Миниатюрные 15-ваттные DC/DC-преобразователи напряжения для применения в аппаратуре специального назначения
Компактные гибридно-плёночные DC/DC-преобразователи напряжения серии HMHA28 являются результатом совместного решения энергетических, структурных и конструкторско-технологических проблем миниатюризации силовых устройств.
Модули выполнены по обратноходовой структуре с двумя контурами обратной связи. Основной контур служит для стабилизации выходного напряжения. Дополнительный (или внутренний) контур регулирования используется для прямого регулирования амплитуды тока дросселя посредством сигнала ошибки. Такой режим регулирования методом широтно-импульсной модуляции с дополнительной обратной связью по току дросселя (первичной обмотки силового трансформатора) с рабочими частотами до 500 кГц позволяет добиться уменьшения габаритов.
Обратноходовые преобразователи содержат всего один моточный элемент, что значительно снижает их стоимость. Для снижения массогабаритных показателей трансформатора, который определяет массогабаритные показатели и технические параметры всего преобразователя, для их изготовления применяется ферритовый сердечник с низкой величиной объёмных удельных магнитных потерь и высокой величиной индукции насыщения при незначительных габаритных размерах.
Для исключения цепей ограничения выбросов перенапряжений и дополнительной обмотки для размагничивания трансформатора применяется активное ограничение. Схема активного ограничителя включает только дополнительный MOSFET и конденсатор.
С целью повышения КПД в одноканальных моделях применяется режим синхронного выпрямления, при этом демпферный диод понижающего преобразователя заменяется коммутируемым MOSFET, что позволяет повысить КПД на несколько процентов при небольших выходных напряжениях.
Одно- и двухканальные модули серии HMHA28 с диапазоном входных напряжений от 14 до 40 В, при этом допускается переходное отклонение входного напряжения до 50 В длительностью 1 c, формируют наиболее часто востребованные выходные напряжения 5, 8, 12, 15, 24 ±5, ±6, ±10, ±12, ±15 (В). В таблице показаны основные технические параметры модулей.
Основные технические характеристики модулей серии HMHA28
Модель | Выходное напряжение, В | Ток нагрузки, А | Мощность, Вт | КПД (мин.),
% |
Емкость нагрузки (макс.), мкФ | Пульсация выходного напряжения (двойная амплитуда), мВ |
HMHA28S5 | 4,85…5,15 | 3 | 15 | 83 | 1000 | 80 |
HMHA28S8 | 7,92…8,08 | 1,88 | 15 | 85 | 500 | 100 |
HMHA28S12 | 11,76…12.24 | 1,25 | 15 | 85 | 500 | 100 |
HMHA28S15 | 14,7…15,3 | 1 | 15 | 85 | 500 | 100 |
HMHA28S24 | 23,76…24,24 | 0,625 | 15 | 84 | 500 | 200 |
HMHA28D5 | +4,85…+5,15/-5,15…-4,85 | ±1,5 | 15 | 82 | 500 | 80 |
HMHA28D6 | +5,87…+6,13/-6,13…-5,8 | ±1,25 | 15 | 82 | 500 | 80 |
HMHA28D10 | +9,90…+10,10/-10,10…-9,90 | ±0,75 | 15 | 85 | 500 | 100 |
HMHA28D12 | +11,88…+12,12/-12,12…-11,88 | ±0,625 | 15 | 85 | 500 | 150 |
HMHA28D15 | +14,85…+15,15/-15,15…-14,85 | ±0,5 | 15 | 85 | 500 | 200 |
Модули характеризуются значением удельной мощности по объёму 2360 Вт/дм3. Необходимо заметить, что преобразователи напряжения серии MSA (Crane Aerospace & Electronics, США) с подобными габаритами обеспечивают в нагрузке только 5 Вт. Расположение выводов модулей серии HMHA28 и их функциональное назначение идентичны с параметрами модулей серии MSA.
КПД модулей серии HMHA28 простирается в диапазоне от 82 до 85% (зависит от режима работы и модели).
Модули оснащены рядом сервисных функций, такими как: дистанционное включение/выключение, синхронизация рабочей частоты преобразования внешним синхросигналом, защита от пониженного входного напряжения на входе, защита от короткого замыкания.
Для дополнительного подавления пульсаций напряжения на входе модуля рекомендуется применять внешний помехоподавляющий фильтр HMFА-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”).
Предназначены для применения в аппаратуре специального назначения наземного базирования, авиационной и ракетной техники и других применениях, где есть жёсткие требования к занимаемому объёму и высокой удельной мощности в условиях воздействия жёстких климатических и механических факторов.
Эксплуатационные параметры DC/DC-преобразователей серии HMHA28
- 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) 2,2×10 6 ч (для температуры +25°С и применения в стационарном наземном оборудовании);
- габаритные размеры, мм: 27,31×27,31×8,5 (вариант исполнения без фланцев); 27,31×38,5×8,5 (вариант с крепёжными фланцами);
- масса 30 г.