ВЫСОКОНАДЕЖНЫЕ БЛОКИ ПИТАНИЯ КОМПАНИИ GAIA

Использование стандартных DC/DC- и AC/DC-преобразователей, а также других дополнительных модулей (фильтров помех, корректоров мощности и пр.) позволяет создавать разнообразные блоки питания на базе модульной архитектуры.
Французская компания GAIA Converter, созданная в начале 1990 г.г., в основу концепции построения универсальных блоков питания положила принцип модульной архитектуры, что во многом упрощает процесс разработки сложных блоков питания для разных приложений.
Модульные блоки питания и высоконадежные DC/DС-преобразователи компании Gaia Converter предназначены для эксплуатации в жестких условиях окружающей среды. Это аппаратура для гражданской и военной авиации, наземной и морской военной техники, а также промышленное оборудование, медицинская техника и системы связи [1-5].

Рис. 1. Продукция компании GAIA Converter

Высокая надежность изделий компании достигается благодаря схемотехническим, технологическим и конструктивным решениям, а также благодаря автоматизации процесса сборки, тестированию и отбору изделий.
Продукция компании GAIA Converter содержит тысячи модификаций DC/DC- и АC/DC-преобразователей, а также разнообразных входных модулей, способных удовлетворить требования придирчивых заказчиков (рис. 1). Изделия подразделяются на две категории. Для промышленных и высоконадежных приложений, имеющие, соответственно, обозначение Industrial (I) или Hi-rel (M) Grade (табл. 1, 2). Модули имеют широкий диапазон входных напряжений от 4.5 до 480 В и один, два или три выходных канала. Входные модули имеют встроенные функции защиты от переходных процессов, содержат фильтры электромагнитных помех, а также обеспечивают защиту от провалов входного напряжения. Изделия для высоконадежных приложений отличаются расширенным диапазоном рабочих температур (-40…105 °С), меньшими пульсациями выходного напряжения и лучшей стабильностью выходных параметров.

Таблица 1. Сравнительные параметры продукции в зависимости от категории исполнения

К источникам питания для военного оборудования предъявляются жесткие требования. Это защита от пропаданий до нуля и скачков входного напряжения, возникающих при переходных процессах, защита от электромагнитного излучения, а также высокая надежность при эксплуатации в жестких условиях окружающей среды и др. Поэтому большинство источников питания разработано с учетом этих и других специфических требований.
Многие известные компании используют блоки питания компании GAIA Converter в своих изделиях. Это Airbus, Boeing, Bombardier, Embraer, Dassault в гражданской авиации и аэрокосмической сфере; в военной авиации – M2000, Rafale, Typhoon, JAS39, Tornado, F-16 Falcon, F/A-22 Raptor, F-35 JSF, AWACS, Nimrod MR4A, P3C Orion; Eurocopter в гражданских и военных вертолетах; в танках – Leclerc/Leopard; ракетах – MILAN, Eryx; в торпедах и беспилотных летательных аппаратах; кораблях военно-морского флота, на транспорте и пр.
Блоки питания компании широко используются в промышленной сфере. Это оборудование электроснабжения, системы контроля окружающей среды и сейсмоактивности, устройства гидролокации, нефтегазодобывающее оборудование и др. Высоконадежные (Hi-rel) DC/DC-преобразователи MGDD-60 мощностью 60 Вт изготавливаются в металлическом корпусе и ориентированы на применение в системах с распределенной архитектурой электропитания, в которых входное напряжение изменяется в широком диапазоне (от 12 до 160 В), и, кроме того, которые отличаются кратковременными пропаданиями и скачками входного напряжения.
Основные параметры модификаций преобразователей MGDD-60 даны в табл. 3. Структура преобразователя MGDD-60 приведена на рис. 2.
Их отличительные особенности – повышенный уровень входного напряжения и два выхода с возможностью синхронизации от внешнего сигнала, предусмотрено также дистанционное вкл./выкл. Для увеличения выходного напряжения допускается последовательное соединение выходов преобразователей, а для повышения выходной мощности – параллельное.

Рис. 2. Структура преобразователя MGDD-60

Кроме того, предусмотрена защита от снижения входного напряжения ниже допустимого уровня, перенапряжения на входе и выходе, перегрузки и перегрева. Наличие функции «мягкого» старта позволяет ограничить уровень входного и выходного тока при включении преобразователей.
Предусмотрена также возможность регулировки выходного напряжения c использованием внешнего резистора, который подключается к специально предназначенным выводам.
Преобразователи содержат входной LC-фильтр. Для увеличения емкости конденсатора этого фильтра за счет подключения внешнего конденсатора предусмотрен дополнительный вывод.
Высокотемпературные (Hi-Temp) DC/DC-преобразователи серии HTPS-15 мощностью 15 Вт изготавливаются в металлическом корпусе (рис. 3) и ориентированы, главным образом, на применение в оборудовании для бурения скважин. Основные параметры модификаций DC/DC-преобразователей HTPS-15 даны в табл. 4.

Рис. 3. DC/DC-преобразователь HTPS-15

Таблица 2. DC/DC-преобразователи компании Gaia Converter

Таблица 3. Основные параметры преобразователей MGDD-60

Отличительная особенность этих преобразователей – расширенный диапазон рабочих температур. Гарантированная продолжительность работы при температуре 150, 175 и 185 °С составляет, соответственно 1000, 400 и 100 ч. Входное напряжение 150…300 В (допускаются броски напряжения до 330 В длительностью до 100 мс). Модули герметизированы защитным компаундом. В процессе производства 100% продукции подвергается тестированию.
Модульный блок питания GPack 800 DC-DC Power System суммарной мощностью до 800 Вт, предназначен для бортовых сетей постоянного тока напряжением 24/28/48 В.

Блок питания GPack-800 (рис. 4) ориентирован на применение в авиации, военном, морском и наземном оборудовании специального назначения.
Блок питания GPack-800 имеет габаритные размеры 120×180×60 мм и может содержать до четырех модулей серии MGDM200. Структура блока GPack-800 приведена на рис. 5. Встраиваемые модули MGDM200 можно использовать как в автономном режиме работы, так и в других режимах, в которых выходы независи мых модулей могут соединяться параллельно или последовательно. Конфигурация блока задается пользователем или производителем.

Таблица 4. Основные параметры DC/DC-преобразователей HTPS-15

Основные параметры блока GPack-800:
• мощность до 800 Вт
• входное напряжение 9…45 В (допускаются броски напряжения до 60 В длительностью до 100 мс) или 16…80 В (100 В/100 мс)
• четыре независимых выхода с возможностью их параллельного или последовательного соединения
• выходное напряжение 5/12/15/24 В
• естественное охлаждение
• КПД до 88%
• габаритные размеры 120×180×60 мм
• масса 1.8 кг.
Модульный блок питания GPack-800 содержит средства управления и мониторинга, что позволяет осуществлять:
• дистанционное вкл./выкл. блока и каждого встроенного модуля
• параллельное или последовательное соединение выходов модулей
• синхронизацию модулей от внешнего тактового сигнала
• параллельное соединение до трех блоков GPack-800 с суммарной мощностью 2.4 кВт
• контроль перегрузки по току, снижения напряжения и перегрева блока питания.

Рис. 4. Модульный блок питания GPack-800

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Блоки питания компании Gaia Converter выполнены в соответствии с рекомендациями стандартов DO-160 и MIL-STD-704/461/810. Благодаря высокой надежности они применяются в военной и гражданской авиации, военной технике (танках, торпедах и беспилотных летательных аппаратах, оборудовании кораблей военно-морского флота), на транспорте (локомотивах и метро), в приборах гидролокации, нефтегазодобывающем оборудовании и пр.
Более полную информацию о продукции компании Gaia Converter можно получить в сети интернет по адресу: http://gaia-converter.com/ или в фирме VD MAIS – официальном дистрибьюторе Gaia Converter в Украине.

Рис. 5. Структура блока питания GPack-800

ЛИТЕРАТУРА

1. Modular Power Converters. Quick Selection Guide.
2. Hi-Rel DC/DC converter MGDD-60: 60W power.
3. Hi-Temp 185°C DC/DC converter HTPS-15: 15W power.
4. GPack-800 series.
5. http://gaia-converter.com.