СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-3

Постоянное увеличение пропускной способности и функциональности электронной аппаратуры современ ных космических аппаратов и авиаци онной техники приводит к росту энер гопотребления. Так, в аппаратуре це левых систем космических аппаратов применяются высокопроизводитель ные процессоры, цифровые сигналь ные процессоры, микросхемыпамяти, функциональные устройства на осно ве базовых матричных кристаллов, ис пользующие несколько номиналов напряжений питания (1,2; 1,8; 3,3 В) и характеризующиеся импульсным из менением потребляемого тока. Архитектура распределённой сис темы электропитания с использова нием модулей POL преобразователей давно нашла применение в телеком муникационных системах, системах передачи данных и промышленном оборудовании [1–5]. Она позволяет минимизировать длину проводни ков, подводящих питание к нагрузке, и падение напряжения на них, сни зить потребляемую оборудованием мощность, ограничить распростра нение радиопомех и обеспечить ста бильность тока при импульсном по треблении. ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 20 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2011 DС/DC преобразователи типа POL для применения в аппаратуре авиационной и космической техники Виктор Жданкин (Москва) В статье представлен DC/DC преобразователь MFP0507S типа POL (point of load), предлагаемый компанией Crane Electronics, Inc для применения в распределённых системах электропитания бортовой аппаратуры авиационной и космической техники. Сегодня в распределённых системах электропитания в качестве входного напряжения функциональных плат используется первичное напряжение постоянного тока, а на платах при меняются неизолированные DC/DC преобразователи, которые устанав ливаются в непосредственной близос ти от нагрузки (point of load – точка нагрузки). К преобразователям напряжения постоянного тока типа POL, предна значенным для эксплуатации в борто вой аппаратуре авиационной и косми ческой техники, предъявляются допол нительные требования по стойкости, прочности и устойчивости к внешним воздействующим факторам (механи ческим, климатическим и специаль ным средам). В 2011 г. компания Crane Electro nics, Inc (США), известный производи тель DC/DC преобразователей и поме хоподавляющих фильтров для ави ационно космических применений, начала производство высокоэффектив ногоDC/DC преобразователя типа POL MFP0507S, который является первым в серииMFP (MaximumFlexibility Power – мощность с максимальной гибкостью). Эти преобразователи обеспечивают максимальную гибкость благодаря на бору управляемыхфункцийиразрабо таны для формирования стабильного напряжения вширокомдиапазоне тем ператур от –70 до +150°С (модели в исполнении /WT). На рисунке 1 пока зан внешний вид модуля MFP0507 с горизонтальнымрасположениемвыво дов для объёмного монтажа. Для обеспечения стабильного на пряжения с низким уровнем пуль сации DC/DC преобразователи серии MFP не требуют каких либо внешних компонентов. Они являются высо конадёжными, высокоэффективны ми преобразователями для приме нения с шинами напряжения 3,3 и 5 В. Преобразователь MFP0507S обеспечивает на выходе ряд пред установленных выходных напря жений 0,64; 0,8;1,6; 2,5 и 3,3 В. Диапа зон входных напряжений составляет от 3 до 6 В с отключением модуля при пониженном входном напряжении 2,75 В и при входном напряжении выше 6 В. При этом преобразователь способен выдерживать импульсы напряжения амплитудой 15 В и дли тельностью 1 с. В основе схемы неизолированного преобразователя серииMFP использу ется понижающий (Buck) прямоходо вой преобразователь с синхронным выпрямлением. Применение синхрон ного выпрямителя позволяет сущест венно повысить КПД [6, 7] и работать синхронно в режиме холостого хода, обеспечивая высокийКПД при неболь ших нагрузках без отключения син хронных устройств. Важными свойствами модуля MFP являются: использование во входном каскаде полупроводникового ключа, ограничение пускового тока, синх ронизация от системного тактового генератора и возможность распре деления выходного тока, что позволя ет нескольким включённым парал лельно устройствам питать общуюна грузку. Модуль MFP оснащён внутренней схемой питания, которая активна при входных напряжениях ниже 2 В и обеспечивает повышенное стабилизи рованное напряжение питания для внутренних схем. Этот внутренний ис точник питания позволяет модулю обеспечивать полную мощность в на грузке с высоким КПД при входных напряжениях приближающихся к 3 В без применения внешнего источника питания или внешнего напряжения смещения. Преобразователи серии MFP разра ботаны для применения с сильноточ ными нагрузками с быстрым измене нием тока, что является типичным для цифровых схем. Ниже представ Рис. 1. Внешний вид модуля DC/DC преобразователя MFP0507S с горизонтальным расположением выводов для объёмного монтажа; габариты 30,48 × 30,48 × 8,79 мм © СТА-ПРЕСС