Высокоэффективные DC/DC-преобразователи для работы в сетях постоянного тока повышенного напряжения 270 В

В конце 90-х годов достижения в области создания высокоэнергетических силовых полупроводниковых приборов, микроэлектроники и микропроцессорной техники возродили концепцию «полностью электрифицированного самолёта» (All Electric Aircraft). Одним из ее основных положений является переход на новую систему электроснабжения, рассчитанную на передачу большой мощности повышенного напряжения 270 (540) В постоянного тока. В качестве промежуточного решения появилась концепция «более электрифицированного самолёта» — More Electric Aircraft. Необходимо заметить, что самолёт F-35 Joint Strike Fighter (JSF) прочно связан с данной концепцией, в нем, как и в некоторых других типах воздушных судов, для питания определённых систем применяется напряжение постоянного тока 270 В.

 

Для работы в таких системах электроснабжения предлагаются модульные однономинальные преобразователи напряжения, поставляемые под торговой маркой Wibbow. Они предназначены для обеспечения стабильным напряжением питания функциональной части аппаратуры. В таблице ниже представлена линейка модулей, рассчитанных для работы в сети с напряжением 270 В и допускающих его изменение в диапазоне от 155 до 425 В. Предлагаются модели для ряда мощностей: 150, 200, 250 и 2000 Вт.

 

DC/DC-преобразователи выполнены в корпусах из алюминия. Печатная плата помещена в металлический корпус и заливается специальным компаундом с высокой теплопроводностью. Компаунд защищает все компоненты модуля от влаги, вибраций и ударов, а также передаёт выделяемое тепло на поверхность корпуса. В корпусе установлены металлические экранирующие поверхности со всех сторон печатной платы. Размеры корпусов совместимы с форм-факторами Full Brick, ½ brick, ¼ brick. Расположение и функциональное назначение выводов соответствует нормам, принятым в промышленности.

 

Для повышения удельной мощности преобразователи выполнены на основе полумостовой симметричной топологии. Передача мощности происходит в двух квадрантах B-H-кривой и не требуются дополнительные элементы для возврата трансформатора в исходное состояние. В качестве выпрямителей во вторичной цепи используются синхронные MOSFET. Режим синхронного выпрямления обеспечивает высокий КПД и удельные массогабаритные показатели высокочастотных регулируемых преобразователей. Для регулирования применяется метод широтно-импульсной модуляции с постоянной высокой рабочей частотой (175 – 180 кГц). Для организации синхронного выпрямления на вторичной стороне преобразователей применяются микросхемы контроллеров с увеличенной мощностью каскада управления, которые требуют минимального количества внешних элементов и снабжены функцией программированного задания минимального времени открытого состояния транзистора.

 

Для обеспечения специальных требований при работе в составе комплексов электронной аппаратуры модули снабжены комплексом защит и сервисных функций: защита от перегрузки и короткого замыкания (при возникновении такого режима преобразователь переходит в пульсирующий режим работы и возвращается в нормальное состоянии при устранении причины перегрузки); защиты от пониженного входного напряжения и от превышения температуры корпуса модуля свыше заданного значения; подстройка выходного напряжения в пределах ±10% от номинального значения; включение и отключение внешним сигналом; подключение внешней обратной связи для компенсации падения напряжения на проводах, соединяющих выход преобразователя с удалённой нагрузкой;  синхронизация частоты преобразования внешним синхросигналом (для некоторых моделей).

 

Нестабильность по сети и по нагрузке ±1%. Электрическая прочность изоляции 1500 В.

Диапазон рабочих температур от -55 до +105°С (температурный класс M), диапазон температур хранения от -55 до +125°С. Возможен заказ моделей с диапазоном рабочих температур от -40 до +105°С (температурный класс H).

 

Расчётное среднее значение времени наработки до отказа (Mean Time Between Failure, MTBF) составляет ≥400 000 ч (при температуре корпуса +25°C и условиях применения в приборном отсеке самолета); ≥1 400 000 ч (условия применения в стационарном наземном оборудовании).

 

Конструкция и производство модулей соответствуют требованиям многих национальных стандартов к электромагнитной совместимости и стойкости к воздействующим факторам внешней среды.

 

Основные параметры модулей питания для сети с постоянным напряжением 270 В

 

Заказной код	Диапазон входного напряжения,  В	Выходное напряжение, В	Выходная мощность, Вт	Выходной ток, А	Пульсация, (двойная амплитуда), мВ	КПД, %	Габариты,  мм
WIQ150-270WMS5PT	155-425	5	150	30	<180	93	64×39×12,7
WIQ150-270WMS6PT	155-425	6	150	25	<180	92	64×39×12,7
WIQ150-270WMS12PT	155-425	12	150	12,5	<200	92	64×39×12,7
WIQ150-270WMS15PT	155-425	15	150	10	<200	93	64×39×12,7
WIQ150-270WMS24PT	155-425	24	150	6,25	<240	92	64×39×12,7
WIQ150-270WMS28PT	155-425	28	200	7,14	<350	94	64×39×12,7
WIQ150-270WMS48PT	155-425	48	150	3,12	<350	89	64×39×12,7
WIH250-270WMS5PT	155-425	5	250	50	<300	90	58,6×61,6×12,7
WIF02K-270UMS28PT	185-400	28	2000	71,4	<300	96,5	119×63,1×13
WIF02K-270UMS36PT	185-400	36	2000	55,5	<300	96,4	119×63,1×13
WIF02K-270UMS48PT	185-400	48	2000	41,7	<300	96,4	119×63,1×13

 

Для работы в сетях повышенного напряжения 270 В выпускаются также модули DC/DC-преобразователей с диапазоном входного напряжения 200-400 В и мощностным рядом 30, 40, 100, 120, 150, 200, 400, 450, 600, 700, 800, 1000 и 1200 Вт, выполненные в форматах Full Brick, ½ brick, ¼ brick и др.

 

 

Тел.: +7 (495) 232-2522

Адрес: Профсоюзная улица, д. 108, м. Беляево

Эл. почта: info@prochip.ru

https://www.prochip.ru/

 

www.prochip.ru