (+80) °С. В диапазоне от +75 до +100 °С отдаваемая в нагрузку мощность должна быть снижена линейно пропорционально температуре воздуха (т. н. derating).

11. Температура хранения -55_+105 (+125) °С.

Рис. 4. Серия AA40M

Дополнительные функции преобразователей:

«ENABLE» — дистанционное включение/выключение сигналом ТТЛ-уровня (рис. 3). «SENSE +/-» — входы отрицательной обратной связи, которые позволяют компенсировать падение напряжения на проводах в пределах 0,5 В, будучи присоединены непосредственно в точке подключения нагрузки. «CLCK IN» — вход принудительной внешней синхронизации, на который можно подавать ТТЛ-сигнал 50 % скважности в диапазоне частот ±20 % от номинальной по паспорту для конкретного типа преобразователя.

«CURRENT SHARE» — высокоомный аналоговый выход/вход для активного динамического выравнивания токов при параллельном включении ряда однотипных модулей. У блоков, работающих на одну нагрузку, выводы «CURRENT SHARE» должны быть объединены вместе.

«LOAD SHARE» — передовая технология, по которой выполнены все модели, имеющие по два выхода +5 В и +3,3 В (рис. 4), позволяющая перераспределять токи нагрузки между обоими выходами в любой пропорции, в пределах максимально допустимой мощности модуля. Это позволяет свободно модернизировать аппаратуру, заменяя устаревающие пятивольтовые микросхемы новыми трехвольтовыми версиями, не заботясь о смене источника питания.

Все модули мощностью более 50 Вт имеют толстое медное основание и тщательно рассчитанную топологию, улучшающую перераспределение локально выделяемого тепла. Это устраняет внутренние температурные градиенты, увеличивая общую надежность блока, так как наработка на отказ его ключевых элементов прямо пропорциональна температуре.

В дальнейшем мы планируем рассказать о другом модельном ряде — APM (Astec Power Modules) с входными напряжениями до 400 В и мощностями до 1200 Вт в корпусах «brick» и «1/2 brick».

Международные сертификаты и подробную техническую информацию на все модули можно получить на сайте Ы tp:// ww w. astec-eu-rope.c om.

Таблица 1. DC/DC-преобразователи средней мощности типа AMR

Модель Кол-во Входное Ток нагрузки, А Размеры,

выходов напряж., В 2.1В 2.5В 3.3В 5.0В 12В 15В особенности

AA95N 95W 9"x9"

AA9.5N-094I-0.50S 1 18...36 5

AA9.5N-094I-190S 1 18...36 9

AA95N-094L-150S 1 18...36 1.67

AA95N-048L-033S 1 36...75 6

AA9.5N-048I-0.50S 1 36...75 5

AA9.5N-048I-190S 1 36...75 9

AA95N-019L-150D 9 9...18 0.83

AA95N-094L-050D 9 9...18 9.5

AA9.5N-094I-190D 9 9...18 1

AA9.5N-094I-1.50D 9 9...18 0.83

AA95N-048L-050D 9 36...75 9.5

AA95N-048L-190D 9 36...75 1

AA9.5N-048I-1.50D 9 36...75 0.83

AA95N-048I-050D033 9 36...75 6 5

AA95N-048L-050T190 3 36...75 9.5 0.59

AA40M 40W 3"x3"

AA40M-048I-033S 1 36...75 11

AA40M-048I-050S 1 36...75 8

1 36...75 3 3

ІІМІ40Ш 60-75W 1/2 Brick

AA60A-048L-050D033 9 36...75 15 15

AA60A-048I-033D095 9 36...75 19

100W 1/4 Brick

AK45C-048I-033F90AH 1 36...75 90

AK45C-048L-050F90AH 1 36...75 90 КПД 89 %

AK60C 30W 1/2 Brick

AK60C-048I-033F08 1 36.75 8

AK60C-048L-050F06 1 36...75 6

AK60C 50W 1/2 Brick

AK60C-048I-033F10 1 36...75 10

AK60C-048I-050F10 1 5 .7 6. 3 10

AK60C-048L-190F04 1 36...75 4

AK60C-H 100W 1/2 Brick

AK60C-048I-091F90H 1 36...75 90

AK60C-048I-033F90H 1 5 .7 6. 3 90 КПД 89 %

AK60C-048L-050F90H 1 36...75 90

BK60C-H 150W 1/2 Brick

BK60C-048I-091F30H 36...75 30

RK60C-048I-0.3.3F30H 1 36...75 30 КПД 89 %

BK60C-048I-050F30H 1 36...75 30