Компактные 30-ваттные DC/DC-преобразователи напряжения для специальных применений
Преобразователи напряжения серии HMTF28, разработанные на основе гибридно-плёночной технологии, предназначены для применений, где существуют жёсткие требования к занимаемому объёму и высокой удельной мощности, и аппаратура подвергается воздействию экстремальных температур, вибрации, механических ударов.
Модули предназначены для работы от входных сетей с диапазоном изменения напряжения от 14 до 40 В, при этом допускается переходное отклонение входного напряжения до 50 В длительностью 1 с. Выпускаются одно- и двухканальные модули, формирующие наиболее часто востребованные выходные напряжения 3,3, 5, 12 ,15, 24, ±12 и ±15 (В). Основные технические характеристики модулей представлены в таблице.
Основные технические характеристики модулей серии HMTF28
Модель | Выходное напряжение, В | Ток нагрузки (макс.), А | Мощность (макс.), Вт | КПД (мин.), % | Емкость нагрузки (макс.), мкФ | Пульсация выходного напряжения (двойная амплитуда), мВ |
HMТF28S3R | 3,22…3,38 | 6 | 20 | 80 | 1000 | 80 |
HMTF28S5 | 4,87…5,13 | 6 | 30 | 84 | 1000 | 80 |
HMTF28S12 | 11,88…12,12 | 2,5 | 30 | 87 | 500 | 100 |
HMTF28S15 | 14,7…15,3 | 2 | 30 | 88 | 500 | 120 |
HMTF28S24 | 23,76…24,24 | 1,25 | 30 | 86 | 500 | 200 |
HMTF28D12 | +11,88…+12,12/-12,12…-11,88 | ±0,625 | 30 | 87 | 500 | 100 |
HMTF28D15 | +14,85…+15,15/-15,15…-14,85 | ±1 | 30 | 88 | 500 | 100 |
Модули напряжения выполнены по обратноходовой топологии с двумя контурами обратной связи. Для регулирования выходного напряжения применяется метод широтно-импульсной модуляции с постоянной рабочей частотой (от 300 до 500 кГц) и обратной связью по напряжению, внутренний контур дополнительной обратной связи по току дросселя осуществляет прямое регулирование амплитуды тока дросселя посредством сигнала ошибки. Уменьшение высоты корпуса до 9 мм удалось добиться применением для изготовления трансформатора феррита марки N87 с высокой величиной индукции насыщения и низкими удельными магнитными потерями при рабочих частотах 500 кГц. Для максимизации КПД в одноканальных моделях применяется режим синхронного переключения, при котором демпферный диод понижающего преобразователя заменяется коммутируемым MOSFET. Для размагничивания силового трансформатора применяется активный ограничитель. При этом обеспечивается сниженное перенапряжение на основном MOSFET, возможность переключения при нуле напряжения и пониженный уровень электромагнитных потерь. Применение силового MOSFET с небольшим сопротивлением в открытом состоянии и незначительным зарядом затвора также позволило повысить КПД.
В результате применения указанных методов энергетической оптимизации для 30-ваттных модулей удалось достичь значения удельной мощности по объёму, без учёта теплоотвода, 3100 Вт/дм3. Модули оснащены рядом сервисных функций: дистанционное включение/выключение, синхронизация рабочей частоты преобразования внешним сигналом (частота сигнала от 420 до 460 кГц), регулировка выходного напряжения (для одноканальных моделей), защита от пониженного входного напряжения на входе, защита от короткого замыкания.
Для дополнительного подавления пульсаций напряжения на входе рекомендуется применять помехоподавляющий фильтр HMFH-461.
Модули разработаны и производятся Восточно-китайским научно-исследовательским институтом микроэлектроники в соответствии с требованиями национальных производственных стандартов:
- GJB 548C-2021 “Методы и процедуры испытаний микроэлектроники” (соответствует MIL-STD-883 “Test Methods and Procedures for Microelectronics);
- GJB 2438B-2017 “Технические требования к гибридным микросхемам. Общая спецификация” (соответствует спецификации MIL-PRF-38534 “Hybrid Microcircuits, General Specification For”).
Массогабаритные характеристики модулей серии HMTF28, расположение выводов и их функциональное назначение идентичны с параметрами популярных ранее 15-ваттных модулей серии MHF+ (Crane Aerospace & Electronics, США).
Эксплуатационные параметры DC/DC-преобразователей серии HMTF28
- диапазон рабочих температур от – 55 до +125˚C;
- диапазон температур хранения от – 65 до +150˚C:
- расчётное значение среднего времени наработки до отказа (Mean Time Between Failure, MTBF) 1,9×10 6 ч (для температуры +25°С для применения в стационарном наземном оборудовании);
- габаритные размеры, мм: 37,23×28,84×9 (вариант исполнения без фланцев); 51,3×28,84×9 (с крепёжными фланцами);
- масса 37 г (без фланцев) , 40 г (с фланцами).