wersja mobilna
Online: 573 Czwartek, 2018.06.21

Prezentacje

Konwertery DC-DC o zakresie napięć wejściowych 12:1

czwartek, 05 marca 2015 09:12

Nowe konwertery DC-DC z serii MGDDI-20 o bardzo szerokim zakresie napięć wejściowych przeznaczone są głównie do zastosowań aplikacjach przemysłowych i w transporcie szynowym. Mogą one pracować z napięciem wejściowym zawierającym się w zakresie 12-160 V dzięki czemu nadają się do współpracy z praktycznie wszystkimi spotykanymi na rynku napięciami baterii akumulatorów lub stałoprądowych szyn zasilających (24, 36, 48, 72, 96, 110 i 125 V). Co więcej, unikalna topologia konwersji energii opracowana przez firmę Gaia zapewnia w takich warunkach wysoką sprawność przetwarzania rzędu 90%.

Konwertery mają dwa izolowane wyjścia pozwalające na ich łączenie szeregowe, równoległe lub na tworzenie napięcia symetrycznego i są dostępne w wersjach o napięciu wyjściowym 5, 12, 15 i 24 V. Poprzez łączenie uzwojeń możliwe jest uzyskanie wielu różnych konfiguracji napięciowych od 5 do 48 V. Przetwornice dostarczane są w metalowych obudowach o niewielkiej wysokości (12,5 mm) i podstawie ok. 1×1,5" (26×40 mm) i wadze 30 gramów. Mogą pracować w zakresie temperatur od -40 do +100°C. Wnętrze obudowy jest zalewane, co zapewnia dużą odporność na narażenia mechaniczne i środowiskowe.

Konwertery wyposażono w komplet obwodów zabezpieczających (termiczne, nadprądowe, przed zbyt niskim napięciem zasilającym, trwałym zwarciem itd.) oraz wbudowany filtr EMI. Są też dostępne użyteczne funkcje takie jak zdalne włączanie i wyłączanie, dokładna regulacja napięcia wyjściowego - 80...110%, miękki start i regulowane progi napięciowe dla UVLO. Pracują ze stałą częstotliwością przełączania 270 kHz, co ułatwia kontrolę generowanych zaburzeń.

Moduły zasilające spełniają wymagania norm EN50155/55022 i ich konstrukcja układowa nie zawiera optoizolatorów w pętli sprzężenia zwrotnego, co zapewnia dużą szybkość reakcji zasilaczy na zmiany obciążenia i wysokie bezpieczeństwo dla zasilanych urządzeń (EN60950). Izolacja galwaniczna między wejściem a wyjściem wytrzymuje 1,5 kV.

Do oferty firmy Gaia weszły także mocniejsze 60-watowe jednostki MGDDI-60 o podobnej funkcjonalności i parametrach. Mają one nieco większą obudowę o podstawie 2×3 cale (50×75 mm), reszta parametrów i funkcjonalność jest identyczna jak w wersji 20-watowej. Oba typy jednostek umożliwiają wygodne tworzenie rozproszonych systemów zasilających bez konieczności stosowania podwójnej konwersji napięcia. Przy zakresie napięć wejściowych 12:1, taka konieczność w praktyce została wyeliminowana.

GAIA Converter to wiodący francuski producent modułowych jednostek zasilających obecny na rynku od 1990 roku. W ofercie firmy znajduje się ponad 3500 jednostek zasilających przeznaczonych do zastosowań profesjonalnych: w wojsku, przemyśle, transporcie, lotnictwie.

12:1 ma sens!

Szeroki zakres dopuszczalnych napięć wejściowych, w omawianym przypadku sięgający aż 12-160 V może się wydawać mało potrzebny w wieku zastosowaniach, a więc wszędzie tam gdzie system zasilający nie jest bardzo rozbudowany lub też nie zawiera akumulatorów, ogniw fotowoltaicznych i podobnych źródeł energii, które charakteryzują się dużą zmiennością generowanego napięcia.

Szeroki zakres dopuszczalnych napięć wejściowych pozwala również w prosty sposób zapewnić ciągłość zasilania przy krótkich zanikach napięcia wejściowego. Jest to szczególnie istotne w aplikacjach wojskowych i definiowane przez wiele norm i standardów, np. Mil-Std 704 wymaga, aby zasilacz był zdolny wytrzymać zanik trwający nawet 1000 ms, ale i w innych aplikacjach wymaga się aby przez ok. 50 ms zasilacz był odporny takie zaniki.

Funkcję tę zapewnia się poprzez dołączenie do wejścia zasilacza odpowiednio dużego kondensatora filtrującego, którego ładunek powinien być na tyle duży, aby zapewnić podtrzymanie zasilania w tym czasie. Niemniej wystarczy kilka prostych obliczeń aby zobaczyć, że wartość takiej pojemności wychodzi bardzo duża, rzędu 25 mF dla średnich mocy wyjściowych i taki kondensator jest duży, znacznie większy od samego konwertera, drogi i na dodatek powodujący szereg ubocznych problemów związanych ze stabilnością przetwarzania energii i dużym prądem rozruchowym.

Wiadomo że energia zgromadzona w pojemności jest proporcjonalna do kwadratu napięcia, zatem korzystne jest wykorzystywanie jak największego napięcia wejściowego, a więc tego panującego na szynie zasilającej w normalnych warunkach pracy. Napięcie to powinno być bliskie maksymalnej wartości akceptowalnej przez konwertery. Wówczas przy dużym zakresie napięć wejściowych, po zaniku zasilania, wartość ta może się znacznie obniżyć bez negatywnych konsekwencji dla napięcia wyjściowego i tym samym zasilanego urządzenia.

Innymi słowy dla konwertera pozwalającego na pracę w szerokim zakresie napięć wejściowych pojemność takiego kondensatora podtrzymującego zasilanie może być znacznie niższa. Ponieważ gromadzona energia w pojemności jest proporcjonalna do kwadratu napięcia, dwukrotnie szerszy zakres oznacza w przybliżeniu czterokrotnie mniejszy kondensator dla tego samego czasu podtrzymania. Jak widać szeroki zakres napięć wejściowych pozwala zachować niewielkie rozmiary zasilacza bez negatywnego wpływu na parametry i funkcjonalność.

Poza aplikacjami wojskowymi zdolność do utrzymania napięcia wyjściowego przez kilkanaście milesekund przydaje się w rozbudowanych instalacjach w obiektach przemysłowych, w aparaturze medycznej, aplikacjach security oraz innych systemach gdzie mamy do czynienia z procesami ciągłymi. Krótkie zaniki pojawiające się np. przy załączeniu agregatu prądotwórczego, przełączaniu aktywnych faz instalacji lub podsieci elektrycznej w takim przypadku nie są problemem.

Eltronika
www.eltronika.pl