Современная электроника №1/2026

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 9 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 1 / 2026 Рис. 1. Упрощённая электрическая схема одноканального модуля повышенной мощности серии LDCD/(20-50) В 2025 году предприятие XMTI рас- ширило серию радиационно-стой- ких DC/DC-модулей преобразователей напряжения для работы в бортовой аппаратуре космических аппаратов (КА) с диапазоном изменения напря- жения бортовой сети от 20 до 50 В рядом высокоэффективных 120-ватт- ных моделей. Основные параметры и характеристики этих модулей приве- дены в табл. 1. Некоторые модели характеризуют- ся значением КПД 86%, что является высоким показателем для радиаци- онно-стойких модулей. Показатель удельной энергетической плотно- сти для некоторых моделей достига- ет значения 3805 Вт/дм 3 , что позволя- ет создавать системы электропитания с высокими массогабаритными харак- теристиками. В каталоге XMTI ука- зано, что зарубежными аналогами представленных модулей являются изделия серии sMOR известной амери- канской компании Crane Aerospace & Electronics [1]. DC/DC-модули преобра- зователей напряжения производства XMTI по электрическим характери- стикам, по массогабаритным харак- теристикам, расположению выводов и их функциональному назначению идентичны модулям серии sMOR. Но у модулей серии sMOR примерно на 10% выше показатель удельной энер- гетической плотности (высота моду- лей немного ниже). Получение достаточно высоких показателей энергоэффективности для гибридных преобразователей являет- ся результатом совместного решения основных проблем миниатюризации. Далее будут рассмотрены основные проблемы, которые были решены в процессе разработки модулей для получения небольших габаритов, достаточно высокого КПД и высоких показателей радиационной стойкости. Рассматриваемые преобразова- тели напряжения выполнены по схеме однотактного прямоходово- го преобразователя, наиболее часто используемой в модулях преобразо- вателей напряжения при уровнях мощностей 75…120 Вт, которая явля- ется энергетически наиболее эффек- тивной структурой источника элек- тропитания среди других структур DC/DC-преобразователей. Примене- ние новых способов регулирования мощности и схемотехнических реше- ний позволяет значительно улучшить показатели энергетической эффектив- ности традиционного прямоходового преобразователя постоянного напря- жения. Упрощённая электрическая схема одноканального 120-ваттного модуля приведена на рис. 1. Силовой транзистор VT1 перио- дически открывается и закрывает- ся последовательностью импульсов, формируемых ШИМ-контроллером. Через трансформатор TV1 передаётся энергия первичного источника элек- тропитания на вторичную сторону. Выходное напряжение трансформато- ра выпрямляется прямым (VD1) и воз- вратным (VD2) диодами и передаётся на выход через выходной фильтр L2, C3, который выделяет среднюю состав- ляющую выходного напряжения. Стабилизация выходного напряже- ния обеспечивается контроллером ШИМ изменением относительной длительности импульсов открытого состояния транзистора VT1 с помо- щью комбинированной отрицатель- ной обратной связи, о которой более детально поговорим далее. На этом месте прервёмся для неболь- шого экскурса в историю развития гибридно-плёночных источников питания, рассмотрим технические и технологические решения, которые обеспечили возможность миниатю- ризации преобразователей электри- ческой энергии и аппаратуры, собран- ной на их базе. В начале 90-х годов после медлен- ного увеличения в течение несколь- ких лет очень маленькими при- ращениями показатель удельной мощности гибридно-плёночных пре- образователей напряжения полу- чил существенное резкое повыше- ние с представлением 100-ваттных DC/DC-преобразователей серии MFLHP компанией Interpoint. Так как удель- ная мощность этих преобразователей L1 1 2 4 6 5 C1 L2 7 8 9 10 3 11 12 VD1 TV1 TV2 TV3 VT1 VD2 C2 C3 Источник питания первичной цепи Выход сигнала синхронизации Вход внешнего синхросигнала ШИМ- контроллер Трансфор- маторная развязка Схема рас- пределения тока Защита от перегрузки по току Усиление сигнала ошибки Питание схем вторичной цепи Выборка напряжения SYNC IN INH1 GND 1 V I SYNC OUT V OUT GND OUT SENSE – SENSE + TRIM TNH2 SHARE