DC-DC модули питания специального назначения мощностью 60 — 1000 Вт серии МДМ группы компаний Александер Электрик

№ 7’2005
В статье рассматриваются DC/DC-преобразователи специального назначения серии МДМ мощностью 60–1000 Вт, предназначенные для построения отказоустойчивых систем электропитания.

В статье рассматриваются DC/DC-преобразователи специального назначения серии МДМ мощностью 60–1000 Вт, предназначенные для построения отказоустойчивых систем электропитания.

Модули серии МДМ разработаны в ходе ОКР «Мираж-В», техническое задание на которую согласованно с 22 ЦНИИИ МО РФ и начальником пятого направления Управления развития базовых технологий и спецпроектов УНВ.

Анализ данных таблиц 1 и 2 показывает, что основные параметры, характеризующие надежность и КПД модулей, соответствуют требованиям современной РЭА специального назначения.

Таблица 1. Основные характеристики и сервисные функции мощных модулей серии МДМ
Таблица 2. Технические характеристики модулей электропитания серии МДМ

Особый интерес в данных модулях представляют функция параллельной работы, которая и будет рассмотрена.

Параллельная работа

Перечислим достоинства модулей, обладающих функцией параллельной работы.

  • Главное из них — возможность построения отказоустойчивой системы по принципу N+M.
  • Возможность наращивания выходной мощности.
  • Возможность получения низкопрофильной конструкции в системах большой мощности.
  • Распределение мощности потерь модулей по большей поверхности радиатора, уменьшение локального перегрева.
  • Сокращение количества типономиналов модулей электропитания, увеличение числа однотипных изделий и, как следствие, снижение их цены.

Рассмотрим принцип активного выравнивания токов на примере трех модулей МДМ120-1В12МП. Исходно модули с одинаковым выходным напряжением имеют некоторый технологический разброс по точности выставления этого параметра. Расскажем, что произойдет при включении этих модулей без дополнительных цепей параллельной работы (рис. 1а). При таком включении конвертер с самым высоким выходным напряжением будет отдавать весь ток в нагрузку, пока его значение не достигнет 12 A. Здесь его выходное напряжение снизится (активизируется защита от перегрузки по току) до значения 12 В. В этой точке второй конвертер начнет отдавать в нагрузку недостающие 3 А. Третий конвертер будет работать в режиме холостого хода. Выходное напряжение системы в данном случае будет равно 12 В. Величина выходного тока модуля определяет его перегрев, а следовательно, и интенсивность отказов модуля. Поэтому очень важно, чтобы суммарный выходной ток равномерно распределялся между модулями, включенными параллельно, и они работали в одинаковых тепловых режимах. Для этого в модулях создана дополнительная цепь обратной связи по току, которая корректирует выходное напряжение модуля, обеспечивая этим равномерное распределение тока нагрузки. При ее использовании один из модулей с наибольшей установкой выходного напряжения начинает выполнять роль ведущего преобразователя. Отрицательная обратная связь принудительно повышает выходное напряжение других модулей на очень небольшую величину, до значения ведущего. Происходит равномерное распределение тока нагрузки между всеми преобразователями (рис. 1б).

Принцип активного выравнивания токов в DC/DC-преобразователях серии МДМ
Рис. 1. Принцип активного выравнивания токов в DC/DC-преобразователях серии МДМ

При отказе одного из модулей нагрузка автоматически распределяется между рабочими. В этом случае один из оставшихся модулей с большей установкой выходного напряжения берет на себя роль ведущего.

Выносная обратная связь

Функция выносной обратной связи наиболее востребована в мощных модулях с низкими значениями выходного напряжения и большим выходным током. Как видно на рис. 2а, в результате падения напряжения на печатных проводниках и соединительных проводах реальное значение выходного напряжения на нагрузке ниже номинального.

Принцип действия функции выносной обратной связи
Рис. 2. Принцип действия функции выносной обратной связи

Использование функции выносной обратной связи позволяет компенсировать падение выходного напряжения на соединительных проводах до 5% от значения выходного напряжения при номинальной мощности на выходе (рис. 2б).

Резервирование

DC/DC-модули электропитания серии МДМ имеют высокие показатели наработки на отказ. Если эти показатели не удовлетворяют разработчика системы электропитания и требуется почти 100%-ная надежность, то необходимо построение системы электропитания, устойчивой к отказам. Есть четыре требования, которые должны выполняться при построении такой системы.

  1. Избыточность — в случае неисправности одного из модулей должен быть по крайней мере еще один, чтобы начать работать вместо вышедшего из строя до момента, пока неисправный не будет заменен.
  2. Изолирование неисправности — модуль, вышедший из строя, должен изолировать себя от системы так, чтобы это не создало помех для работы других модулей или системы электропитания в целом. Самый простой пример — использование диодов, осуществляющих операцию «ИЛИ».
  3. Обнаружение неисправности и ее мониторинг — после возникновения неисправности и перед тем, как ремонт будет закончен, система будет работоспособна (но на уменьшенном уровне надежности из-за меньшего количества функционирующих модулей). Следовательно, важно обнаружить неисправность как можно раньше, чтобы минимизировать время до завершения ремонта. Сначала система должна так или иначе определить, что появилась неисправность. Во-вторых, информация о неисправности должна быть выдана в виде звукового или светового сигнала на компьютер контроля.
  4. «Горячая» замена — чтобы поддержать работоспособность системы, ремонт неисправного модуля должен быть сделан при работающей системе электропитания. Поэтому необходимы легкий доступ к неисправной единице и возможность осуществить «горячее» включение.

На рис. 3 показаны основные принципы построения избыточной архитектуры для повышения надежности.

Варианты построения избыточной архитектуры
Рис. 3. Варианты построения избыточной архитектуры;
а — нет резервирования,
б — резервирование «1+1»,
в — резервирование «1+2»,
г — резервирование «2+1».

Требуемая выходная мощность во всех примерах принята равной 300 Вт. Неизбыточная система показана на рис. 3а, где единственный конвертер на 300 Вт обеспечивает необходимых выходную мощность в нагрузке.

В избыточной архитектуре число модулей, требуемых для питания нагрузки, составляет число N. Число дополнительных (или запасных) модулей составляет число M. На рис. 3б есть один дополнительный преобразователь мощностью 300 Вт, в результате получается система «1+1». Избыточная система «1+2» показана на рис. 3в. Здесь для питания нагрузки требуется один, но есть два запасных преобразователя. Рис. 3г показывает использование в архитектуре конвертеров мощностью 150 Вт. В этом случае для нагрузки требуется минимум два модуля и один запасной. Это избыточная система «2+1». Несмотря на то что это решение требует меньше места в аппаратуре, при его реализации увеличивается накопленная норма отказов, потому что требуется большее число конвертеров для запитывания нагрузки. Количество дополнительных конвертеров частично определяется наличием свободного места в конструкции и оптимальным соотношением «стоимость — надежность».

Пример практического построения отказоустойчивой системы

Практическое построение отказоустойчивой системы электропитания рассмотрим на примере системы «1+1», принцип «N+1» (рис. 4). Эта схема позволяет получить резервированную систему электропитания минимальной стоимости. Мощность нагрузки может поддерживать один из преобразователей. При параллельном их включении ток нагрузки равномерно распределен между конвертерами.

Принципиальная схема силовой части отказоустойчивой системы
Рис. 4. Принципиальная схема силовой части отказоустойчивой системы

Предохранители на входе и выходные разделительные диоды изолируют неисправный модуль в случае отказа от остальной системы электропитания. На транзисторе VT1 реализована функция дистанционного управления системой. Использование функции выносной обратной связи позволит скомпенсировать падение напряжения на разделительных диодах и соединительных проводах. В качестве разделительных применяются диоды Шоттки VD1 и VD2, имеющие минимальное падение напряжения. Максимальное обратное напряжение должно быть больше номинального выходного напряжения модулей с некоторым запасом. Максимальный прямой ток диода должен быть примерно в два раза больше максимального выходного тока одного модуля. Предохранители должны быть рассчитаны на ток не менее 1,5…2 × Iвх.макс. Сопротивление резисторов R1–R4 составляет 10–50 Ом.

xosotin chelseathông tin chuyển nhượngcâu lạc bộ bóng đá arsenalbóng đá atalantabundesligacầu thủ haalandUEFAevertonxosofutebol ao vivofutemaxmulticanaisonbetbóng đá world cupbóng đá inter milantin juventusbenzemala ligaclb leicester cityMUman citymessi lionelsalahnapolineymarpsgronaldoserie atottenhamvalenciaAS ROMALeverkusenac milanmbappenapolinewcastleaston villaliverpoolfa cupreal madridpremier leagueAjaxbao bong da247EPLbarcelonabournemouthaff cupasean footballbên lề sân cỏbáo bóng đá mớibóng đá cúp thế giớitin bóng đá ViệtUEFAbáo bóng đá việt namHuyền thoại bóng đágiải ngoại hạng anhSeagametap chi bong da the gioitin bong da lutrận đấu hôm nayviệt nam bóng đátin nong bong daBóng đá nữthể thao 7m24h bóng đábóng đá hôm naythe thao ngoai hang anhtin nhanh bóng đáphòng thay đồ bóng đábóng đá phủikèo nhà cái onbetbóng đá lu 2thông tin phòng thay đồthe thao vuaapp đánh lô đềdudoanxosoxổ số giải đặc biệthôm nay xổ sốkèo đẹp hôm nayketquaxosokq xskqxsmnsoi cầu ba miềnsoi cau thong kesxkt hôm naythế giới xổ sốxổ số 24hxo.soxoso3mienxo so ba mienxoso dac bietxosodientoanxổ số dự đoánvé số chiều xổxoso ket quaxosokienthietxoso kq hôm nayxoso ktxổ số megaxổ số mới nhất hôm nayxoso truc tiepxoso ViệtSX3MIENxs dự đoánxs mien bac hom nayxs miên namxsmientrungxsmn thu 7con số may mắn hôm nayKQXS 3 miền Bắc Trung Nam Nhanhdự đoán xổ số 3 miềndò vé sốdu doan xo so hom nayket qua xo xoket qua xo so.vntrúng thưởng xo sokq xoso trực tiếpket qua xskqxs 247số miền nams0x0 mienbacxosobamien hôm naysố đẹp hôm naysố đẹp trực tuyếnnuôi số đẹpxo so hom quaxoso ketquaxstruc tiep hom nayxổ số kiến thiết trực tiếpxổ số kq hôm nayso xo kq trực tuyenkết quả xổ số miền bắc trực tiếpxo so miền namxổ số miền nam trực tiếptrực tiếp xổ số hôm nayket wa xsKQ XOSOxoso onlinexo so truc tiep hom nayxsttso mien bac trong ngàyKQXS3Msố so mien bacdu doan xo so onlinedu doan cau loxổ số kenokqxs vnKQXOSOKQXS hôm naytrực tiếp kết quả xổ số ba miềncap lo dep nhat hom naysoi cầu chuẩn hôm nayso ket qua xo soXem kết quả xổ số nhanh nhấtSX3MIENXSMB chủ nhậtKQXSMNkết quả mở giải trực tuyếnGiờ vàng chốt số OnlineĐánh Đề Con Gìdò số miền namdò vé số hôm nayso mo so debach thủ lô đẹp nhất hôm naycầu đề hôm naykết quả xổ số kiến thiết toàn quốccau dep 88xsmb rong bach kimket qua xs 2023dự đoán xổ số hàng ngàyBạch thủ đề miền BắcSoi Cầu MB thần tàisoi cau vip 247soi cầu tốtsoi cầu miễn phísoi cau mb vipxsmb hom nayxs vietlottxsmn hôm naycầu lô đẹpthống kê lô kép xổ số miền Bắcquay thử xsmnxổ số thần tàiQuay thử XSMTxổ số chiều nayxo so mien nam hom nayweb đánh lô đề trực tuyến uy tínKQXS hôm nayxsmb ngày hôm nayXSMT chủ nhậtxổ số Power 6/55KQXS A trúng roycao thủ chốt sốbảng xổ số đặc biệtsoi cầu 247 vipsoi cầu wap 666Soi cầu miễn phí 888 VIPSoi Cau Chuan MBđộc thủ desố miền bắcthần tài cho sốKết quả xổ số thần tàiXem trực tiếp xổ sốXIN SỐ THẦN TÀI THỔ ĐỊACầu lô số đẹplô đẹp vip 24hsoi cầu miễn phí 888xổ số kiến thiết chiều nayXSMN thứ 7 hàng tuầnKết quả Xổ số Hồ Chí Minhnhà cái xổ số Việt NamXổ Số Đại PhátXổ số mới nhất Hôm Nayso xo mb hom nayxxmb88quay thu mbXo so Minh ChinhXS Minh Ngọc trực tiếp hôm nayXSMN 88XSTDxs than taixổ số UY TIN NHẤTxs vietlott 88SOI CẦU SIÊU CHUẨNSoiCauVietlô đẹp hôm nay vipket qua so xo hom naykqxsmb 30 ngàydự đoán xổ số 3 miềnSoi cầu 3 càng chuẩn xácbạch thủ lônuoi lo chuanbắt lô chuẩn theo ngàykq xo-solô 3 càngnuôi lô đề siêu vipcầu Lô Xiên XSMBđề về bao nhiêuSoi cầu x3xổ số kiến thiết ngày hôm nayquay thử xsmttruc tiep kết quả sxmntrực tiếp miền bắckết quả xổ số chấm vnbảng xs đặc biệt năm 2023soi cau xsmbxổ số hà nội hôm naysxmtxsmt hôm nayxs truc tiep mbketqua xo so onlinekqxs onlinexo số hôm nayXS3MTin xs hôm nayxsmn thu2XSMN hom nayxổ số miền bắc trực tiếp hôm naySO XOxsmbsxmn hôm nay188betlink188 xo sosoi cầu vip 88lô tô việtsoi lô việtXS247xs ba miềnchốt lô đẹp nhất hôm naychốt số xsmbCHƠI LÔ TÔsoi cau mn hom naychốt lô chuẩndu doan sxmtdự đoán xổ số onlinerồng bạch kim chốt 3 càng miễn phí hôm naythống kê lô gan miền bắcdàn đề lôCầu Kèo Đặc Biệtchốt cầu may mắnkết quả xổ số miền bắc hômSoi cầu vàng 777thẻ bài onlinedu doan mn 888soi cầu miền nam vipsoi cầu mt vipdàn de hôm nay7 cao thủ chốt sốsoi cau mien phi 7777 cao thủ chốt số nức tiếng3 càng miền bắcrồng bạch kim 777dàn de bất bạion newsddxsmn188betw88w88789bettf88sin88suvipsunwintf88five8812betsv88vn88Top 10 nhà cái uy tínsky88iwinlucky88nhacaisin88oxbetm88vn88w88789betiwinf8betrio66rio66lucky88oxbetvn88188bet789betMay-88five88one88sin88bk88xbetoxbetMU88188BETSV88RIO66ONBET88188betM88M88SV88Jun-68Jun-88one88iwinv9betw388OXBETw388w388onbetonbetonbetonbet88onbet88onbet88onbet88onbetonbetonbetonbetqh88mu88Nhà cái uy tínpog79vp777vp777vipbetvipbetuk88uk88typhu88typhu88tk88tk88sm66sm66me88me888live8live8livesm66me88win798livesm66me88win79pog79pog79vp777vp777uk88uk88tk88tk88luck8luck8kingbet86kingbet86k188k188hr99hr99123b8xbetvnvipbetsv66zbettaisunwin-vntyphu88vn138vwinvwinvi68ee881xbetrio66zbetvn138i9betvipfi88clubcf68onbet88ee88typhu88onbetonbetkhuyenmai12bet-moblie12betmoblietaimienphi247vi68clupcf68clupvipbeti9betqh88onb123onbefsoi cầunổ hũbắn cáđá gàđá gàgame bàicasinosoi cầuxóc đĩagame bàigiải mã giấc mơbầu cuaslot gamecasinonổ hủdàn đềBắn cácasinodàn đềnổ hũtài xỉuslot gamecasinobắn cáđá gàgame bàithể thaogame bàisoi cầukqsssoi cầucờ tướngbắn cágame bàixóc đĩaAG百家乐AG百家乐AG真人AG真人爱游戏华体会华体会im体育kok体育开云体育开云体育开云体育乐鱼体育乐鱼体育欧宝体育ob体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育开云体育开云体育棋牌棋牌沙巴体育买球平台新葡京娱乐开云体育mu88qh88

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *