Комплексный подход к модернизации систем питания радиоэлектронной аппаратуры с применением изделий компании SynQor
Современный темп жизни и требования рынка все более заставляют инженеров использовать наработанные ранее схемы и приемы при разработке и модернизации систем электропитания радиоэлектронной аппаратуры для новых изделий. При этом нередко встает вопрос о замене применяемых DC/DC-преобразователей новыми для получения более высоких показателей по эффективности и мощности. Но, согласитесь, такое не всегда возможно в силу конструктивных и технических особенностей. Инженеры компании SynQor предложили свою методику для упрощения модернизации системы питания.
Конструктивная адаптация
Большинство производителей DC/DC-преобразователей используют стандартизированные габаритные размеры и расположение контактов, но, к сожалению, не всегда. Например, компания Vicor, широко известная в России, использует выводы с уникальной геометрией и расположением (рис. 1а). Таким образом, если у разработчиков возникнет желание замены данной продукции, они столкнутся с необходимостью изменения топологии печатных плат в части посадочного места DC/DC-преобразователя. Для упрощения данной задачи инженеры компании SynQor предлагают использовать переходные платы, выполненные в виде мезонина. Суть решения сводится к следующему: на выбранный разработчиком DC/DC-преобразователь SynQor, который планируется разместить на отличающемся посадочном месте, монтируется переходная печатная плата (ПП) со специальной панелью компании ANDON Electronics, установленной по технологии поверхностного монтажа (рис. 2а); затем ПП устанавливается при помощи единичных контактов на существующее посадочное место способом ручной пайки. Таким образом, не требуется вносить изменение в топологию, что является весьма привлекательным для изделий, не подвергаемых существенным вибрационным нагрузкам. Однако если вибрации имеют место, допустим монтаж с дополнительным клеевым соединением.
Рис. 1. DC/DC-преобразователи:
а) Vicor;
б) SynQor
Иногда у новых DC/DC-преобразователей, как, например, у изделий SynQor серии IQ4H, имеется более расширенный функционал (внешняя синхронизация, перераспределение токовой нагрузки и т. д.), приводящий к увеличению числа электрических контактов. В таких случаях желательно применять переходные панели (для SynQor рекомендуются панели компании ANDON) с монтажом в отверстие (рис. 2б, в), чтобы не откусывать избыточные выводные контакты.
Техническая адаптация
Помимо конструктивной адаптации, необходимо учитывать различия в электрических параметрах между новым и ранее используемым DC/DC-преобразоватетелем. Конечно, выбирая новое изделие, разработчики учтут большинство характеристик, но при этом выходные и входные фильтры придется рассчитывать вновь и вносить соответствующие поправки. К счастью, в большинстве случаев это ведет только к изменению номиналов пассивных элементов, и сохраняется возможность использования существующих посадочных мест на печатной плате.
Рис. 2. Тип монтажа контактов панелей компании ANDON:
а) поверхностный;
б) стандартный в отверстие;
в) высокий в отверстие;
г) низкий в отверстие
Существенно упростить задачу разработки фильтров может применение различных пакетов имитационного моделирования, но, несмотря на это, лишь создание полноценного макета может подтвердить или опровергнуть результаты, полученные на модели. Для макетирования с целью уменьшения затрат рекомендуется применение специальных отладочных средств, в частности демонстрационных/отладочных плат (ДОП).
Группа компаний «Радиант» совместно со специалистами SynQor разработала и приступила к выпуску линейки ДОП Atlas. Данные изделия обеспечивают возможность быстрой смены DC/DC-преобразователей без применения пайки, для этого используются унифицированные группы контактов в виде гнезд (рис. 2г). Наряду с этим ДОП Atlas содержат поля для установки выводных и SMD-компонентов. Подключение внешних электрических цепей производится с помощью клемм, а лабораторного измерительного оборудования — с помощью специализированных разъемов. Таким образом, применение вышеуказанных инструментов позволит снизить затраты на разработку и макетирование вновь создаваемых и модернизируемых систем электропитания.
Заключение
Нередко при модернизации разработчики сохраняют большинство из имеющихся в системе электропитания DC/DC-преобразователей по причине ограниченных сроков разработки и бюджета, которые не позволяют заменить устаревшие изделия более современными. При этом в настоящее время существуют методики, позволяющие без существенных конструктивных изменений производить подобные замены, используя доступные переходные печатные платы, а также существенно упростить процесс макетирования и снизить затраты, применяя демонстрационные/отладочные платы Atlas.