DC-DC преобразователи напряжения ASTEC малой и средней мощности Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

DC/DC преобразователи ASTEC малой и средней мощности

Дмитрий Яблоков

[email protected]

В предыдущей статье (КиТ № 5’2000, с. 14) мы знакомили специалистов с американской компанией ASTEC (www.astec.com), долгие годы производящей самую широкую в мире гамму источников питания на любой вкус, и останавливались на сетевых источниках малой мощности. Для нового обзора, посвященного DC/DC-преобразователям, мы выбрали только серии малой и средней мощности (до 25 Вт). Их краткие технические характеристики приведены в табл. 1. Именно серии средней мощности (рис. 2) наиболее популярны у российских производителей средств связи и промышленной автоматики.

Причин, по которым DC/DC ASTEC оказались удачно удовлетворяющими специфичным требованиям отечественной промышленности, несколько:

■ Низкая рабочая температура (-40 °С), как стандарт.

■ Расширенный диапазон входных напряжений (в соотношении 1:4).

■ Повышенная наработка на отказ (гарантия 5 лет).

У различных производителей такие параметры

можно встретить нечасто, а их сочетание — редкость.

Все DC/DC ASTEC выпускаются под торговой маркой AMPSS (Astec Modular Power Supply System), так как главное их назначение — построение модульных распределенных систем питания. Такие системы строятся по следующей схеме: один сетевой блок — одна общая внутренняя магистраль питания — несколько оконечных стабилизаторов. Оконечные стабилизаторы располагаются в непосредственной близости к нагрузке и содержат цепи дополнительной защиты и фильтрации. Распределенные системы находят в настоящее время все большее применение по ряду причин: повышенной электробезопасности, возможности N+1 резервирования оконечных стабилизаторов, «горячей» замены отказавших, простоты добавления резервной аккумуляторной батареи, лучшему отводу тепла и, как следствие, высокой надежности.

Большая часть преобразователей выпускается в корпусах, с размерами и цоколевкой, соответствующими промышленному стандарту «de-facto». Такая универсальность позволяет без труда заменять модули производства различных фирм и различных параметров в серийно уже выпускающихся изделиях. Сейчас DC/DC-преобразователи от 10 до 15 Вт чаще всего упаковываются в корпуса 1"х2" (рис. 3), а от 15 до 25 Вт — в корпуса 2"х2" (рис. 4). С развитием технологии в ближайшее время ожидается перевод 10-ваттных преобразователей в корпус DIP-28, а 20-ваттных — в корпуса 1"х2".

Из традиционных моделей наиболее перспективными, по мнению специалистов ASTEC, являются серии AA10U (рис. 5) и AA25N. Их типовые особенности — малый пусковой ток и встроенные индуктивные фильтры на входе и выходе, ограничивающие напряжение пульсаций. Интегральные стабилитроны защищают нагрузку от случайных бросков напряжения на уровне 125 % от номинала. Проходная емкость вход/выход 110-250 пФ, при максимальном напряжении 1500 В. В моделях, имеющих регулируемый выход, регулировка осуществляется внешним потенциометром или напряжением смещения. Ряд изделий имеет защиту от перегрева до 130 °С.

Последние годы все большее количество производств переходит на поверхностный монтаж. Для них появились первые преобразователи в SMD-корпусах (рис. 1).

AA05N, AA10N — предназначены для быстрой модернизации портативной аппаратуры под новые микросхемы, требующие 3,3 или 2,1 В питания, с возможностью регулирования. Они очень просты в использовании и не требуют никакой дополнительной обвязки. В отличие от остальных DC/DC-преобразователей, AA05N, AA10N не имеют гальванического разделения входа и выхода. Фиксированная рабочая частота 200 кГц и дистанционное отклю-

Рис. 1 Рис. 2

Рис. 3

чение. Они полностью экранированы и очень компактны (SMD-корпус — 23x23x9 мм).

АК40А, АК42А — это новые серии, разработки 1999 г., имеющие высокие характеристики и дополнительные возможности. При этом усложнившаяся схема преобразователя, рассчитанная на 15 Вт, упакована в уменьшенный SMD-корпус, объемом всего 1 кубический дюйм. В них введен дополнительный каскад входных фильтров, важный для распределенных систем. Кроме стандартной возможности регулировки напряжения и дистанционного

Рис. 4

отключения появился активный ограничитель пускового тока, делающий возможной «горячую замену» неисправных модулей.

Серия АК42А отличается от АК40А наличием двух низковольтных выходов. Они предназначены для устройств, использующих смешанное питание (например, +5 и +3,3 В), становящееся все популярнее. Схемотехника

Рис. 5

AK42A реализует уникальную технологию Power Trading, иногда еще называемую Loadshare. Эти конвертеры автоматически перераспределяют потребляемую нагрузками мощность между обоими выходами в любой пропорции, в пределах суммарной мощности. Это позволяет свободно модернизировать аппаратуру, заменяя устаревающие 5-вольтовые микросхемы новыми 3-вольтовыми версиями, не заботясь о замене источника питания.

Обе серии AK40A и AK42A имеют наработку на отказ более 7,5 млн часов.

В следующей статье мы продолжим рассказ об оригинальных схемных особенностях DC/DC ASTEC мощностями от 30 до 500 Вт. НИИ

Таблица. Серии АА, АК. Выбор DC/DC преобразователя малой и средней мощности

Мощность, Вт Серия Входное напряжение, В Выходное напряжение, В Корпус Рабочая температура без снижения Свойства

Одиночные Двойные Тройные параметров, °С

1 AA01D СЧ -г» со vo юоо-о 5; 9; 12; 15 ±12; ±15 - SIL -25...+71

5 AA05E 9-18 18-36 36-75 3,3; 5; 12; 15 ±12; ±15 - DIP-28 -40...+85 3

AA05N 3,0-3,6 4,5-5,5 10,0-14,0 2,1; 3,3; 5,0; 12,0 - - SMD -40...+85 1, 4

10 AA10N 10,0-14,0 5,0 - - SMD -40...+85 1, 4

AA10B 9-36 18-75 36-75 3,3; 5; 12; 15 ±5; ±12; ±15 - 1"х2" -40...+80 3

AA10C 36-75 1,5; 2,0; 3,3; 5; 12 - - 1"х2" -40...+60 1, 2, 3

AA10U 9-36 18-75 3,3; 5; 12; 15 ±5; ±12; ±15 - 1"х2" -40...+75 3

15 AA15A 9-36 20-72 5; 12; 15 ±12; ±15 5; ±12 5; ±15 2"х2" -25...+71 1, 2, 3

AA15C 36-75 1,5; 2,0; 3,3; 5; 12 - - 1"х2" -40...+105 1, 2, 3

AK40A 18-36 36-75 1,5; 1,8; 2,1; 2,5; 3,3; 5,0;12 - - SMD 1"х2" -40...+75 1, 2, 3, 5

AK42A 18-36 36-75 1,8; 2,1; 2,5; 3,3; 5,0; - SMD 1"х2" -40...+75 1, 2, 3, 5, 6

20 AA20B 9-36 18-75 3,3; 5; 12; 15 ±12; ±15 - 1,6"х2" -40...+60 1, 2, 3

AA20C 36-75 2,5; 3,3; 5,0; 12,0 - - 1,6"х2" -40...+105 1, 2, 3

25 AA25A 19-35 35-63 5; ±125; ±15 2"х2" 0...+85 1, 2, 3

AA25N 9-18 18-36 36-75 3,3; 5; 12; 15 +5/+3,3; ±5; ±12; ±15 5; ±12 5; ±15 2"х2" -40...+100 1, 2, 3, (6)

Примечания: 3. Защита от КЗ и превышения напряжения

4. Гальваническая связь выхода с входом

1. Регулировка выхода 5. Возможность «горячей замены»

2. Дистанционное отключение 6. Перераспределение нагрузки (Power Trading)