Модули питания ооо «АЕДОН» для компактной аппаратуры промышленного и специального назначения

В статье рассматриваются высокоэффективные AC/DC - модули электропитания серии МАА компании ООО «АЕДОН», работающие от однофазных и трёхфазных сетей переменного тока. Модули имеют до трёх гальванически развязанных между собой выходных каналов и предназначены для питания промышленной и специальной аппаратуры всех сфер ответственных применений. Многолетний опыт разработки и производства устройств электропитания ООО «АЕДОН» определяет уникальные конкурентоспособные возможности этих изделий по сравнению с продукцией других производителей.

Преобразование электрической энергии переменного тока в постоянный ток стабилизированного напряжения широко востребовано как в промышленной аппаратуре, так и в аппаратуре специального назначения.

Для питания радиоэлектронной аппаратуры используется набор из 2–10 номиналов стабильного напряжения из ряда 3,3; 5; 9; 12; 15; 24; 27; 36; 48; 60 В, сформированного из значений напряжения сети переменного тока. При работе в буфере с аккумуляторной батареей также используются номиналы напряжения 14; 28; 56 В [1].

Обычно в составе требуемых номиналов необходимо иметь несколько источников стабильного напряжения, гальванически не связанных между собой, а также развязанных с другими источниками. Это определяется необходимостью сформировать «подвешенный» источник напряжения, унификацией и преемственностью модулей электропитания в аппаратуре при модернизации (например, имея источник питания с напряжениями 12; 24; 24 В, гальванически развязанными между собой, можно всегда получить комбинации 12 В и мощный выход 24 В; 12 и 24 В; 12 и 48 В; 30 и 24 В; 60 В) или для решения вопросов электромагнитной совместимости (ЭМС) — в сложной аппаратуре необходимо выделить «чистые» и «грязные» земли для аналоговых и цифровых блоков.

Таким образом, для построения современных систем электропитания разработчикам современной аппаратуры, в т.ч. специального назначения, необходимы AC/DC модульные источники питания (модули) различной мощности, обладающие трудно совместимыми в одном устройстве конструктивными и электрическими свойствами:

1. Модуль должен быть малогабаритным и занимать как можно меньший объем, крайне необходимый для основной электроники изделия; лучшие AC/DC - преобразователи имеют удельную энергетическую плотность более 400 Вт/дм3.
2. Модуль должен быть плоским (низкопрофильным), иначе он будет плохо компоноваться с другими функциональными узлами аппаратуры, которые, как правило, имеют соотношение высоты к длине менее 20%. Кроме того, плоская конструкция источника питания увеличивает площадь его теплоотводящей поверхности, что особенно важно для мощных источников с высокой удельной энергетической плотностью.
3. Конструкция модуля должна быть надежно защищена от механических и климатических воздействий.
4. Корпус модуля должен обеспечивать эффективное экранирование излучаемых помех.
5. Модуль должен иметь возможность подключаться к аппаратуре с помощью клеммного соединения гибких выводов, пайки к штыревым выводам или гибкими монтажными выводами.
6. Модуль должен иметь возможность работать в широком температурном диапазоне, обеспечивать хорошее отведение тепла без принудительного охлаждения и выдерживать длительные тепловые перегрузки.
7. Модуль должен содержать все виды защит — от перенапряжения на выходе, от короткого замыкания и перегрузки выхода, тепловую защиту и т.д.
8. Для двух- и трехканальных модулей необходимо иметь гальваническую развязку выходов между собой, что значительно расширяет функциональные возможности их применения в аппаратуре.

В серии МАА компактных AC/DC - модулей [2–3] ООО «АЕДОН » (см. табл. 1) достигаются практически все упомянутые свойства.

Наиболее важным и отличительным признаком продукции компании ООО «АЕДОН » является компактная низкопрофильная конструкция с очень широким диапазоном рабочих температур.

AC/DC-модули различной мощности разработаны для использования в различных конфигурациях систем электропитания.

Так, например, модули мощностью до 200 Вт включительно оптимальны в качестве источников питания относительно маломощных нагрузок в системах без промежуточных преобразований напряжения. Они имеют до трёх выходных каналовипостроены на основе обратноходовых преобразователей напряжения с гальванической развязкой между входом и выходом.

Модули мощностью свыше 200 Вт, как правило, имеют один выходной канал и могут применяться в качестве централизованного стабилизатора-кондиционера, который из напряжения входной сети переменного тока формирует гальванически развязанное стабильное напряжение промежуточной шины, например 24 или 48 В. Если решается задача по обеспечению бесперебойности, то кондиционер формирует 28 или 56 В для буферного аккумулятора. Также к промежуточной шине своими входами могут подключаться DC/DC - преобразователи, которые формируют необходимые номиналы выходных напряжений. При этом легко решаются вопросы их гальванической развязки.

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ДИАПАЗОН

Диапазон рабочих температур –50…85°С обеспечивает работоспособность модуля в самых жёстких климатических условиях. Наличие температурного исполнения –40…85°С позволяет использовать модули в оборудовании различного климатического назначения, а также уменьшить их стоимость.

НИЗКОПРОФИЛЬНОСТЬ

Низкопрофильная конструкция модулей позволяет встраивать их в оборудование с ограниченным пространством по высоте, например, в отсеки телекоммуникационных стоек или использовать в составе компактных ячеек электропитания разнообразной аппаратуры. Высота модулей электропитания МАА составляет всего лишь 20–50 мм, что в сочетании с очень широким диапазоном рабочей температуры практически не имеет аналогов на мировом рынке.

МАЛЫЕ ГАБАРИТЫ

Компактные размеры модулей обеспечивают очень высокие показатели удельной энергетической плотности, достигающие 1714 Вт/дм3.

ВХОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Широкий диапазон входного напряжения 100–264 В делает возможным применение модулей в электронной аппаратуре со значительными отклонениями питающих напряжений, что значительно увеличивает отказоустойчивость аппаратуры в аварийных режимах первичного источника электропитания. Такой диапазон также позволяет применять модули в аппаратуре, рассчитанной на различное номинальное входное напряжение. Модули способны работать и от постоянного входного напряжения с диапазонами 113–198,263–340 и 141–372 В. По сравнению с преобразователями стандартного исполнения модули серии МАА имеют развитую охлаждающую поверхность и могут в большинстве случаев использоваться без дополнительного радиатора.

ГАЛЬВАНИЧЕСКИ РАЗВЯЗАННЫЕ ВЫХОДНЫЕ КАНАЛЫ

Наличие гальванически развязанных между собой выходных каналов расширяет возможности применения изделий ООО «АЕДОН » в аппаратуре, позволяет получить разнополярные напряжения от одного источника или грамотно организовать «чистые» земли.

ДИСТАНЦИОННОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ И ВЫКЛЮЧЕНИЕ

Для модулей с выходной мощностью 200–3000 Вт предусмотрена возможность дистанционного включения/выключения (ДУ ), которое производиться снятием/подачей управляющего напряжения 3–5 В от независимого источника. При этом ток, потребляемый модулем по цепи ДУ , не превышает 5 мА.

ПОДСТРОЙКА ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Подстройка выходного напряжения в диапазоне не менее ±5…10% от номинального значения позволяет получить нестандартное выходное напряжение или, при необходимости, произвести его оперативную регулировку в обе стороны в небольших пределах. Это может потребоваться, например, для компенсации падения напряжения на протяженных проводниках нагрузки или на развязывающем диоде.

ВЫНОСНАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

Применение функции выносной обратной связи позволяет компенсировать падение выходного напряжения на соединительных проводах и развязывающих диодах до 10% от значения выходного напряжения при номинальной мощности на выходе и с высокой точностью поддерживать заданное напряжение на удаленной от модуля нагрузки.

ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА

Активное выравнивание выходных токов нескольких преобразователей при параллельной работе на общую нагрузку используется для наращивания выходной мощности системы или повышения её надёжности за счёт резервирования.

ВСТРОЕННАЯ ЗАЩИТА

Во всей линейке мощностей реализованы защиты от короткого замыкания на выходе, от перенапряжения, перегрузки, имеется тепловая защита, срабатывающая при перегреве корпуса модулей свыше 85–90°С.

КОНДУКТИВНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ

Охлаждение модулей происходит с помощью кондуктивного отвода тепла от их корпуса на индивидуальный радиатор или на общее теплоотводящее основание, что снижает требуемый для системы электропитания объём. В отличие от широко распространённого способа охлаждения встроенным в источник вентилятором, вариант с кондуктивным охлаждением более предпочтителен, поскольку он не приводит к снижению надёжности работы аппаратуры в условиях пыли и песка и к увеличению уровня шума и вибрации.

В корпусе имеются крепёжные отверстия для установки модулей на теплоотвод. От механических и климатических воздействий печатная плата модуля предохраняется высокоэффективным теплопроводящим компаундом и крышкой-кожухом из тонкостенной стали. Такая конструкция корпуса, закрывающая элементы преобразователя, дополнительно улучшает его электромагнитную совместимость с окружающей аппаратурой.

По требованию заказчика возможна модификация модулей, например, изменение конструкции корпуса, входных и выходных контактов, снижение уровня выходных пульсаций, увеличение выходной мощности на 10–20%, изменение диапазона входного напряжения и т.д.

Таким образом, на сегодняшний день AC/DC модули электропитания ООО «АЕДОН » соответствуют требованиям, предъявляемым к системам электропитания современной компактной аппаратуры промышленного и специального назначения, и отражают современный уровень высокотехнологичной продукции производителя, успешно сочетающего новейшие технологии и ресурсосбережение.

Литература

1. А. Гончаров, К. Степнев, О. Негреба. Построение отказоустойчивых систем электропитания с использованием современных AC/DC - преобразователей// Современная Электроника. № 4. 2010.

2. Источники вторичного электропитания унифицированные в модульном исполнении. Модули серии «МАА». Технические условия БКЯЮ.436610.013ТУ.

3. Номенклатура продукции специального назначения www.aedon.ru.