SynQor - vysoce efektivní DC-DC měniče s velkým vstupním rozsahem napětí

Jedním z velice důležitých parametrů u izolovaných DC-DC měničů je rozsah vstupního napětí, se kterým umí měnič bezchybně pracovat. Pro telekomunikační a běžné průmyslové aplikace se často používá napájecí napětí 48V a rozsah vstupního napětí bývá od 36 do 75V, případně v poměru 2:1 mezi nejvyšší a nejnižší hodnotou. V poslední době se však často objevuje požadavek mnohem většího rozsahu vstupního napětí, se kterým by si měl DC-DC měnič poradit.

Specifikace jsou v různých zemích odlišné

V mnoha aplikacích se stává, že dodávané napájecí napětí má přechodné nárůsty či poklesy, které trvají příliš dlouho a standardní filtry v tomto případě neplní svou roli. V následující tabulce je uvedeno několik příkladů, jak může vypadat hodnota ustáleného a meze přechodného napětí, které se objevuje v železničních systémech a specifikacích různých zemí. Podobným způsobem jsou definovány také ro Table 1.jpg zsahy ve vojenských a automobilových aplikacích.

Jednoduchý, ale univerzální návrh

Jiným důvodem, proč je potřebné vyhovět širokému rozsahu vstupního napětí, může být požadavek univerzálního systému, který lze použít ve více DC systémech. Není potřeba vyvíjet tři různé systémy, které budou pracovat na 12V, 24V, 48V, ale použitím jediného DC-DC měniče lze vytvořit zařízení, které dokáže pracovat v rozsahu vstupních napětí od 9V do 75V. Tímto způsobem je samozřejmě možné výrazně zjednodušit návrh a uspořit tak náklady při vývoji a výrobě systému.

Má to ale háček....

Jakkoliv se zdá být výhodné mít široký rozsah vstupního napětí, vzniká zásadní problém; v případě tradičních produktů se lze setkat s tím, že čím větší vstupní rozsah máme, tím horší vlastnosti má samotný DC-DC měnič. Účinnost i výkon mají samozřejmě podstatný vliv na rozměry. Na trhnu není příliš mnoho dostupných DC-DC měničů, které splňují tyto požadavky a ty, které ano, mají často malý výkon, velké pouzdro a jejich účinnost je o 10-15% nižší v porovnání s obvody, které mají rozsah vstupního napětí pouze v poměru 2:1.

...SynQor, světový dodavatel DC-DC měničů s vysokou účinností, má řešení

Jedním ze způsobů, jak zmírnit ztrátu výkonu u těchto DC-DC měničů, je oddělení regulačního a izolačního stupně. V tomto případě je první část neizolovaný snižující měnič, který zajišťuje regulaci vstupního napětí a druhý stupeň poskytuje elektrické oddělení bez další regulace (typicky také další snížení napětí v závislosti na poměru závitů transformátoru).

Výhodou tohoto dvoufázového návrhu je to, že pouze první stupeň reaguje na široký rozsah vstupního napětí. I přesto, že je nutný jistý kompromis, není zdaleka tak velký, protože první stupeň nepotřebuje oddělovací transformátor. Druhý stupeň, který již trans formátor obsahuje, pracuje se stabilním (VMIDBUS) napětím. To umožňuje návrh pro konkrétní, neměnné podmínky a velmi usnadňuje synchronní usměrnění, které výrazně snižuje ztráty. Výsledkem je takový nárůst účinnosti v druhém stupni, že je schopen eliminovat ztráty při regulaci napětí.

Následující tabulka ukazuje různé vstupní rozsahy, pro které jsou obvody navrhovány. Jak je vidět, kromě klasického poměru 2:1 jsou zde produkty pro poměr 4:1 a 8:1. V tabulce je také uvedena účinnost a výkon pro verze s výstupem 3.3V. Ačkoli je zde jistá redukce výkonu a účinnosti díky rozšíření vstupního rozsahu, není nijak výrazná, což je způsobeno právě dvoustupňovým návrhem. Navíc jsou obvody řady InQor DC-DC měniče plně zapouzdřené a odolávají tak zhoršenému prostředí, které často doprovází systémy se zvýšenými nároky.

New_Table 2.jpg

Souhrn produktů SynQor:

Figure 2.jpg

AcuQor: AC-DC měniče určené pro zdravotnictví, splňují certifikace EN/UL60601-1
InQor: DC-DC měniče určené pro průmyslové aplikace
NiQor: vysokonapěťové, neizolované DC-DC měniče
MilQor: DC-DC měniče pro vojenské aplikace, splňují normy MIL-STD-704(A-F), RTCA/DO-160-E, MIL-STD-1275B a DEF-STAN 61-5(6/5), MIL-STD-461(C-E)

Vytisknout E-mail