Електронні пристрої можуть не містити в собі, наприклад, мікроконтролерів або транзисторів, але в будь-якому випадку вони будуть містити в собі джерело живлення. Золоте правило досвідченого розробника говорить, що для успішного завершення дослідно-конструкторських робіт все готове, що може бути куплено на ринку, якщо воно відповідає технічним вимогам, має бути куплено. На сучасній елементній базі можна самостійно розробити практично будь-який джерело живлення , Але чи не краще віддати це в руки професіоналів - компаній, довгий час спеціалізуються на їх випуск, таких як Mean Well , PEAK, RECOM, TDK-Lambda, Chinfa. Такий підхід відразу буде виправданий, як тільки перед розробником постане питання не тільки про терміни ОКР, а й про забезпечення гарантованої стійкості, електромагнітної сумісності, забезпеченні роботи кінцевого пристрою в широкому діапазоні температур або навантажень, коефіцієнту корисної дії, обмеженим простором на друкованій платі і т .п.
Перетворювачі з одним вихідним напругою
DC / DC-перетворювачі
застосовуються дуже часто. Їх завдання - перетворити напруга акумуляторної батареї або загальної шини постійного струму в необхідну напругу для живлення конкретного вузла або виробу в цілому. На першому місці стоїть вибір перетворювача по потужності. Якщо необхідна потужність не перевищує 20 ... 30 Вт, то для цієї мети можуть використовуватися більш дешеві неізольовані підвищують або знижують перетворювачі. Такі перетворювачі побудовані на ШІМ-контролери з потужними вихідними ключами і котушках індуктивності. Для підвищуючого перетворювача обов'язкова умова, щоб вхідна напруга було завжди менше вихідного, а для понижуючого - завжди більше вихідного. В обох випадках мінімальна величина різниці напруг приводиться в специфікації на перетворювач або визначається в ході їх розрахунку. Є варіанти виконання таких перетворювачів з інвертуванням полярності напруги.
Недоліком DС / DС-перетворювачів, виконаних на ШІМ-контролери з котушкою індуктивності, крім зазначеного вище, є: відносно великі габарити (особливо при низькій частоті комутації, а це буває необхідно для забезпечення вимог щодо радіоперешкод), неможливість формування декількох напруг, неможливість розщеплення напруги на два і більше, неможливість одночасного формування двох напруг з різною полярністю, обмеження щодо мінімальної току навантаження.
При досягненні деякого мінімально струму навантаження такий перетворювач виходить з режиму стабілізації, так як ШІМ-контролер вже не в змозі зменшити тривалість імпульсу управління ключем. При перевищенні струму навантаження такий перетворювач переходить в режим відкритого або закритого ключа (в залежності від типу перетворювача), і все вхідна напруга надходить в навантаження. Як правило, такий режим блокується схемою захисту по струму.
Прямоходового і обратноходового DC / DC-перетворювачі
Якщо необхідна потужність від DC / DC-перетворювача перевищує 20 Вт або потрібно забезпечити гальванічну розв'язку від первинного джерела або шини харчування, або необхідно розщепити джерело живлення на два і більше живлячих напруг, то в цьому випадку використовуються обратноходового або прямоходового перетворювачі. Обидва типи перетворювачів містять імпульсні високочастотні трансформатори. У обратноходових перетворювачах відбувається накачування муздрамтеатру енергією від первинного джерела живлення, а в другому циклі - передача цієї запасеної в муздрамтеатрі енергії у вторинну ланцюг. У прямоходових перетворювачах вхідна напруга перетвориться в високочастотне змінне напруга і через трансформатор передається у вторинну ланцюг безпосередньо. Прямоходового перетворювачі дешевше і простіше. Як правило, зараз використовуються в основному двотактні схеми. мають більш просте схемне рішення, але більш складний трансформатор. Якщо не передбачена зворотний зв'язок по напрузі, то такі перетворювачі мають вузький діапазон вхідних напруг, але не дуже чутливі до зміни струму навантаження. Обратноходового перетворювачі, крім гальванічної розв'язки, мають на відміну від прямоходових більш широкий діапазон вхідної напруги, але вимагають для належної роботи гальванически розв'язаної ланцюга зворотного зв'язку по напрузі. Зазвичай вона виконується на основі оптрона. Якщо гальванічна розв'язка не потрібно, то схемне рішення ланцюга зворотного зв'язку істотно спрощується. Обратноходового перетворювачі також менш чутливі до зміни струму навантаження по відношенню до перетворювачів на основі ШІМ-контролерів і котушок індуктивності і не бояться коротких замикань. Недоліком обратноходових перетворювачів є підвищений рівень електромагнітних і радіоперешкод. Їх зменшення вимагає спеціальних підходів при проектуванні і виготовленні. Одним з незаперечних переваг вищезазначених перетворювачів - це те, що такі перетворювачі при подачі, наприклад, на їх вхід напруги 12 В можуть забезпечити на виході два стабільних за величиною різнополярних напруги ± 12 В, що не під силу перетворювачів на котушках індуктивності без додаткових обмоток. Саме ці два типи DC / DC-перетворювачів зайняли діапазон потужностей 20 ... 60 Вт і вище. Хоча вони успішно використовуються і на малих потужностях, особливо в додатках, що вимагають гальванічної розв'язки, розщеплення напруг або високого ККД в широкому діапазоні струмів навантаження.
Серія перетворювачів SKM50 компанії Mean Well
Компанія Mean Well Enterprises Co., Ltd. є провідним тайванським виробником імпульсних джерел живлення. Mean Well постійно модернізує та розширює номенклатуру продукції, що випускається, впроваджуючи нові технології та орієнтуючись на потреби ринку (джерела живлення зі зниженим енергоспоживанням, джерела живлення для освітлення і т.д.). Розглянемо більш докладно серію ізольованих перетворювачів SKM50.
рис.1
Серія SKM50 виготовляється в стандартному повністю закритому екранованому металевому корпусі. Перетворювачі цієї серії працездатні в діапазоні температур від -40 ° С до +55 ° С при повній вихідний потужності без додаткового охолодження і до + 75 ° С зі зменшенням вихідної потужності на 50%. Залежність вихідної потужності перетворювача SKM50 від температури показана на рис.2.
рис.2
Перетворювачі серії SKM50 мають такі особливості:
- діапазон вхідної напруги 2: 1
- обмеження щодо мінімальної току навантаження в 10% від максимального
- відхилення вихідної напруги від номінального значення не перевищує ± 2%
- відхилення вихідної напруги від номінального у всьому діапазоні зміни вхідної напруги не перевищує ± 0,2%
- відхилення вихідної напруги при зміні струму від мінімального до максимального не перевищує 0,5%
- є можливість підстроювання рівня вихідної напруги
- стійкістю до ємнісний навантаження до 1000 мкФ
- захист від короткого замикання (з автоматичним відновленням), а також від підвищеної вхідної і вихідної напруги
- максимально допустима температура корпусу 115 ° С
- є вбудована опція дистанційного включення / вимикання
- вбудований фільтр придушення перешкод
- не вимагають примусового охолодження і радіатора
Перетворювачі цієї серії призначені для телекомунікаційного обладнання, промислової автоматики, транспорту, а також для різних додатків з використанням акумуляторних батарей. Одне з основних її переваг - це стійкість до механічних впливів і відповідність вимогам FСС / ЄС по класу А без використання зовнішніх помехоподавпяющіх елементів. Із зовнішніх елементів рекомендований запобіжник по входу.
Перетворювачі РМО 01 виробництва Реаком Electronics
Відомий виробник джерел живлення для монтажу на друковану плату Реаком Electronics пропонує більш широку серію РМО 01 (РО / НS) нових DC / DC-перетворювачів середньої потужності (рис.3). Перетворювачі цієї серії мають вихідну потужність 20, 30, 40 і 60 Вт на весь ряд вихідних напруг. Серія РМО 01 також виготовляється в стандартних корпусах з встановленими високоефективними радіаторами. Від серії SKM50 Mean Well перетворювачі серії PMO 01 відрізняється більш широким діапазоном робочих температур.
рис.3
Перетворювачі серії PMO 01 мають наступні особливості:
- Діапазон вхідної напруги 4: 1
- У ряді позицій немає обмеження щодо мінімального току навантаження
- Відхилення вихідної напруги від номінального значення не перевищує ± 1%
- Відхилення вихідної напруги від номінального у всьому діапазоні зміни вихідних напруг не перевищує + ± 0.5%
- Відхилення вихідної напруги для перетворювачів з одним виходом при зміні струму навантаження від 25% до 100% не перевищує ± 0.5%
- Для перетворювачів з двома вихідними напругами при зміні струму навантаження від 25% до 100% не перевищує ± 0.5% для збалансованої навантаження і не більше ± 5% при незбалансованої навантаженні
- Можливість підключення віддаленої навантаження
- Стійкість до ємнісний навантаження
- Максимальна допустима температура корпусу 105 ° С
- Є вбудована опція дистанційного вкл / викл
- Мають вбудований фільтр придушення перешкод
Серія TDD40 компанії Chinfa Electronics
Серія TDD40 виготовляється в металевому корпусі з високоефективним радіатором і герметизацією епоксидним компаундом (рис.5)
рис.5
Компанія СЕА
пропонує великий вибір DC / DC-конверторів від компаній-виробників Mean Well Enterprises Co., Ltd, Traco Electronic AG, PEAK Electronics GmbH, MT-Power різноманітного конструктивного виконання. Велика кількість перетворювачів DC / DC знаходяться на складі Компанії СЕА, зокрема перетворювачі 24 в 12 (В) для промислових застосувань і перетворювачі 12 в 24 (В) для транспортних і інших застосувань. Також, можливо виробництво «під замовлення» конверторів потужністю до 22 кВт відповідно до технічних вимог замовника.
