AC/DC-источники питания и DC/DC-преобразователи компании P-DUKE Power

Введение

Сравнительно молодая тайваньская компания Power Mate Technology, основанная в 1992 г., фокусирует свою деятельность на проектировании, производстве, продаже и сервисном обслуживании DC/DC-преобразователей напряжения и AC/DC-источников питания, как стандартных, так и изготавливаемых по индивидуальному заказу. На мировом рынке электроники она известна своей продукцией, выпускаемой под брендом P-DUKE Power. Компания непрерывно занимается развитием своих технологий и изделий, опираясь на требования клиентов и рынка, ежегодно более 40% инвестиций направляются на перспективные исследования и разработки. Являясь одним из лидеров в своей области, P-DUKE Power особое внимание уделяет обеспечению качества продукции. Все выпускаемые устройства имеют международные сертификаты электромагнитной совместимости и электробезопасности, включая CB, CE, UL/CUL и TUV, входной контроль компонентов основывается на MIL-STD-105E, а производство организовано согласно условиям стандарта качества ISO-9001 [1].

Модельный ряд P-DUKE Power, доступный в настоящее время, по многим позициям сопоставим с продукцией таких известных компаний, как Traco Power, Aimtec, Mean Well и т. д. Совместимость изделий по электрическим и эксплуатационным параметрам, функциональным возможностям и типам корпусного исполнения позволяет использовать их в качестве полноценной замены аналогичной продукции более именитых фирм. Стандартная линейка включает в себя DC/DC-преобразователи мощностью от 1 до 300 Вт с одним, двумя и тремя каналами выходных напряжений, а также AC/DC-источники питания в корпусном и бескорпусном исполнениях, предназначенные для монтажа на печатную плату или для крепления на шасси и DIN-рейку. Кроме того, компания выпускает заказные AC/DC- и DC/DC-преобразователи, разработанные на основе требований крупных производителей электроники. Среди постоянных заказчиков P-DUKE Power можно отметить компании Intel, AT&T, Siemens, Alcatel, Sony, Sharp и Fujitsu. Спектр возможных областей применения предлагаемой продукции очень широк. Преобразователи напряжения P-DUKE Power рекомендованы для использования в телекоммуникационной аппаратуре, системах автоматического управления технологическими процессами, различном оборудовании промышленного и железнодорожного назначения, медицинской и научной технике.

AC/DC-источники питания P-DUKE Power

Импульсные AC/DC-источники питания компании P-DUKE Power относятся к преобразователям напряжения средней и повышенной мощности (от 15 до 450 Вт) и характеризуются универсальным входным диапазоном (85–264 В, 47–63 Гц), позволяющим использовать их в любой стране мира. Они обладают низким собственным энергопотреблением и малыми токами утечки. Среди эксплуатационных параметров для большинства моделей можно отметить возможность использования в температурном диапазоне –40… +85 °С при относительной влажности в пределах 5–95% (без конденсации) и высоте до 5000 м над уровнем моря без отклонения рабочих характеристик от номинальных значений.

Все преобразователи P-DUKE Power в обязательном порядке тестируются на устойчивость к вибрации согласно методам стандарта IEC 60068-2-6 и ударо­прочность по IEC 60068-2-27. Встроенный ЭМИ-фильтр класса B позволяет обеспечить соответствие стандартам EN55011, EN55032, EN60601-1-2 и FCC (часть 18/15) по уровню кондуктивных и излучаемых помех. По защите от поражения электрическим током они причисляются к оборудованию класса I или класса II (на выбор). В первом случае защита выполнена применением основной изоляции и наличием средств подключения к системе защитного заземления, во втором — наличием двойной или усиленной изоляции, не требующей дополнительного заземления. Основные сферы применения — промышленное и медицинское оборудование.

Преобразователи медицинского назначения, маркировка которых начинается с буквы M, построены в соответствии с жесткими требованиями международных стандартов безопасности IEC/EN/ANSI/AAMI ES60601-1 и IEC/EN/UL 60950-1, 62368-1, регламентирующих наряду с прочими параметрами минимальную величину напряжения изоляции между первичной и вторичной электрической цепями [2]. Качество гальванической изоляции проверяют тестированием диэлектрической прочности, при этом измерения проводятся при напряжениях, которые значительно превосходят рабочие значения. Медицинские источники питания P-DUKE Power выдерживают приложенное переменное напряжение 4000 В AC в течение 1 мин в отличие от промышленных моделей, где этот показатель составляет 3 кВ (табл. 1). Им присвоен уровень защиты 2×МОРР (Means Of Patient Protection — средства защиты пациента), что позволяет использовать их в медицинских изделиях, непосредственно контактирующих с пациентом (ирригаторах, автоматизированных кроватях, аппаратах гемодиализа, устройствах предотвращения апноэ во время сна, стоматологических креслах и т. д.). Еще одно отличие медицинских источников P-DUKE Power от индустриальных — повышенный с трех до пяти лет гарантийный срок.

Помимо областей применения, все устройства данного класса также можно разделить на несколько групп в зависимости от варианта конструктивного исполнения и способа монтажа; на принадлежность к определенному типу указывает вторая буква в наименовании изделия (рис. 1).

Рис. 1. Расшифровка наименования AC/DC-преобразователя на примере одноканального модуля TAC15US12B

Группа бескорпусных (открытого исполнения) AC/DC-преобразователей, включающая в себя 14 серий изделий мощностью 15–450 Вт, обеспечивает питание потребителей постоянным выходным регулируемым напряжением из стандартного ряда номиналов. Внешние габариты от 2,5×6,6×1,6 см у 15-Вт модулей до 5,1×12,7×4 см у самых мощных моделей — позволяют легко монтировать их в оборудование с ограниченным пространством. Серии компактных преобразователей переменного тока, предназначенные для монтажа на шасси, рассчитаны на мощность 40–150 Вт. Такая конструкция не требует использования специальных стоек и допускает крепление непосредственно к металлическим стенкам шкафов и корпусам приборов. Корпусные AC/DC-источники питания обеспечивают возможность наиболее разнообразного применения. Доступно 14 серий устройств номинальной мощностью 40–150 Вт, оформленных либо в защитных перфорированных кожухах (литера U в наименовании), либо в герметизированных корпусах (S). Последняя группа включает в себя устройства, предназначенные для монтажа на DIN-рейку. Внешний вид всех возможных вариантов показан на рис. 2.

Рис. 2. Варианты конструктивного исполнения AC/DC-преобразователей P-DUKE Power:
а) бескорпусные;
б) для монтажа на шасси;
в) в защитном корпусе;
г) для монтажа на DIN-рейку

Рассмотрим ключевые характеристики AC/DC-преобразователей P-DUKE Power на примере отдельных представителей линейки. Одноканальные серии MxC15 и TxC15 имеют 12 доступных номиналов выхода с начальной погрешностью не более ±1% и током нагрузки до 4 А. Наличие выходных напряжений 3,3 и 5 В делает эти источники пригодными для различных микропроцессорных применений. Обеспечение корректной стабилизации выходного напряжения осуществляется без предъявления особых требований к минимальному значению токов нагрузки. Преобразователи данных серий работают на частоте 85 кГц и после подачи питания формируют выходное напряжение с задержкой 500 мс. Обладающие КПД до 89%, они выгодно отличаются минимальным собственным потреблением в режиме холостого хода, этот показатель варьируется от 25 мВт для выходных напряжений 3,3–9 В до 75 мВт для диапазона 48–53 В. Величина тока утечки достигает 75 мкА при максимальном входном напряжении. Температурный коэффициент, характеризующий качество выходного напряжения при изменении рабочей температуры, составляет ±0,02% / °С, нестабильность выхода по сети — ±0,2%, а при изменении нагрузки в пределах от 10 до 90% — не более ±0,7%. Уровень выходного шума, измеренный в полосе частот 20 МГц, не превышает 40–140 мВ (п-п) для различных номиналов выхода. В плане надежности можно рассчитывать на 3 млн ч. безотказной работы, это гарантируемый производителем показатель наработки на отказ (MTBF, рассчитанный по MIL-HDBK-217F при +25 °C).

Аналогичные однополярные номиналы выходных напряжений имеют 30-Вт модели серий MxD30 и TxD30 с токами утечки до 100 мкА, пульсациями на выходе не более 50 мВ и КПД до 91%. Одноканальные 40-Вт и 65-Вт устройства серий с коэффициентом преобразования до 93,5% содержат модели со всеми возможными вариантами конструктивного исполнения и стандартными номиналами 5; 7,5; 9; 12; 15; 18; 24; 28; 36; 48 и 53 В. В отличие от маломощных модулей они не обладают низковольтным 3,3-В выходом. Двух- и трехканальные представители этих серий обеспечивают комбинации положительных или отрицательных напряжений из ряда –15; –12; –5; +3,3; +5; +12; +15; +24 или +28 В. Для них характерны низкое собственное энергопотребление (не более 0,15 Вт) и увеличенная до ±2% начальная погрешность установки значений второго и третьего каналов. Заявленная наработка на отказ превышает 1 млн ч. Серии с выходными мощностями выше 100 Вт построены с использованием активного корректора коэффициента мощности. Они предназначены для работы в диапазоне температур от –25 до +85 °С и отличаются хорошими точностными характеристиками. Например, у MxD100 и TxD100 нестабильность выходного напряжения во всем диапазоне нагрузок не превышает ±0,5%, нестабильность по сети — ±0,2%, а температурный коэффициент — ±0,02 %/°С. У изделий серий MxF150 и TxF150, обладающих коэффициентом мощности 0,95, уровень выходного шума варьируется в пределах 120–250 мВ (п-п) в зависимости от номинала выхода. Главная особенность 450-Вт модулей — расширенный набор сервисных функций, повышающих безопасность использования преобразователей. Они выпускаются в двух конструктивных вариантах: в открытом исполнении (серии MAH450 и TAH450) и в перфорированном корпусе (MEH450 и TEH450).

Одной из наиболее важных характеристик источников питания является зависимость выходной мощности от температуры. При разработке стоит учитывать, что не во всем температурном диапазоне они могут выдавать заявленные значения, это особенно актуально для мощных преобразователей, зачастую требующих принятия мер по дополнительному охлаждению. Например, 100-Вт модуль MED100US24B с выходом 24 В способен работать в полную силу только при температурах до +55 или до +60 °С в зависимости от входной шины питания (рис. 3а). Преобразователь из линейки MEF150 с аналогичным выходным напряжением обеспечивает максимальную мощность только при принудительном воздушном охлаждении, при естественной конвекции она не превышает 135 Вт (рис. 3б). Нужно отметить, что опциональный внешний вентилятор размерами 40×40×10 мм доступен только у моделей серий MEF150 и MDF150, общее потребление в режиме холостого хода при его использовании возрастает с 0,3 до 0,6 Вт. AC/DC-источники питания серий MEH450 и TEH450 для охлаждения силовых компонентов снабжены двумя вентиляторами с фиксированной или регулируемой скоростью вращения.

Рис. 3. Типовые графики зависимости номинальной выходной мощности от температуры окружающей среды для модулей:
а) MED100US24B;
б) MEF150US24B

Все типы представленных преобразователей имеют комплекс защит, предотвращающих их выход из строя вследствие короткого замыкания, перегрузки по току или перенапряжения на выходе. Схема ограничения выходного тока полезна в системах распределенного питания, порог ее срабатывания составляет 145% от паспортного значения. При превышении заявленного предела преобразователи переходят в прерывистый режим работы с автоматическим восстановлением. Встроенная защита от превышения выходного напряжения запускается при достижении значения 125–140% от номинала, при котором происходит отключение преобразователя. Срабатывание защиты от перенапряжения может произойти, в частности, при подстройке выходного напряжения, а также в процессе проверки пользователем работоспособности своей аппаратуры при повышенных напряжениях питания. Защита от перегрева предусмотрена только у старших моделей линейки, максимально допустимая температура, устанавливаемая на уровне +125 °С, измеряется с помощью внутреннего термистора. Дополнительные плавкие предохранители 1,6 A/250 В, 3,15 A/250 В или 6,3 A/250 В (в зависимости от модели), устанавливаемые в цепях фазы (L) и нейтрали (N), обеспечивают защиту входа от аварийных электрических токов.

Использованию AC/DC-преобразователей P-DUKE Power в разнообразных целях также способствует наличие сервисной функции подстройки выходного напряжения. Она полезна при работе с нестандартными значениями выхода и позволяет пользователю регулировать его в пределах ±10% от номинального значения. Более широкие границы регулировки имеют 40- и 65-Вт модули с выходным напряжением 53 В, у которых нижний порог может быть уменьшен до –20%. Осуществляется путем подключения внешнего резистора между выводами Trim и +Vout, если нужно уменьшить выходное напряжение или между Trim и –Vout при необходимости его увеличения. Номинал резистора выбирается по техническому описанию в соответствии с серией и значением выходного напряжения. В тех случаях, когда точной подстройки не требуется, вход Trim должен оставаться незадействованным.

Кроме того, как было отмечено выше, изделия серий MxH450 и TxH450 обладают дополнительными возможностями. Во-первых, это функция дистанционного управления, позволяющая оптимизировать энергопотребление источника питания. Для включения и выключения применяются сигналы уровней 3–12 В DC и 0–1,2 В DC, соответствующие логической единице и нулю соответственно. Во-вторых, это функция контроля напряжения на выводах +VSense и –VSense, необходимая для компенсации падения выходного напряжения на подводящих проводах в случае, если нагрузка удалена от источника питания. Вспомогательный вывод PG (Power good) полезен при организации обратной связи.

DC/DC-преобразователи P-DUKE Power

Компания P-DUKE Power предлагает широкую линейку изолированных и неизолированных DC/DC-преобразователей, изготавливаемых в корпусах для поверхностного монтажа (SMD), для монтажа на плату в отверстия с однорядным (SIP) и двухрядным (DIP) расположением выводов, для установки на DIN-рейку, в корпусах промышленного образца, в виде готовых изделий и т. д. (рис. 4).

Рис. 4. Внешний вид DC/DC-преобразователей P-DUKE Power

Все устройства данного типа имеют сертификат соответствия международным стандартам безопасности UL/EN/IEC 60950-1. Отдельно стоит отметить преобразователи железнодорожного и медицинского назначения, разработанные на основе требований отраслевых стандартов EN50155/EN45545-2 и UL/EN/IEC 60601-1 соответственно (табл. 2). Безопасность и гибкость эксплуатации устройств обеспечивается наличием комплекта встроенных защит от пониженного входного (UVP, Under Voltage Protection) и повышенного выходного (OVP, Over Voltage Protection) напряжений, короткого замыкания на выходе (SCP, Short Circuit Protection), перегрузки по току (OCP, Over Current Protection) и перегрева (OTP, Over Temperature Protection), а также набором сервисных функций: подстройки выходного напряжения (Adj), дистанционного управления (On/Off), компенсации падения выходного напряжения при удаленной нагрузке (Sense) и синхронизации нескольких устройств (Sync).

*  для железнодорожного применения;
** для медицинского применения

Применение неизолированных преобразователей является оправданным решением при построении систем распределенного электропитания (POL, point-of-load) мощных сигнальных процессоров, специализированных контроллеров, микросхем динамической памяти и т. д. Главная особенность — отсутствие гальванической развязки, значительно снижающее стоимость и габариты готового изделия. Неизолированные понижающие DC/DC-конвертеры компании P-DUKE Power, рассчитанные на номинальный ток нагрузки от 1 до 30 А, преимущественно выполнены в компактных пластиковых корпусах для планарного или сквозного монтажа на печатную плату. Обладающие высоким КПД, они обеспечивают положительное либо отрицательное выходное напряжение, фиксированное или регулируемое (в зависимости от модели). Корректировка выходного напряжения проводится пользователем с помощью внешних резисторов, подключаемых между выводом Trim и одним из выводов питания. Всего в настоящее время доступно 15 семейств с максимальной выходной мощностью 165 Вт.

Одноканальные преобразователи серий PSR1.0 и NSR01 (15 Вт), а также серии PSR02 (30 Вт), полностью совместимые по выводам с линейными регуляторами положительного напряжения lm78xx, рекомендованы для питания низковольтных логических схем. Их стабилизированное выходное напряжение постоянного тока с фиксированными значениями из стандартного ряда имеет пульсации порядка 50 мВ (п-п) и температурный коэффициент не более 0,015 % / °С. Требования к уровню минимальной нагрузки отсутствуют. Выпускаются в низкопрофильных корпусах типа SIP размерами 1,2×0,8×1 см и шагом выводов 2,54 мм. Можно заказывать устройства как с вертикальным, так и с горизонтальным размещением корпуса на плате, диапазон рабочих температур составляет –40…+100 °С. Для повышения безопасности предусмотрены защиты от короткого замыкания, перегрева (порог срабатывания +150 °С) и превышения максимального тока нагрузки (предельное значение 2,5 А). Типовые схемы применения для случаев положительного (а) и отрицательного (б) выходных напряжений приведены на рис. 5.

Рис. 5. Типовые схемы применения преобразователей серии PSR1.0.

Аналогичные характеристики имеет серия LSR01, отличающаяся тем, что производится в миниатюрных корпусах для планарного монтажа. Преобразователи серии ASR01 позиционируются для применения в цепях с отрицательными рабочими напряжениями, они представляют собой эффективную, совместимую по выводам замену линейным стабилизаторам напряжения lm79xx.

Стоит также отметить серию SSR01, обладающую расширенной функциональностью. Наряду с защитными схемами устройства, входящие в ее состав, имеют возможность дистанционного управления и подстройки выхода посредством вывода Trim. Устройства серии OSR03, которые изготавливаются в бескорпусном исполнении, обладают максимальным током 3 А. Полученная сборка, представляющая собой печатную плату с расположенными на ней электронными компонентами, соединяется с остальной схемой с помощью однорядной линейки контактов. Семейства преобразователей DOSxx и DOHxx, рассчитанные на выходной ток 6, 10, 16 или 30 А, также выпускаются в виде бескорпусных конструкций. В дополнение к обычному перечню защит они обладают возможностью блокировки при пониженном входном напряжении.

С целью соблюдения требований электрической безопасности для различных областей применения большинство DC/DC-преобразователей P-DUKE Power выполнены изолированными. Их входные и выходные каскады развязаны между собой посредством трансформатора, а в схемах обратной связи используются оптопары.

Маломощные преобразователи (до 15 Вт) представляют собой устройства бюджетного типа, обладающие минимальными габаритами и выпускаемые в пластиковых корпусах для сквозного или поверхностного монтажа на печатную плату. Серии UDSxx/UDHxx (1–3 Вт), SDSxx/SDHxx (1–5 Вт) и PDSxx/PDHxx (2–3 Вт) рассчитаны на входные номинальные напряжения 5, 12, 24, 48 В. По умолчанию их входной диапазон составляет (2:1), также доступны модификации с дополнительной литерой W в наименовании, которая свидетельствует о расширенном диапазоне входного напряжения (4:1). В зависимости от модели на выходе обеспечиваются фиксированные одно- и двухполярные напряжения 3,3; 5; 9; 12; 15; 24; ±5; ±12 и ±15 В. Максимальный КПД устройств данных серий достигает 86%, начальная погрешность установки выхода не превышает ±1%, уровень шума — от 30 мВ (п-п), нестабильность по сети не более ±0,2%, по нагрузке — 0,5% для одноканальных преобразователей и 0,8% для двухканальных. Все конвертеры в обязательном порядке обладают защитой от короткого замыкания, некоторые модели имеют опцию включения/выключения. Особого внимания заслуживают серии MPSxx/MPHxx, позиционируемые для использования в медицинской аппаратуре. Обладающие выходной мощностью 2 или 4 Вт, они соответствуют уровню защиты 2×МОРР и отличаются высоким напряжением изоляции вход-выход (5 кВ) и током утечки не более 2 мкА. Гарантированная наработка на отказ превышает 5 млн ч. Устройства 3-Вт серии MKC03 поставляются в экранированных с пяти сторон металлических никелированных корпусах стандартного типоразмера DIP24 и SMD24. В эту серию помимо прочих входят модели с двумя каналами положительного выходного напряжения (2×5, 2×12 или 2×15 В) с током нагрузки каждого канала 100–250 мА. Устройства серии LDL03 в металлических и пластиковых SIP-корпусах относятся к классу преобразователей со сверхнизким значением пульсаций выходного напряжения (5–15 мВ).

Преобразователи FKC08W разработаны специально для железнодорожного транспорта. Характерная особенность серии — наличие моделей с входным напряжением 110 В постоянного тока (диапазон 43–160 В) и расширенная защита. Стандартные изделия могут эксплуатироваться при температурах –40…+105 °С, также возможен заказ модификаций с нижним пределом диапазона –55 °С. Изделия серии LKC05W, выпускаемые в экранированном со всех сторон металлическом корпусе, содержат встроенный ЭМИ-фильтр, обеспечивающий соответствие стандарту EN55022 (класс B), а также схемы ограничения перегрузки по току и блокировки при пониженном или повышенном напряжении на входе. Уровень выходного шума составляет всего 5 мВ (п-п). Одноканальные LED15, LED15W мощностью 15 Вт с выходным напряжением 3,3; 5; 12 или 15 В имеют бескорпусное исполнение, при этом высота модулей не превышает 9 мм. При необходимости возможна подстройка выхода в пределах ±10% от номинала.

DC/DC-конвертеры средней мощности (от 10 до 60 Вт) выпускаются в стандартных корпусах с обозначением в дюймах: 1″×1″, 1,6″×1″, 2″×1″ и 2″×2″. Опционально они могут комплектоваться внешними радиаторами, крепление которых осуществляется с помощью защелок (рис. 6). Изделия серии LCDxx/LCDxxW с максимальной мощностью 10, 15, 20 или 30 Вт доступны в экранированных медных корпусах, герметизированных эпоксидной смолой. Другая их отличительная черта — возможность регулировки выхода в диапазоне от –10 до +20% от номинала у одноканальных устройств.

Рис. 6. Внешний вид преобразователей серий LCDxx и FDCxx

Серии FDC20/FDC20W объединяют модели с одним, двумя или тремя выходами из ряда 3,3; 5; 12 или 15 В. Трехканальные преобразователи включают в себя два комплементарных канала с номинальным выходом (±12 или ±15 В) и один отдельный +3,3 либо +5 В канал. Это оптимальное по стоимости и эффективности решение для одновременного питания логических схем и аналоговых измерительных цепей. Серии MPD30/MPD30W и MPMxx/MPMxxW относятся к преобразователям медицинского назначения, на них распространяется пятилетняя гарантия. Они работают со стандартными входными напряжениями 12, 24 и 48 В и диапазонами 2:1 и 4:1. В соответствии с требованиями отраслевого стандарта обеспечены максимально возможным перечнем защитных и вспомогательных функций. На выходе ток нагрузки не превышает значения 6 А, эффективность преобразования напряжения достигает 90%.

Мощные DC/DC-преобразователи (60 Вт и выше), представляющие собой одноканальные источники положительного напряжения, применяются для построения источников питания повышенной надежности и функциональности, работающих в жестких условиях окружающей среды при наличии механических воздействий (ударов, вибрации) и высокой влажности. Выходные климатические испытания проводятся по методам, изложенным в стандартах EN61373, MIL-STD-810F. Половина из представленных моделей позиционируется для использования в силовом оборудовании железнодорожного назначения. Все устройства изготавливаются в герметичных корпусах формата 1/4 brick и 1/2 brick для монтажа в отверстия на печатной плате. Корпуса сделаны из высокотемпературного пластика, их теплоотводящее основание — алюминиевое, а выводы изготовлены из латуни, покрытой никелем. Все свободное пространство корпуса заполнено специальным компаундом, который служит для защиты компонентов и равномерного распределения тепла внутри модуля. Такая конструкция обеспечивает низкое тепловое сопротивление между компонентами модуля и окружающей средой, что позволяет получить высокую плотность конвертируемой мощности. Для каждого изделия производитель предлагает несколько моделей радиаторов, их крепление выполняется в специально предусмотренные на корпусах отверстия.

Характерной чертой устройств данного типа является высокая эффективность преобразования (до 93%) во всем диапазоне входных напряжений. На рис. 7 показан типовой график для модуля QAE100-48S24. Также нужно отметить хорошие точностные характеристики, в частности, для большинства моделей нестабильность выхода при изменении тока нагрузки и питающего напряжения не превышает 0,1%. С целью обеспечения заявленной наработки на отказ и повышения гибкости эксплуатации они снабжены интегрированными схемами защиты OCP, OVP, SCP, OTP, UVP и вспомогательными цепями Adj, On/Off, Sense.

Рис. 7. Зависимость КПД от входного напряжения для модуля QAE100-48S24

Устройства серий QAE40U и QAE60U обладают чрезвычайно широкими диапазонами входных напряжений 9–75 В (8:1) и 14–160 В (12:1). Они обеспечивают на выходе стабильные напряжения из ряда 5, 12, 15, 24, 28, 48, 53 В с погрешностью установки не более ±1 % и уровнем шума 75–300 мВ в зависимости от модели, максимальный ток нагрузки — 12 А. Гальваническая изоляция вход-выход составляет не менее 2250 В DC, вход-основание — 1600 В DC. Гарантированная компанией P-DUKE Power средняя наработка на отказ превышает 700–800 тыс. ч при температурах эксплуатации в диапазоне –40…+105 °C. Защита от пониженного напряжения на входе срабатывает при 7,7 В для номинального напряжения входной шины 36 В и при 11 В для входа 72 В, отключение модуля при перенапряжении и перегрузке по току — при 120% от паспортного значения. Старшие модели семейства QAExx/QAExxW с входными диапазонами 2:1 и 4:1, рассчитанные на максимальную мощность 100 и 150 Вт, работают на постоянной частоте преобразования 300 кГц. Каждая из серий представлена 21 одноканальным модулем с выходными напряжениями 3,3; 5; 12; 15; 24; 30 или 48 В, ток выхода достигает 30 А.

Устройства серий HAExx/HAExxW выполняют преобразование напряжения входной шины из диапазонов 9–18, 9–36, 18–36, 18–75, 36–75, 43–160 В в выходные напряжения 3,3; 5; 12; 15; 24; 28; 48 и 53 В. Стабильность выхода мало зависит от температуры, температурный коэффициент для всех моделей не превышает 0,02 % / °С. Выпускаемые в экранированных корпусах формата 1/2 brick, они могут быть интересны разработчикам благодаря наличию множества опций. На выбор доступны модели с различными встроенными ЭМИ-фильтрами, с положительными или отрицательными логическими сигналами схемы дистанционного управления, несколькими вариантами организации теплоотвода. Ключевое отличие 150-Вт и 200-Вт модулей — наличие функции внешней синхронизации нескольких устройств. Подстройкой от –20 до +10% от номинала выхода можно компенсировать падение напряжения между конвертером и потребителем при больших токах нагрузки.

В отдельную группу выделены преобразователи средней и большой мощности, предназначенные для монтажа на DIN-рейку или на стену (рис. 8). На корпусе последних предусмотрены отверстия для крепления, вход и выход выполнены в виде винтовых клеммников. Модули с одним, двумя или тремя выходными каналами предназначены для получения распространенных в различных областях промышленности напряжений постоянного тока: 3,3; 5; 12; 15; 24; 28; ±12; ±15; ±24 В. Они не требуют минимальной нагрузки, содержат интегрированные ЭМИ-фильтры классов A и B, их входные цепи защищены от включения в обратной полярности.

Рис. 8. Внешний вид преобразователей серий UFEC30, DFEC30, WAF150W, WAF300W

Большую часть данной группы составляют преобразователи семейств UFECxx/UFECxxW и DFECxx/DFECxxW с выходной мощностью 15, 30, 40 или 60 Вт. Модули с одинаковой мощностью имеют аналогичные входные/выходные параметры и набор функций, основное различие заключается в типе конструктивного исполнения. Первые относятся к бескорпусным изделиям, вторые доступны в пластиковых корпусах со степенью защиты ip20.

Особый интерес представляют старшие модели линейки — одноканальные WAD150W/WAF150W и WAF300W с допустимым диапазоном температур эксплуатации –40…+100 °C и максимальной мощностью 150 и 300 Вт соответственно. Удовлетворяющие требованиям стандартов EN50155 и EN45545-2, они рекомендованы для применения в источниках питания железнодорожного назначения. Основная особенность этих DC/DC-преобразователей заключается в том, что они могут работать в двух режимах — стабилизации напряжения (CV — Constant Voltage) и стабилизации тока (CC — Constant Current).

Устройства серии WAF150 и WAD150 с широкими входными диапазонами (9–36, 18–75 и 43–160 В DC) и напряжением изоляции 2250 В DC производятся в полностью экранированных корпусах с габаритами 9,8×6,5×1,7 см. Модели этих серий имеют возможность удаленного управления низким или высоким логическим уровнем (на выбор), регулировки выходного напряжения на величину 20% от номинала и содержат полный набор защитных схем: OCP, OVP, SCP, OTP и UVP. Время запуска после подачи питания не превышает 35 мс. Изделия серии WAF300W характеризуются повышенным до 3000 В напряжением изоляции вход-выход. Также в отличие от серий WAD150W/WAF150W существует возможность посредством дополнительного вывода Share организовать распределение выходных токов нескольких совместно работающих преобразователей. Два входных диапазонов 18–75 и 43–160 В (с допустимым импульсным перенапряжением до 100 и 180 В в течение 1 с) позволяют выбрать подходящую модель при работе со стандартными 48- и 110-В шинами. Начальная погрешность установки выходного напряжения не превышает ±1%, его нестабильность по сети и нагрузке — ±0,2% и ±0,5% соответственно.

Заключение

Компания P-DUKE Power предлагает широкий выбор стандартных и заказных AC/DC- и DC/DC-преобразователей с выходной мощностью до 450 Вт. Линейки выпускаемых изделий отличаются большим разно­образием моделей, в рамках одного семейства, как правило, перебираются все возможные значения входных и выходных номиналов. Устройства P-DUKE Power, обладающие различными вариантами конструктивного исполнения, высоким КПД, низким собственным энергопотреблением и малым уровнем выходного шума, позволяют создавать системы вторичного электропитания, соответствующие всем современным требованиям международных и отраслевых стандартов.