Модули преобразователей DC/DC и AC/DC компании GAIA Converter для высоконадежных и промышленных применений

Компания GAIA Converter была создана в начале 1990-х гг. и стояла у истоков популярной концепции модульной архитектуры, упростившей конструкцию сложных источников питания (ИП). В настоящее время фирма имеет свои подразделения и локальных дистрибьюторов в 25 странах мира; в Америке, Европе и Азии функционируют авторизованные Центры технической поддержки клиентов.

Философия производства GAIA Converter основана на использовании полностью автоматизированных производственных линий без непосредственного участия человека. При разработке продукции инженерами компании GAIA Converter применяются:

• компьютерное моделирование электрических схем;
• современные технологии охлаждения;
• усовершенствованные методы изготовления металлических корпусов;
• собственные электромагнитные компоненты и заказные интегральные схемы;
• испытания на воздействие окружающей среды;
• статистические методы оценки надежности.

Вычислительная техника задействована на всех стадиях разработки: моделирование электрических цепей, разработка корпусов, анализ температурных характеристик, оценка надежности, компоновка печатных плат и т. д., вплоть до контроля над производством. Автоматизированные линии включают в себя последние модели манипуляторов для захвата, транспортировки и установки деталей, инструменты для монтажа контактов и оборудование герметизации корпусов. Активное использование статистических методов управления технологическими процессами гарантирует высокое качество продукции.

Ассортимент продукции

Линейка продукции компании GAIA Converter содержит более 3500 наименований DC/DC- и АC/DC-преобразователей и входных модулей, способных удовлетворить разнообразным требованиям (табл. 1) при разработке изделий в таких областях промышленности, как транспорт, авиация, военная техника, технологическое и нефтегазовое оборудование. Инжиниринговой группой компании ежегодно разрабатывается и выпускается более 300 новых модулей преобразователей и фильтров. Все они делятся на две категории: для промышленных и высоконадежных применений. Модули имеют широкий диапазон входных напряжений (4,5–480 В) и один, два или три выходных канала. Входные модули обладают встроенными функциями защиты от переходных процессов, электромагнитных помех, а также могут включать функции защиты от провалов входного напряжения.

Модульная архитектура электропитания

Модульная архитектура электропитания все больше используется в различных применениях — от промышленных устройств до высоконадежного аэрокосмического оборудования. Подход, в основе которого лежат так называемые «строительные блоки», сами по себе представляющие завершенные устройства, помогает упростить проектирование и ускорить процесс создания готового продукта. Пример реализации распределенной архитектуры электропитания с использованием продукции GAIA Converter представлен на рис. 1.

Рис. 1. Распределенная архитектура электропитания

К источникам питания для авионики и военных применений всегда предъявлялись строгие требования. Важными являются такие факторы, как возникновение переходных процессов, защита от скачков напряжения, электромагнитное излучение, бесперебойность и контроль питания. В результате большинство таких источников питания спроектировано по специальным спецификациям на основе дискретных элементов.

С начала 1990-х гг. с появлением философии COTS (Commercial Off-The-Shelf — аппаратура коммерческого применения, готовая к использованию в военных целях) и модульной архитектуры электропитания использование стандартных модулей стало более значимым при разработке сложных систем питания.

Наиболее распространенными стандартными уровнями входных напряжений в авионике и военных применениях являются значения 24, 28 и 270 В по постоянному току или 115 В по переменному току с расширением диапазонов для удовлетворения требований международных стандартов до 16–40 В по постоянному току и 70–180 В по переменному току. Должно учитываться возможное возникновение спада напряжения до нуля и возникновение переходных процессов, а также электромагнитное излучение (ограничения по нему прописаны в широко используемых стандартах MIL-STD-461 и DO-160).

Характеристики и примеры применения продукции GAIA Converter

Преобразователь для установки в стойку

• используются модули FGDS-2A, LGDS-300, MGDS-10 и MGDS-75 (рис. 2);
• диапазон входных напряжений — 28 В по постоянному току в соответствии со стандартом MIL-STD-704F;
• общая отдаваемая мощность 150 Вт;
• выходные напряжения: 3,3, 5, 12 В;
• соответствие стандартам MIL-STD-461C, MIL-STD-810.

Рис. 2. Внешний вид модуля

Источник питания с несколькими выходами

• используются модули PGDS-50, HUGD-50, MGDS-10 (рис. 3);
• функция удержания напряжения на каждом выходе в течение 50 мс;
• диапазон входных напряжений — 28 В по постоянному току в соответствии со стандартом AIR2021E;
• общая отдаваемая мощность 50 Вт;
• уровни выходных напряжений: 3,3, 5, ±12 В;
• соответствие стандартам MIL-STD-461C, MIL-STD-810.

Рис. 3. Внешний вид модуля

Изделия компании GAIA Converter используются

• В аэрокосмической сфере:
  • гражданская авиация (Airbus, Boeing, Bombardier, Embraer, Dassault);
  • военная авиация (M2000, Rafale, Typhoon, JAS39, Tornado, F-16 Falcon, F/A-22 Raptor, F-35 JSF, AWACS, Nimrod MR4A, P3C Orion);
  • гражданские и военные вертолеты: Eurocopter, AgustaWestland, Bell, Sikorsky.
• В военной технике:
  • танки (Leclerc, Leopard);
  • бронетехника (LandWarrior, Humvee);
  • ракеты (MILAN, Eryx);
  • торпеды и беспилотные летательные аппараты;
  • корабли военно-морского флота.
• На транспорте:
  • пассажирские поезда и локомотивы (Alstom, Siemens);
  • метро и трамваи (Meteor, Citadis, Sirio);
  • автобусы и троллейбусы (Civis, Agora, Ares);
  • системы позиционирования и сигнализирующее оборудование (TPWS, ETCS, GPS-R).
• В промышленной сфере:
  • станции электроснабжения и энергоконтроля;
  • системы контроля окружающей среды;
  • системы контроля сейсмоактивности;
  • гидролокация;
  • нефтегазодобыча.

Стандарты и контроль качества

Продукция GAIA Converter сертифицирована на соответствие требованиям стандарта ISO 9000, в том числе его последней версии — ISO 9000 v2008. Успехи компании признаны такой авторитетной организацией, как Underwriters Laboratories (UL). Для повышения качества продукции и совершенствования надежности изделий применяются следующие методы анализа и контроля качества:

• анализ нагрузочных режимов;
• вычисление среднего времени наработки на отказ;
• использование статического контроля производственных процессов и статического мониторинга продукции.

Преобразователи GAIA Converter для промышленных применений проходят тестирование по общепринятым стандартам, установленным Международной Электротехнической Комиссией (IEC), а также национальным европейским стандартам. Продукция для высоконадежных применений соответствует MIL-STD (Military Standard).

Заключение

На рынке электропитающего оборудования можно найти модульные преобразователи практически под любые требования. Но лишь немногие производители выпускают устройства модульной архитектуры электропитания для высоконадежных применений. И в списке таких производителей компания GAIA Converter по праву занимает одно из лидирующих мест благодаря широкому ассортименту своей продукции и высокому качеству, подтвержденному многолетним использованием изделий во множестве всемирно известных программ и проектов в аэрокосмической, железнодорожной, военной и промышленной области. Какие бы требования ни предъявлялись к системе электропитания, компания GAIA Converter может предложить готовое решение в широком диапазоне применений.