Przetwornice DC/DC o dużej gęstości mocy

Gotowe moduły przetwornic DC/DC stały się stałym elementem profesjonalnej elektroniki, spotykanym niemal wszędzie, od przemysłu po transport. Jednak producenci tych, można powiedzieć, dojrzałych już podzespołów nie powiedzieli jeszcze ostatniego słowa. Postęp w dziedzinie materiałów i coraz doskonalsze elementy półprzewodnikowe, a także nowe rozwiązania układowe umożliwiają przekraczanie kolejnych barier sprawności energetycznej i mocy przypadającej na jednostkę objętości. Przykładem tego są najnowsze produkty szwajcarskiej firmy Traco, europejskiego lidera w tej dziedzinie.

Charakterystyczna jest tendencja w rozwoju produktów Traco, polegająca nie tyle na prostej miniaturyzacji, co na \"pakowaniu\" coraz to większej mocy w te same standardowe obudowy: 2\"x1\", 1\"x1\", DIP czy SIP.

Zalety są oczywiste: użytkownicy bez zmiany topologii dotychczasowych płytek drukowanych mogą zwiększyć moc swoich urządzeń. I jak na razie wyraźnie zarysowuje się jeszcze jeden trend - stopniowego odchodzenia od większych i droższych obudów, bowiem te wymienione wyżej wystarczają nawet dla 40-50 watów mocy.

Przypomnijmy, że specjalnością firmy Traco są od lat niskonapięciowe przetwornice DC/DC małej mocy, mogące dostarczyć do odciążenia od 1 do 60 watów. Są to zwykle kompaktowe moduły w hermetycznie zamkniętych obudowach z tworzywa sztucznego lub metalu, przeznaczone do lutowania na płytce drukowanej.

Wewnętrzna przestrzeń ich obudów jest zwykle wypełniona tworzywem o dobrej przewodności cieplnej i stosunkowo małej rozszerzalności, co zapewnia bardzo dobre zabezpieczenie mechaniczne elementów wewnętrznej płytki, bez znaczącego pogorszenia warunków odprowadzania ciepła. Dzięki temu przetwornice mogą niezawodnie pracować w najtrudniejszych warunkach środowiskowych, przy narażeniu na dość silne wstrząsy i wibracje oraz duże wahania temperatury.

Jedną z podstawowych obudów takich przetwornic jest DIP-24, o wymiarach ok. 32 x 20 x 10 mm - stosunkowo niewielka, ale wystarczająca, aby pomieścić niezbędne elementy przetwarzania energii, w tym transformator impulsowy, z zapewnieniem odpowiednich odstępów izolacyjnych, a także układy dodatkowe, w tym odpowiednio skuteczny wejściowy filtr LC, tłumiący generowane zakłócenia.

Do niedawna w obudowach takich były oferowane przetwornice o mocy wyjściowej dochodzącej do 6-8 watów. Sytuację zmieniły radykalnie nowe przetwornice THD (od High Density - duża gęstość), wykorzystujące nowsze elementy, pracujące z większą częstotliwością.

Na rynku zaczęły się pojawiać kolejno kompatybilne przetwornice o mocy 10W, 12W, a ostatnio - najnowsze osiągnięcie Traco, serie THD-15N i THD-15WIN, mogące dostarczyć do 15W, co jest w tej chwili absolutnym rekordem dla tego typu obudów.

Istotną zmianą w ofercie Traco było wprowadzenie nowego typu obudowy o wymiarach 1\"x1\" (25,4 x 25,4 x 10 mm), która dzięki takiemu samemu układowi wyprowadzeń może w wielu wypadkach zastąpić dwukrotnie większą obudowę 2\"x1\".

Pierwsze przetwornice THN w tych obudowach mogły dostarczyć do 15 watów, obecnie nowe serie THN-20 i THN-20WI mają moc 20W, a w niedalekiej przyszłości są planowane nawet przetwornice 30-watowe.

Jednocześnie Traco wprowadziło do oferty ekonomiczne serie przetwornic w obudowach 1\"x1\", o nieco gorszych parametrach, np. stabilizacyjnych, ale porównywalnych osiągach: 10-watowe THL-10WI i 20-watowe THL-20WI.

Znaczący rozwój można zaobserwować również w grupie przetwornic w obudowach 2\"x1\" (50,8 x 25,4 x 11 mm), które kiedyś były typowe dla modeli 10-, 15-watowych. Dziś standardem w Traco są przetwornice o mocy 20W i 30W. Nowe serie TEN-40N, TEN-40WIN i TEN-40WIR są w stanie dostarczyć 40 watów, a najnowsze osiągnięcie, seria TEN-50 - nawet 50W, co znowu jest najlepszym osiągnięciem w branży.

Na koniec wreszcie warto wspomnieć o jeszcze jednym osiągnięciu Traco w zakresie „upakowania\" mocy - nowych miniaturowych przetwornicach z serii TMR-6, które mają aż dwukrotnie większą moc od największych dotychczas 3-watowych, dokładnie stabilizowanych przetwornic z izolacją galwaniczną w obudowach SIP-8, zajmujących jedynie 2 centymetry kwadratowe powierzchni płytki drukowanej (wymiary ok. 22 x 9 x 11 mm). To kolejny branżowy rekord zanotowany ostatnio przez firmę Traco.

Należy podkreślić, że obudowy wszystkich wymienionych serii są standardem przemysłowym, wszystkie nowe przetwornice mogą pracować z pełną mocą w szerokim zakresie temperatur otoczenia, od -40 do co najmniej +55°C, wszystkie cechują się szerokim zakresem napięć wejściowych 2:1 lub 4:1, dokładnie stabilizowanymi napięciami ze standardowego szeregu i dużą sprawnością przetwarzania energii. Są wyposażone w liczne zabezpieczenia i dodatkowe funkcje, charakteryzują się małą emisją zakłóceń oraz dużą odpornością i niezawodnością.