Некоторые защитные функции преобразователей DC-DC

Любой импульсный преобразователь DC-DC генерирует шумы.

В преобразователях без гальванической развязки индуктивным элементом является помехоподавляющий дроссель, а с гальванической развязкой — трансформатор.

Преобразователи DC-DC

Напряжение практически всех преобразователей имеет форму меандра, поэтому у импульсных преобразователей широкая спектральная полоса, которая начинается с тактовой частоты и распространяется до сотен мегагерц. Для защиты от излучаемых помех используются помехоподавляющие схемы.

Помехи возникают в трех зонах:

  • на входе,
  • на выходе преобразователя DC-DC,
  • также между входом и выходом.

Помехи, возникающие на входе преобразователя DC-DC, обычно подавляются с помощью LC-фильтра. Оптимальную комбинацию дросселя и конденсатора, как правило, находят экспериментальным путем.

Дроссели должны иметь индуктивность порядка 0,1...10 мкГн с предельно допустимым током, по крайней мере, в два раза выше, чем предусмотрено в схеме. Выбор конденсаторов, в основном, определяется частотным спектром шумов.

Электролитические конденсаторы, обладающие большой емкостью, могут применяться для снижения низкочастотных шумов, а для снижения высокочастотных шумов, параллельно с электролитическими конденсаторами, подключается один или несколько дополнительных керамических конденсаторов емкостью от 1 нФ до нескольких мкФ.

Для снижения выходных помех на выходе должен использоваться дроссель. Выбор конденсаторов аналогичен выбору конденсаторов для подавления помех на входе.

Помехи между входом и выходом вызваны паразитной емкостью и индуктивностями рассеяния трансформатора. Такие помехи можно «закоротить», подсоединив керамический конденсатор между минусовым входом и минусовым выходом DC/DC-преобразователя.

Емкость такого конденсатора должна быть в диапазоне 100 пФ...10 нФ. Напряженность электрического поля керамического конденсатора должна отвечать требованиям по разделению потенциалов.

В качестве эффективной защиты преобразователя DC-DC от воздействия высокого входного напряжения, необходимо использовать защитный (TVS) диод. Напряжение срабатывания диода должно быть на 20% выше максимального предполагаемого рабочего напряжения.

Короткое замыкание во входных цепях может стать причиной возникновения высокого тока. Для защиты от превышения входного тока используются плавкие предохранители или самовосстанавливающиеся предохранители.

Если преобразователь работает с очень мощным источником напряжения, который одновременно питает несколько нагрузок, без встроенного предохранителя не обойтись.

Для защиты от перегрева и обеспечения длительного срока службы преобразователь DC-DC не должен работать при температурах, соответствующих верхнему температурному пределу, т.к. высокая температура особенно отрицательно воздействует на конденсаторы.

Чтобы уменьшить тепловую нагрузку на элементы, преобразователь должен иметь как можно больший КПД. Например, если преобразователь работает на полную выходную мощность 30 Вт и имеет КПД около 90%, то потери мощности на нагрев элементов составят более 3 Вт. Выделяющееся тепло должно быть рассеяно через корпус.

При высокой окружающей температуре, для снижения потерь и температуры внутри преобразователя необходимо обеспечить работу с меньшей выходной мощностью.


ЗАО "РЕОМ" производит одноканальные радиационно-стойкие источники питания DC-DC.

Данные источники питания выполнены полностью на отечественной элементной базе (с приемкой "5" и "9"), имеют категорию качества – «ВП» и предназначены для аппаратуры специального назначения, эксплуатирующихся в жестких условиях.

Задать вопрос