50-ваттные DC/DC-преобразователи с низковольтными выходными напряжениями

50-ваттные DC/DC-преобразователи с низковольтными выходными напряжениями

Подразделение компании Infineon Technologies AG – International Rectifier HiRel Products, разрабатывающее и производящее компоненты для авиационно-космических и оборонных применений, представила радиационно-стойкие DC/DC-преобразователи серии GN. Новые 50-ваттные устройства разработаны для максимизации КПД в бортовой аппаратуре космических аппаратов с длительными сроками активного существования до 15 лет.

Применение в основных бортовых системах космических аппаратов (система сигнальной обработки, центральный бортовой компьютер, аппаратура ввода-вывода информации) радиационно-стойких процессоров, элементов памяти и функциональных логических элементов, для питания которых используются пониженные напряжения от 3,3 до 1 В, требуют применения высокоэффективных импульсных источников питания, способных обеспечивать стабильным напряжением цифровые микросхемы с импульсными токами потребления. Большие обрабатываемые потоки данных в каждой из подсистем космического аппарата (КА) приводят к увеличению энергопотребления, что влечёт за собой необходимость повышения мощности источников питания и необходимость повышения КПД системы электропитания. Применение распределённой системы электропитания c использованием POL-преобразователей (Point-of-Load – преобразователи без гальванической развязки, размещаемые в непосредственной близости от питаемого функционального узла) является вариантом системы электропитания, обеспечивающим оптимальные характеристики системы.

Радиационно-стойкие DC/DC-преобразователи серии GN предназначены для питания цифровых микросхем и формирования низковольтной промежуточной шины с номинальным напряжением 5 В, к которой подключаются понижающие POL-преобразователи, обеспечивающие стабилизированным электропитанием цифровую нагрузку (напряжения в диапазоне от 2,5 до 0,8 В).

Новые преобразователи характеризуются диапазоном входного напряжения от 18 до 40 В, стойкостью к воздействию радиации в области дозовых эффектов более 100 крад (Si), гарантируется отсутствие одиночных эффектов от воздействия тяжёлых заряженных частиц с пороговыми линейными потерями энергии (ЛПЭ) 60 МэВ × см2 / мг. Встроенный помехоподавляющий фильтр на входе, совместимый с силовыми шинами большей части спутников, обеспечивает уровень кондуктивных помех, генерируемых модулем в источник первичного напряжения, соответствующий требованиям стандарта MIL-STD-461C тест CE03.

DC/DC-преобразователи серии GN созданы с использованием проверенной методики разработки приборов категории качества Space, которая включает выбор широко известных надёжных компонентов, полностью отвечающих требованиям стандартов MIL-STD-975 и MIL-STD-1547 к отклонению от номинальных значений параметров. Преобразователи имеют трансформаторную развязку в контуре обратной связи для обеспечения надёжной работы в условиях воздействий ионизирующих излучений космического пространства.

Топология преобразователя использует режим управления по пиковому току и возможности двухтактной структуры с поочерёдной работой полуобмоток трансформатора (структура типа «Push-Pull») и выходным каскадом с удвоением тока. Для максимизации КПД в преобразователе применяется синхронное выпрямление, используется патентованная схема контура обратной связи с трансформаторной развязкой, которая также обеспечивает передачу напряжения для электронных схем вторичной части.

Применение схемы блокировки от пониженного напряжения (ULDO, Under-Voltage Lockout) гарантирует, что низкое напряжение входной шины не сможет привести к нештатной работе схемы контроллера и потере стабилизации на выходе преобразователя.

Предлагаются модели с выходными напряжениями от 1 до 5 В, номинальными выходными токами до 20 А и высоким значением КПД до 87%. Выходное напряжение регулируется в диапазоне ±10% внешним резистором для точной установки требуемого напряжения. Модули также оснащены следующими сервисными функциями: дистанционное включение/выключение, синхронизация частоты преобразования для применений в системах с большим числом модулей, защита от короткого замыкания и перегрузки по току, выводы для подключения внешней обратной связи.

Подобно большей части DC/DC-преобразователей компании International Rectifier, преобразователи серии GN выполнены в виде толстоплёночных герметизированных модулей. Подобная конструкция характеризуется многими определёнными преимуществами. Гибридная конструкция, со свойственной ей изотермической плоскостью, обеспечивает кратчайшие тепловые пути от компонентов к основанию для отвода тепла, используя наименьшие тепловые сопротивления «кристалл-поверхность корпуса». Наилучшие температурные показатели достигаются наряду с использованием в конструкции материалов с высокой удельной теплопроводностью. Конструкция обеспечивает минимальный перегрев внутренних компонентов, повышая таким образом надёжность изделия.

В качестве теплоотводящей подложки для полупроводниковых приборов применяется композитный материал AlSiC (алюминий с карбидом кремния), а кольцевая рама выполнена из железоникелевого сплава (Alloy 48) для минимизации массы и обеспечения повышенной жёсткости конструкции. Крышка выполнена из кобальт-никелевого сплава (ковара). Медные выводы для ввода/вывода сигналов и напряжения уплотнены прочной керамикой, а корпус герметизирован шовно-роликовой сваркой. Система шовно-роликовой сварки, интегрированная в атмосферную камеру, идеально подходит для герметизации микросхем специального применения высокой надёжности, так как обеспечивает заданную атмосферу внутри микросборки.

Габаритные размеры корпуса составляют (Д × Ш × В) 88,9 × 63,5 × 12,07 мм. Размеры длины и ширины включают выступы входных и выходных выводов и монтажных проушин. Основание корпуса имеет размеры 76,2 × 50,8 мм. Общая масса преобразователя составляет менее 110 г.

Расположение монтажных проушин таково, что позволяет разместить несколько модулей рядом, поскольку монтажные проушины одного модуля могут быть размещены на одной прямой, рядом с другими модулями, для минимизации площади монтажа.

Технические характеристики преобразователей серии GN

Код для заказа

Выходное напряжение, В

Ток нагрузки, А

Выходная мощность, Вт

КПД (тип.), %

GN2801S

1,0

20

20

73

GN2801R5S

1,5

20

30

75

GN2801R8S

1,8

20

36

78

GN2802R5S

2,5

20

50

84

GN2803R3S

3,3

15,15

50

85

GN2805S

5,0

10

50

87

Необходимо отметить, что данные модули доступны для экспорта в Россию без оформления лицензии на экспорт в государственных ведомствах США, ответственных за регулирование экспорта технологий и продукции военного назначения.

www.infineon.com/hirel


Поделиться:


Комментарии

Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений
 


На данном сайте используются cookie для сбора информации технического характера и обрабатывается Ваш IP-адрес. Продолжая использовать этот сайт, вы даете согласие на использование файлов cookies.