Источники питания серии ZWS-BAF от TDK-Lambda

Введение

TDK-Lambda — один из мировых лидеров в проектировании и производстве источников питания различного назначения: для измерительного и испытательного оборудования, промышленной автоматики, телекоммуникаций и обработки данных [1].

Компания выпускает:

• сетевые источники питания мощностью от 5 Вт до 5 кВт;
• DC/DC-преобразователи для монтажа на печатную плату и шасси мощностью от 1,5 Вт до 1 кВт;
• программируемые источники питания мощностью от 200 Вт до 100 кВт;
• высоковольтные источники питания мощностью от 500 Вт до 50 кВт с выходом от 1 до 50 кВ;
• DC/DC-преобразователи повышенной надежности формата brick («кирпич»);
• сетевые фильтры для монтажа на шасси или DIN-рейку с входным током от 1 до 200 А.

Продукция компании соответствует международным требованиям по электромагнитной совместимости и электрической безопасности, что подтверждено сертификатами UL, CSA, TÜV и CE. Часть продукции выпускается специально для медицинской техники и высоконадежных приложений.

Серия источников питания ZWS-BAF

Серия ZWS-BAF представляет собой источники питания для ответственных применений со сроком гарантии до 10 лет. Такой срок гарантии достигается использованием высоконадежных элементов, в том числе специальных электролитических конденсаторов со сроком службы не менее 10 лет [3–5].

TDK-Lambda выпускает серию источников питания на мощность 50, 75, 100 и 150 Вт и стандартный ряд выходных напряжений от 3,3 до 48 В с возможностью ручной регулировки в диапазоне ±10%. Все источники питания имеют схему коррекции коэффициента мощности с λ > 0,98 и высокий КПД, даже в случае их неполной загрузки.

Источники изготавливаются в виде открытой платы без корпуса, имеют небольшие габариты, универсальный диапазон входного напряжения (85–265 В), работоспособны в диапазоне температур –10…+70 °C. Доступны также модели в кожухе, с установкой на шасси, а также с установкой на шасси в кожухе. ZWS-BAF имеют стандартный комплекс защиты от короткого замыкания, перегрузки и перенапряжения на выходе. В качестве дополнительной опции некоторые серии источников питания поддерживают функцию дистанционного включения/выключения (для серий с выходной мощностью от 100 Вт).

Система принятых номенклатурных обозначений источников питания TDK-Lambda представлена на рис. 1 [5].

Рис. 1. Система обозначений источников питания ZWS от TDK-Lambda

Основные технические параметры (табл. 1) [4–7]:

• Выходная мощность: 50, 75, 100, 150, 300 Вт.
• Выходное напряжение: 3,3; 5; 12; 15; 24; 48 В.
• Диапазон входного напряжения: 85–265 В AC/120–370 В DC.
• КПД: до 91%.
• Коэффициент мощности: λ > 0,98.
• Диапазон рабочей температуры: –10…+70 °C.
• Срок гарантии: до 10 лет.

Внешний вид источников питания семейства ZWS-BAF приведен на рис. 2.

Рис. 2. Внешний вид источников питания семейства ZWS-BAF

В серии ZWS-BAF представлены источники питания с выходным напряжением от 3,3 до 48 В [4].

Расширить верхнее значение диапазона рабочей температуры до +70 °C позволил грамотный и продуманный подход инженеров компании к конструкции источника и выбору его компонентов с целью минимизации выделяемого ими тепла и лучшего его отведения. За счет оптимизации схемотехнических решений TDK-Lambda удалось снизить внутренние потери мощности, тем самым повысив эффективность преобразователей и снизив выделение тепла. По сравнению с предыдущими моделями снижение тепловыделения позволило уменьшить размеры радиаторов (а для некоторых компонентов отказаться от них совсем), что в итоге дало уменьшение линейных размеров платы на 30% и снижение веса на 20%. Разработанная технология расположения тепловыделяющих элементов позволяет эффективно рассеивать выделяемое в процессе работы тепло.

Рис. 3. Возможные способы монтажа источников питания ZWS-BAF на печатную плату

Зависимость максимальной нагрузки от температуры окружающей среды и расположения источника питания (рис. 3) для источников питания семейства ZWS-BAF представлена на рис. 4. Приведены данные для крайних по мощности серий семейства ZWS-BAF — для 50‑Вт серии ZWS50BAF и 300‑Вт серии ZWS300BAF. Зависимость для остальных серий аналогична: графики близки к представленным [5–7].

Рис. 4. Зависимость максимальной нагрузки от температуры окружающей среды и расположения источника питани

Уровень пульсаций выходного напряжения для серий с выходным напряжением 3,3 и 5 В — не более 120 мВ, для серий с выходным напряжением от 12 до 24 В — не более 150 мВ, а для моделей с напряжением 48 В — не более 200 мВ (табл. 2, рис. 5).

Рис. 5. Пульсации выходного напряжения источников питания ZWS-BAF:
а) для серии ZWS50BAF,
б) для серии ZWS300BAF (нагрузка — 100%, входное переменное напряжение — 100 В)

Реакция на изменение нагрузки представлена на рис. 6.

Рис. 6. Реакция выходного напряжения на динамическое изменение нагрузки:
а) для серии ZWS50BAF-5,
б) для серии ZWS300BAF-24

Более детальная информация и результаты тестирования источников питания семейства ZWS-BAF доступны на странице [7] на официальном сайте TDK-Lambda.

Области применения источников питания серии ZWS-BAF

Основные области применения источников питания серий ZWS-BAF:

• промышленная автоматика и измерительное оборудование — благодаря высокой надежности, низкому уровню паразитных гармоник и электромагнитного излучения;
• телекоммуникационное оборудование — низкий уровень шумов и хорошие динамические показатели, компактные размеры;
• источники освещения, LED-подсветка, LED-дисплеи — широкий выбор значений выходного напряжения и мощности, низкий уровень выходных пульсаций;
• теле-, радиоаппаратура — низкий уровень паразитных гармоник и электромагнитных шумов.

Заключение

Устройства, входящие в семейство ZWS-BAF компании TDK-Lambda, обладают высокими эксплуатационными характеристиками и надежностью, устойчивы к изменению нагрузки и входного напряжения. В семействе представлены источники питания с выходной мощностью до 300 Вт с типовыми значениями выходного напряжения от 3 до 48 В. Все это позволяет применять эти источники питания в широком спектре приложений.