Главная Источники вторичного электропитания - часть 2




Рнс. 11.4. Конструкция унифицированного модуля питания:

/ - основание: 2 - печатные платы: 3 -• мощные тепловыделяющие злемектъ»; 4, 5 - выводы (изолированные от корпуса); 6 - маломощные электрорадиоэлементы

скручивание прямого и обратного проводов, по которым протекают большие импульсные токн, и их экранирование;

введение электростатического экрана между первичной и вторичной обмотками трансформатора усилителя мощности, который соединяется с отрицательной шиной сетевого выпрямителя;

подключение лакопленочного конденсатора емкостью 0,01 - 0,22 мкФ параллельно той диагонали выпрямителя сети, к которой подводится переменное напряжение, с целью уменьшения амплитуды колебаний, возникающих в момент запирания диодов выпрямителя;

введение экранирующих прокладок между транзисторами усилителя мощности и радиатором, которые соединяются с от рицательной шиной выпрямителя и уменьшают емкость паразит ной связи.

Источники и модули питания бортовой аппаратуры обычно конструктивно размещаются вместе с функциональной аппаратурой, которую они питают. Для уменьшения массы и габаритов таких ИВЭ целесообразно совмещать элементы конструкции прибора с теплоотводом. Пример такого выполнения конструкции модуля питания показан на рис. 11.4. Модуль выполнен в алюминиевом корпусе, на основании / которого размещаются тепловыделяющие элементы 3. В мощных полупроводниковых приборах один из выводов обычно соединен с корпусом. Поэтому установка их на общее металлическое основание производится через электроизоляционные прокладки. Слаботочные элементы 6 и цепи управления размещаются на печатных платах 2. Электрическая связь между верхней и нижней платами осуществляется через эластичный плоский кабель. Входное и выходные напряжения выведены через изолированные выводы 4, 5, размещенные на противоположных боковых стенках модуля.

Корпус модуля питания, являясь одновременно и радиатором, обеспечивает отвод теплоты от мощных полупроводниковых приборов. Кроме того, при установке модуля питания в корпус прибора масса последнего используется как дополнительный теплоот-вод.

В конструкциях источников электропитания могут быть использованы и другие решения, обеспечивающие передачу теплоты от тепловыделяющих элементов иа корпус прибора.

На рис. П.5 показан пример выполнения печатных плат на теплоотводе. На пластине / из алюминиевого сплава с помощью теплопроводного клея ВК-9 укреплены печатные платы 2. Переход с одной печатной платы на другую осуществляется через изолированные штыри 3. Мощные тепловыделяющие элементы 4 устанавли-



ваются иепосредстйенно на металлическую пластину / через прорези в печатной плате. Для электрической изоляции от общего тепло-отвода мощных полупроводниковых приборов, у которых один из выводов соединен с корпусом, применяются изоляционные прокладки из теплопроводного материала, например анодированного алюминия, устанавливаемые с применением теплопроводной пасты КПТ-8.

Конструкция одной из ячеек питания открытого типа для МЭА показана на рис. 11.6 151. Основанием ячейки служит печатная плата /, на которую наклеена металлическая рамка 2 с установленными на ней ыикросборками 3. На поле печатной платы и металлической рамке выделены зоны 4 для установки дискретных элементов, входящих в состав ИВЭ. Электрические соединения ячейки осуществляются через контактные площадки (или выводы), которые размеща--ются на контактном поле 5. Габаритные и присоединительные размеры ячеек унифицированы, это позволяет производить их монтаж и герметизацию в составе МЭА с наименьшими потерями полезного объема.

Ячейки с микросборками помещаются в герметичный объем, заполненный сухим газом с избыточным давлением 30 кПа, что га-раитирует только истечение газа из герметического объема и исключает проникновение влажного воздуха во внутрь его.

Массогабаритные характеристики ИВЭ, выполняемые по тонко- или толстопленочной технологии с применением бескорпусных элементов, ИМС и гибридных ИМС существенно зависят от выбранного способа герметизации прибора. Объясняется это те.м, что комплектуюп;ие элементы ИВЭ имеют различную высоту, например, гибридные ИМС на поликоровой подложке не превышают 3-4 мм, в то время как трансформаторы, дроссели и конденсаторы сглаживающих фильтров могут иметь высоту 10-15 мм. Вследствие этого плотность упаковки элементов получается низкой -- не более 0,2-0,5 эл/скг". Для сравнения отметим, что плотность упаковки в цифровых устройствах МЭА составляет 10-30 эл/см"


Рис. 11,5, Конструкция печатной платы ИВЭ на теплоотводе;

/ - алюминиевая пластина; 2 - печатные платы; 3 - проходп1,10 изоляторы: 4 - тепловыделяющий полупроводниковый прибор; 5 - стенки корпуса

Рис. 11.6. Конструкция ячейки питания микроэлектронной аппаратуры:

; - печатная плата; 2 - металлическая рамка: 3 - микросборкй Открытого типа; 4 - зоны для установки дискретиы.х элементов; 5 - контактные, площадки




130 120 110 100 90

-- е

70 60 50 10 50 20 10

5 S 7 8 9100

200 т iioosoa р„,8г

Рнс. 11.7. Удельные характеристики некоторых типов ИВЭ. г-t/n = 27 в. гибридно-пленочный (РП-i-CHI. fn-SO кГц; 2 - t/n"=27 В. «» дискретных ЭРИ (РП-1-СН); /п-бО кГц: 3- ИПБВ; t/c = 220 В; Гц

fn=20 кГц: 4-6f = 220 В: 3 фазы; /с-400 Гц (BP); 5 - (Ус = 220 В. 3 фазы /г-50 Гц (BP); 6 - Uc = 220 В. 1 фаза. /г = 400 Гц (BP): 7 - t/c-220 В, I фаза /с = 50 Гц (BP). BP - выпрямитель регулируемый

Возможны два способа компоновки ИВЭ для МЭА: 1) ячейки питания размещаются и герметизируются в одном корпусе с функ циональным прибором, который они питают; 2) из герметизованных ячеек набирается отдельный блок питания. Первый способ явля ется предпочтительным; он обеспечивает высокие удельные харак теристики источников питания (более 100 Вт/дм-) и функциональ ную законченность приборов. Во втором случае удельные характеристики ИВЭ значительно ниже (40-50 Втдм). Кроме того, возникает проблема соединения ИВЭ с другими приборами через гермосоедииители и кабели, параметры которых ухудшают электрические характеристики выходных питающих напряжений: увеличивается падение напряжения на соединительных проводах, а паразитные индуктивности и емкости кабеля увеличивают пульсацию постоянных напряжений и могут явиться причиной возникновения генерации в ИВЭ.

При сравнении различных типов ИВЭ и оценке качества спроектированных приборов пользуются удельными показателями. Вт/дм- или Вт/кг На рис. 11.7 приведены графики зависимости удельного объема от выходной мощности для некоторых типов ИВЭ. Графики построены по результатам анализа данных ряда разработанных приборов за последнее время. Следует отметить, что удельные показатели, определяемые по графикам иа рис. 11.7, являются весьма ориентировочными; они иллюстрируют тот факт, что сравнивать между собой можно только однотипные ИВЭ, работающие в одинаковых условиях эксплуатации.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 [151] 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189


0.0129