Високонадійні блоки живлення компанії GAIA: MGDD-20/60, HUGD-300, GPACK-800

ВСТУП

Компанія Gaia Converter – виробник модульних джерел живлення та високонадійних DC/DС-перетворювачів, призначених для експлуатації в жорстких умовах навколишнього середовища. Це апаратура для цивільної та військової авіації, наземної та морської військової техніки, а також промислового обладнання, медичної техніки та систем зв’язку .
Висока надійність виробів компанії досягається завдяки прийнятим схемотехнічним, технологічним і конструктивним рішенням, а також завдяки автоматизації процесів складання і контролю якості виконання кожної операції.
Стаття присвячена новим DC/DС-перетворювачам MGDD-20 і MGDD-60 із двома виходами та вихідною потужністю 20 і 60 Вт відповідно . Крім того, розглядаються нові модулі контролю та захисту від провалів вхідної напруги HUGD-300, а також модульний блок живлення GPack-800 сумарною потужністю до 800 Вт.

MGDD-20/60

DC/DC-перетворювачі MGDD-20/60 орієнтовані на застосування в системах із розподіленою архітектурою електроживлення, у яких вхідна напруга змінюється в широкому діапазоні, а також відрізняються короткочасними зникненнями та стрибками вхідної напруги.
Основні технічні характеристики DC/DC-перетворювачів MGDD-20/60 наведено в табл. 1. У табл. 2 подано діапазони вихідних напруг при послідовному та паралельному з’єднанні виходів перетворювачів MGDD-20/60.
Структура перетворювача MGDD-60 подана на рис. 1.

Відмінні особливості перетворювачів MGDD-20/60 – підвищений рівень вхідної напруги (до 160 В) і два виходи з можливістю синхронізації від зовнішнього сигналу. Передбачено також дистанційне вмикання/вимикання перетворювачів.

Таблиця 1. Основні технічні характеристики DC/DC-перетворювачів MGDD-20/60

 Таблиця 2. Значення вихідних напруг при послідовному та паралельному з’єднанні виходів DC/DC-перетворювачів MGDD-20/60

Для збільшення вихідної напруги допускається послідовне з’єднання виходів перетворювачів MGDD-20/60, а для підвищення вихідної потужності – паралельне.
Кожен перетворювач оснащений захистом від зниження вхідної напруги нижче допустимого рівня, перенапруги на вході та виході, перевантаження й перегріву.
Наявність функції «м’якого старту» дозволяє обмежити рівень вхідного і вихідного струму при ввімкненні.
Передбачено можливість регулювання вихідної напруги за допомогою зовнішнього резистора, який підключається до спеціальних виводів.

У складі кожного перетворювача MGDD-20/60 є LC-фільтр для фільтрації вхідної напруги. Для збільшення ємності фільтра за рахунок підключення зовнішнього конденсатора передбачено додатковий вивід.

Нижня межа робочих температур перетворювачів MGDD-20/60 становить –40 °С. Верхня межа залежить від умов відведення тепла з корпусу. Можливі варіанти охолодження – природна конвекція, примусове охолодження потоком повітря з використанням або без використання теплообмінника.

HUGD-300

Під час експлуатації різноманітної електронної авіаційної, військової, зв’язкової та іншої апаратури можливі випадки короткочасного зниження вхідної напруги аж до нуля, що може призвести до втрати даних і збільшення кількості аварійних відмов.
У стандартах MIL-STD-704 та DO-160 регламентовано, що перетворювачі напруги повинні забезпечувати безперебійну роботу системи протягом 50…1000 мс, а в деяких випадках — навіть кілька секунд.

Одним із прикладів короткочасного вимкнення напруги є перемикання на резервне джерело живлення.
Класичне рішення — використання на вході перетворювача накопичувального конденсатора великої ємності, який живить DC/DC-перетворювач і навантаження при короткочасних провалах напруги.

Ємність конденсатора визначається виразом:
C = 2PΔt / (V₁² – V₂²),
де P – сумарна потужність, Δt – тривалість інтервалу, V₁ – кінцева напруга, V₂ – мінімальна вхідна напруга перетворювача.

При потужності 200 Вт, ККД 80%, мінімальній вхідній напрузі 9 В, кінцевій напрузі 28 В і Δt = 100 мс отримаємо:
C = (2×200/0.8×0.1)/(784–81) = 71123 мкФ.

Недоліки такого рішення — збільшення площі плати, габаритів і великий імпульсний пусковий струм зарядки.
Зменшити ємність накопичувального конденсатора можна за рахунок розширення діапазону робочих вхідних напруг.

При потужності 200 Вт, ККД 94%, Δt = 50 мс, вхідній напрузі 31–60 В:
C = (2×200/0.94×0.05)/(3600–961) = 8060 мкФ.

Використання модуля контролю та захисту від провалів напруги HUGD-300 дозволяє значно знизити масогабаритні показники джерел живлення і обмежити пусковий струм, що підвищує надійність системи.

Таблиця 3. Основні параметри модуля HUGD-300

GPACK-800

Модульний блок живлення GPack-800 сумарною потужністю до 800 Вт призначений для бортових мереж постійного струму напругою 24/28/48 В.
Блок живлення GPack-800 (рис. 4) орієнтований на застосування в авіаційній радіоелектроніці, військовому, морському та наземному обладнанні спеціального призначення.

Габарити блоку – 120×180×60 мм, у конструкції може бути до чотирьох модулів серії MGDM200.

Вбудовані модулі MGDM200 можуть працювати автономно або у складі системи з паралельним чи послідовним з’єднанням виходів. Конфігурацію можна задати користувачем або виробником.

Блок живлення GPack-800 має засоби керування і моніторингу, що забезпечують:

• дистанційне вмикання/вимикання блоку;

• дистанційне вмикання/вимикання кожного модуля;

• паралельне чи послідовне з’єднання виходів;

• синхронізацію модулів від зовнішнього сигналу;

• паралельне з’єднання до трьох блоків (загальна потужність 2.4 кВт);

• контроль перевантаження, зниження напруги й перегріву.

Основні параметри блоку GPack-800:

• Потужність до 800 Вт

• Вхідна напруга 9…45 В (до 60 В, 100 мс) або 16…80 В (до 100 В, 100 мс)

• Чотири незалежні синхронізовані виходи

• Вихідна напруга 5/12/15/24 В

• Природне охолодження

• Відповідність стандартам DO-160, MIL-STD-704/461

• ККД до 88%

• Габарити 120×180×60 мм

• Маса 1.8 кг

ВИСНОВОК

Джерела живлення компанії Gaia Converter виконані відповідно до стандартів DO-160, MIL-STD-704/461/810.
Завдяки високій надійності вони успішно застосовуються в аерокосмічній галузі (військова й цивільна авіація), військовій техніці (танки, ракети, торпеди, БПЛА, корабельне обладнання), транспорті (метро, пасажирські потяги, локомотиви, трамваї, автобуси, тролейбуси), а також у промисловому обладнанні (гідролокатори, системи контролю сейсмоактивності, енергопостачання та навколишнього середовища, нафто- і газодобувне обладнання тощо) .

Більш повну інформацію про продукцію компанії Gaia Converter можна отримати в інтернеті або у фірмі VD MAIS – офіційному дистриб’юторі Gaia Converter в Україні.

ЛІТЕРАТУРА

1. Hi-Rel DC/DC converter MGDD-20: 20W power. – Gaia, 2014.
2. Hi-Rel DC/DC converter MGDD-60: 60W power. – Gaia, 2014.
3. Hi-Rel HOLD-UP module HUGD-300 : 300W power. – Gaia, 2014.
4. http://gaia-converter.com.