Современная электроника №7/2025

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 10 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 7 / 2025 Энергоэффективные гибридно- плёночные DC/DC-преобразователи средней мощности для применения в аппаратуре специального назначения В обзоре представлены модули преобразователей напряжения средней мощности (ряд мощностей 15, 30 и 60 Вт) с улучшенными удельными массо-объёмными характеристиками и увеличенным КПД, предназначенные для применения в аппаратуре специального назначения наземного базирования, авиационной и ракетной технике, а также для других применений с жёсткими требованиями к объёму и высокой удельной мощности источника питания. Виктор Жданкин ( info@prochip.ru ) Введение Обеспечить высокое значение КПД и повышенные удельные массо-объ- ёмные показатели позволило повы- шение рабочей частоты, применение режима синхронного выпрямления, размагничивание силового трансфор- матора с помощью активного огра- ничителя и резонансного переклю- чения, применение эффективных магнитомягких ферритов для изго- товления индуктивных элементов, а также снижения мощности потерь в ключевых элементах – MOSFET- транзисторах. Размеры корпусов описываемых модулей, расположе- ние выводов и их функциональное назначение идентичны параметрам продукции известных американских компаний, которая применялась в аппаратуре специального назначе- ния, выпускаемой российскими пред- приятиями, до введения запрета на её поставку в Россию. Замена продукции американского производства в серий- ной аппаратуре продукцией Восточ- но-китайского научно-исследователь- ского института микроэлектроники позволит сократить финансовые и временны́е затраты. На протяже- нии многих лет непрерывно про- грессируют такие параметры преоб- разователей электрической энергии, как удельная мощность и коэффици- ент полезного действия (КПД), явля- ющиеся критериями миниатюриза- ции силовых устройств: получение заданной мощности при минималь- ном объёме – это уменьшение доли источника питания в массе и объёме системы. Основные принципы мини- атюризации силовых устройств изло- жены в многочисленных трудах оте- чественных специалистов, докладах на научно-технических конференци- ях по устройствам и системам энер- гетической электроники. До настоя- щего времени являются актуальными основные положения теории, методы расчёта и принципы конструирова- ния источников вторичного электро- питания, использование достижений микроэлектроники для преобразова- ния электрической энергии в электро- системах с целью уменьшения массы и объёма устройств и систем, умень- шения тепловых потерь, увеличения ресурса работы, которые изложены в книгах [1], [2]. Основные принци- пы миниатюризации базируются на повышении рабочей частоты, приме- нении активных полупроводниковых компонентов с высокими удельными энергетическими характеристика- ми, применении специализирован- ных микросхем управления, а так- же оптимальных схемотехнических и конструктивно-технологических решений. Комплексный подход российских разработчиков к конструирова- нию преобразователей напряжения позволил увеличить удельные энер- гетические характеристики преоб- разователей напряжения за послед- ние несколько лет в несколько раз (кратность увеличения зависит от вида исполнения конструкции). Рос- сийские компании выпускают обшир- ный ряд источников питания AC/DC, DC/DC-преобразователей напряжения от малой до повышенной мощности, охватывающих все востребованные диапазоны напряжений постоянно- го тока. Выпускаются преобразова- тели напряжения для применения в промышленной аппаратуре, а так- же в аппаратуре специального назна- чения наземного и морского бази- рования, авиационной, ракетной и космической техники. Для изготов- ления применяется элементная база как зарубежная, так и отечественная. Преобразователи напряжения отече- ственного производства вносят свой вклад в качество систем вооружений и военной техники, которые призна- ются одними из лучших в мире. Но до февраля 2022 года в специ- альных системах, изготавливае- мых отечественными предприяти- ями, широко применялись изделия зарубежных компаний, которые пре- кратили поставки своей продукции в Российскую Федерацию. Заменить модули зарубежных, в основном аме- риканских, производителей модуля- ми отечественного производства не всегда представляется возможным, так как если по электрическим пара- метрам можно подобрать аналог, то установочные размеры, расположе- ние выводов и их функциональное назначение могут оказаться непри- емлемыми. Две российские компа- нии производят гибридно-плёночные DC/DC-преобразователи, которые пол- ностью взаимозаменяемы с зарубеж- ными радиационно-стойкими преоб- разователями уровня качества Space. Но полностью идентичные амери- канским преобразователям напряже- ния уровня качества Military изделия производятся в ограниченном диа- пазоне выходных мощностей. Заме- на импортных преобразователей напряжения модулями отечествен- ного производства в существующих системах потребует полной кон- структорской модернизации с после- дующим повторением комплекса проверочных испытаний и больших