примера в табл. 1 1.3 приведены основные характеристики некоторых модулей из разработанного ряда, перекрывающие диапазон выходной мощности от 10 до 100 Вт и работающие от постоянного напря жения 271J В.

Схемы управления модулями стабилизирующих преобразователей выполнены на интегральных гибридно-пленочных микросборках. В них введены ряд дополнительных функций: активное отпи рание и Запирание силовых транзисторов, защита от перегрузки и короткого замыкания в нагрузке, защита потребителя от превышения выходного напряжения, синхронизация частоты преобразования от внешнего источника.

К модулям стабилиэируюи.1,их преобразователей подключаются выходные каскады, каждый из которых содержит трансформатор питания, выпрямитель со сглаживающим фильтром или непрерывный стабилизатор, рассчитанные на ряд выходных напряжений и токов с определенным уровнем пульсации. Набор таких выходных каскадов может содержать одноканальные выпрямители, двухка-нальные выпрямители, например ±6 В; ±12 В; ±15 В, или трехка-нальные выпрямители, например +5 В и ±12 В; + 5 В и ±15 В, и т.п. Применение таких многоканальных выпрямителей, подключав мых на выход стабилизирующих преобразователей, характерно для маломощных ИВЭ.

Модули выпрямителей с выходными стабилизаторами непрерывного действия (СН) обеспечивают высокое качество выходных напряжений. Поскольку на вход стабилизаторов поступает выпрямленное напряжение с малыми пределами его изменения (после стабилизирую[цего преобразователя), потери мощности в РЭ стабилизатора незначительны. Кроме того, для повышения КПД в стабилизаторах применяется раздельное питание силовой цепи и схемы управления, вводится защита от перегрузки и короткого замыкания, а также ограничение рассеиваемой мощности на регулирующем транзисторе. Вспомогательные модули: ограничитель тока ОТ выполнен на максимальный ток включения 10 А, модуль управления и контроля УК выполнен на индикацию четырех изолированных выходных напряжений, он имеет встроенный источник питания и схему дистанционного включения и отключения ИВЭ логическим сигналом ТТЛ-уровня. Масса каждого модуля 0,1 кг. Аналогичные вспомогательные модули могут быть выполнены с другими параметрами, требуемыми для разрабатываемой системы вторичного электропитания.

Масса унифицированных модулей питания зависит от их конструкции и выбранной технологии изготовления. В модулях стаби-

Основные характеристики некоторых модулей питания

лизирующих преобразователен, данные которых приведены в табл. 11.3, схемы управления выполнены в виде гибридно-пленочных микросборок, заключенных в металлостеклянные корпуса, а силовые дискретные элементы размещаются в негерметизированном корпусе, как и выходные модули. Перспективным является применение смешанной технологии, при которой слаботочные схемы управле-яяя выполняются по твердотельной полупроводниковой технологии, а сильноточные - на бескорпусных полупроводниковых приборах с применением гибридно-пленочной технологии.

Методика проектирования ИВЭ из разработанного ряда унифицированных модулей питания состоит в выборе по заданной выходной мощности необходимого модуля стабилизирующего преобразователя и набора выходных модулей для обеспечения заданных напряжений н токов нагрузки. Вспомогательные модули входят в состав ИВЭ только в том случае, ес.1и выполняемые ими функции указаны техническим заданием.

11.3. Особенности разработки конструкции

Основанием для разработки конструкции ИВЭ является схема электрическая принципиальная с перечнем элементов и ТЗ на кон струирование. Рациональио составленная принципиальная схема ИВЭ облегчает конструктору работу по составлению компоновоч иого макета прибора, способствует размещению элементов без лиш них связей, с наименьшей длиной соединительных проводников Для этого в принципиальной схеме должны быть выделены основные функциональные узлы: силовые цепи, через которые протекают полные токи нагрузки, слаботочные цепи управления, вспомогательные цепи контроля и защиты.

Рациональность такого разделения электрической принципиальной схемы диктуется тем, что конструкция каждой функциональной части имеет свои особенности. Силовая часть конструируется с учетом размещения мощных полупроводниковых приборов и сило вых интегральных микросхем на теплоотводах, габаритные размеры которых должны быть рассчитаны на обеспечение заданного перегре ва элементов при максимальной рабочей температуре.

Схемы управления, как правило, размещаются на печатных платах с минимальной длиной проводов, чтобы устранить паразитные связи и возможную генерацию, которая может возникнуть в замк нутой цепи регулирования,

В техническом задании конструктору, кроме назначения ИВЭ и его размещения в составе комплекса РЭА. должны быть указаны требования, предъявляемые к конструкции ИВЭ, условия эксплуатации, включая механические воздействия, температура окружаю щей среды, способ охлаждения. Сведения о тепловых режимах ЭРИ (особенно для мощных полупроводниковых приборов) должны содержать значения рассеиваемой мощности в непрерывном или повторно-кратковременном режимах работы, длительности циклов. По этим данным конструктор должен рассчитать радиаторы для охлаждения элементов.

Силовые полупроводниковые приборы могут иметь индивидуаль--ные радиаторы или размещаться на общем теплоотводе. В последнем случае каждый из них, как правило, должен быть электрически изолирован от общего радиатора.

Проверить тепловые режимы элементов можно расчетным путем по разработанной конструкторской документации или опытным путем после изготовления и испытания конструктивного образца, т. е. на поздней стадии разработки. Поэтому, если на ранней стадии конструирования источников питания при выборе теплоотводов и способа охлаждения будут допущены грубые ошибки, это приведет к переработке конструкции всего прибора, увеллчению сроков разработки и изготовления аппаратуры.

Конструкция ИВЭ должна обладать определенной преемет-веииостью за счет целесообразного использования готовых илн ранее разработанных узлов и деталей; это дает существенный экономический эффект. Технологичность конструкции - основное требование производства. Разрабатываемый блок или модуль питания будет технологичным, если ои полностью удовлетворяет техническим и эксплуатационным требованиям и может быть изготовлен наиболее экономичными технологическими процессами, освоенными на предприятии. Конструкция приборов должна также быть ремонтопригодной, удовлетворять требованиям простоты и безопасности обслуживания.

Источники питания стационарной аппаратуры выполняются в виде сменных блоков на принятой для данного комплекса БНК. которая подчиняется определенному модульному размерному растру для соответствующего конструктивного уровня - унифицированной ячейки, блока или шкафа. Особенности разработки конструкции таких устройств связаны с наличием в них мощных тепловыделяющих полупроводниковых приборов и источников помех, которые необходимо подавлять в местах их возникновения. Особенно это относится к ИВЭ, использующих тиристорные регулируемые выпрямители, к источникам питания с бестрансформаторным входом. Вопросы обеспечения тепловых режимов полупроводниковых приборов рассмотрены подробно в гл. 13, а подавление помех - в гл. 12. Отметим здесь только некоторые взаимосвязанные вопросы, которые решаются на этапе разработки конструкции приборов.

В источниках питания с бестрансформаторным входом импульсный стабилизатор или регулируемый преобразователь являются источниками помех, для подавления которых необходимо применять специальные меры. Одной из них является введение в конструкцию прибора замкнутого электромагнитного экрана в форме параллелограмма, стенки которого для отвода теплоты могут быть перфорированы. Внутренняя полость экрана обычно разделяется перегородкой на две части. В одной из них размещаются силовые элементы, создающие большой уровень помех - транзисторы усилителя мощности, диоды выходного выпрямителя ц дроссель выходного фильтра. Тепловыделяющие элементы размещаются на радиаторе, который является одновременно стенкой кожуха.

Во втором отсеке размещаются узлы с минимальным уровнем помех: платы печатного монтажа с узлами управления, запуска и защиты, конденсаторы фильтра и диоды сетевого выпрямителя и другие.

Кроме экранирования в ИВЭ с импульсным регулированием и преобразованием энергии принимаются дополнительные меры подавления помех за счет рациональной конструкции приборов, а именно;