СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-8

Одно и двухканальные DC/DC пре образователи серии LS компании In ternational Rectifier разработаны для использования в бортовой аппарату ре космических аппаратов с длитель ными сроками активного существо вания. Кроме функционирования при пре дельных воздействующих факторах внешней среды, DC/DC преобразова тели, разработанные для обеспечения электропитанием радиоэлектронной аппаратуры в этих системах, должны выполнять свои функции при воздей ствии всех видов радиации без ухуд шения эксплуатационных характерис тик и со сроком службы 10 – 15 лет. Кроме того, увеличение обрабатывае мых потоков данных в подсистемах космических аппаратов привело к уве личениюэнергопотребления, и напря жение питания таких микросхем, как FPGA, ASIC и DSP, уменьшилось с 3,3 до 2 В и ниже. Для того чтобы обеспечить указанные значения, преобразователи должны формировать с высокой эф фективностью низкое выходное на пряжение из входного, имеющегоши рокий диапазон изменения. Принимая во внимание эти факторы, компания International Rectifier разработала ряд высоконадёжных радиационно стой ких DC/DC преобразователей, кото рые способны выдерживать беспреце дентные уровни радиации. Устройства серии LS обеспечивают номинальную выходную мощность 30 Вт. Для соот ветствия требованиям стандарта MIL STD 461C CE03 к уровню генерируе мых кондуктивных помех, модули ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 12 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2011 снабжены встроенным помехоподав ляющим фильтром на входе и обеспе чивают выходные напряжения от 1,5 до 15 В с типичными значениями КПД до 83%, что по крайней мере на 5% больше, чем у ближайших конкуриру ющих устройств. Модуливыполненысиспользованием достижений толстоплёночной много слойной гибридной технологии и из готавливаются на производственных линиях с применением автоматизиро ванногоиспытательногооборудования, которое полностью сертифицировано Агентством материально технического снабжения МО США (Defense Logistics Agency, DLA, ранееDSCC) в соответствии с техническими условиями MIL PRF 38534. Гарантируется значение MTBF более чем 4,8 млн. ч, рассчитанное для температуры корпуса +35 ° С в жёстких условияхкосмическогополёта. Дляпро гнозирования и оптимизации характе ристиксхемыиспользовалосьPSpice мо делирование и имитация параметров в начале и в конце срока службы. На рис. 1представленафункциональ ная схема одноканальногоDC/DC пре образователя, выполненного по одно тактной прямоходовой схеме с фикси рованной частотой преобразования 500 кГц и гальванической развязкой входных и выходных цепей, выравни ваем напряжения в прямом канале пе редачимощности, обратной связьюпо напряжениюи встроеннымпомехопо давляющим фильтром на входе. Входнойпомехоподавляющийфильтр обеспечивает соответствие требовани ям стандарта MIL STD 461C к уровню кондуктивных помех без применения дополнительных внешних компонен тов. Помехоподавляющий фильтр га рантирует, что энергия, поступающая на схему преобразователя, свободна от выбросов напряжения ишумов, кроме того, фильтр подавляет радиопомехи, генерируемые импульсным высоко частотнымисточникомпитания. Вход ной многозвенный фильтр включает компоненты для подавления синфаз ной и дифференциальной составляю щих помехи, что обеспечивает ста бильную работу преобразователя во всех условиях динамического измене ния входного напряжения и нагрузки. Схема трансформаторной развязки в контуре обратной связи, используемая в этой конструкции вместо оптопары, сводит к минимуму чувствительность к температуре, старению и радиации. Преобразователи разработаны для обеспечения ряда выходных напряже ний; имеются как одноканальные, так и двухканальные варианты. Однока нальные моделиформируют напряже ния постоянного тока 1,5; 1,8; 2,5; 3,3; 5 и 12 В. Двухканальные модели обеспе чивают номинальные значения выход ного напряжения ±5, ±12 и ±15 В. К то му же, преобразователи созданы для обеспечения оптимальной эффектив ности во всём широком диапазоне то ка нагрузки и входного напряжения. На рис. 2 представлена зависимость КПД от тока нагрузки для двухканаль ного преобразователя LS2815D. Пока заны данные для трёх входных напря жений – от минимального до макси мального значения, при температуре корпуса +25 ° C. Видно, что в диапазоне от 50% до полной нагрузки сохраняет ся значение КПД свыше 80% во всём диапазоне входного напряжения. По добные результаты характерны и для низковольтных одноканальных пре образователей. Всемоделивсерииоснащеныкоманд ным входом дистанционного включе ния выключения и функцией регули ровки выходного напряжения. Разме ры стального корпуса 38,1 × 58,42 × × 10,8 мм, а масса менее 80 г. Медные Радиационно стойкие DC/DC преобразователи серии LS обеспечивают надёжность космического уровня Виктор Жданкин (Москва) Для обеспечения более высокой надёжности и гарантированных рабочих характеристик в военных и космических спутниках, например, на низких круговых, средневысотных и геостационарных орбитах, а также в автоматических научно исследовательских станциях дальнего космоса требуется применение преобразователей напряжения, которые способны обеспечить функционирование при воздействии совокупности внешних факторов космической среды. В предлагаемой статье представлены радиационно стойкие (RAD Hard™) DC/DC преобразователи серии LS компании International Rectifier, мирового лидера в технологии управления электропитанием. © СТА-ПРЕСС