Разработка микроблока питания

вы- 

ходного напряжения.      

 Выпрямление переменного  прямоугольного  напряжения

осущест- 

вляется диодами VDя412я0...VDя419я0,  включенных по схеме со

средней точ- 

   
 
 

кой вторичной обмотки трансформатора. Диоды VDя420я0,VDя421

я0и конденса- 

тор Ся441я0 позволяют  получить требуемую форму выходного 

выпрямлен- 

ного напряжения в момент переключения диодов выпрямителя.      

 Сглаживающий  выходной фильтр состоит из  двух 

последовательно 

включенных Г-образных LC-фильтров. Первый фильтр состоит из

нако- 

пительного дросселяя4 я0Дря43я0 и конденсаторов 

Ся442я0...Ся451я0,  второй  -  из 

дросселя Дря44 я0и  конденсаторов Ся452я0...Ся457я0.  Первый

фильтр производит 

преобразование широтно-модулированных импульсов в постоянное

нап- 

ряжение. Второй  фильтр является фильтром подавления

радиопомех и 

обеспечивает получение  заданных пульсаций выходного 

напряжения.     

 Схема управления  выполнена по гибридно-пленочной

технологии 

и включает в себя задающий генератор  (ЗГ)  на  инверторах 

Уя41.1я0, 

Уя41.2я0,я4 я0Уя41.3я0 и  элементах Rя49я0,я4  я0Rя410я0,я4

я0Cя46я0; генератор  короткихя4 я0импульсов 

на Уя42.1я0,я4 я0Уя41.4я0,я4 я0Уя42.2я0; генератор пилы на

элементах VTя46я0, Rя416я0, Cя412я0; 

ШИМ-модулятор на  усилителе постоянного тока (УПТ) Уя416я0; 

раздели- 

тель каналов на триггере Уя43.1я0;  два (по числу  каналов) 

выходных 

каскадая4 я0на Уя42.3я0, VTя47я0, VTя48я0, Rя417я0,я4

я0Rя418я0,я4 я0Rя419я0,я4 я0Rя424я0,я4 я0Rя422я0,я4 я0Cя48я0,я4

я0Cя49 я0- пер- 

вый канал;  Уя42.4я0,я4  я0Tя49я0,я4  я0Tя410я0,я4  я0Rя420я0,я4

я0Rя425я0,я4 я0Rя421я0, Rя423я0,я4 я0Rя427я0,я4 я0Cя410я0,я4

я0Cя411я0 - 

второй канал;  узел  защиты  от  короткого  замыкания  в нагрузке 

(Уя43.2я0, Уя47.1я0,я4 я0Уя47.2я0,я4 я0Уя48.1я0,я4 я0Уя48.2я0,я4

я0Rя428я0,я4 я0Rя429я0,я4 я0Rя430я0,я4 я0Rя432я0,я4 я0Rя433я0,я4

я0Rя436я0,я4 я0Rя437я0, 

VDя48я0,я4 я0VDя49я0,я4  я0Cя415я0,я4 я0Cя417я0) и 

вспомогательные цепи питания схемы управле- 

ния.     

 Первый линейный  стабилизатор параметрического типа осущест- 

вляет питание логических элементов Уя41я0,я4 я0Уя42я0,я4

я0Уя43я0.     

 Второй линейный  стабилизатор параметрического  типа 

обеспечи- 

вает питанием +12 В и +6 В УПТ (Уя46я0).     

 Дополнительно  в схему управления входит узел гашения,  обес- 

печивающий сброс  магнитной энергии  промежуточного 

усилительного 

каскада и тем  самым позволяющий получить требуемую  форму 

выходных 

импульсов этого  каскада.     

 Промежуточный  усилительный  каскад выходных сигналов по

току 

схемы управления и  согласование по уровню. Он включает в  себя

ак- 

тивные элементыя4 я0VTя411я0,я4  я0VTя412я0,я4 я0трансформатор

Тр1 с вторичной  обмот- 

кой.     

 Схема работает  следующим  образом:  при повышении выходного 

напряжения на вход УПТ через резистивный делитель Rя450я0,я4

я0Rя434я0,я4 я0Rя435я0 и 

Rя431я0 поступает  повышенное напряжение. Пилообразное 

напряжение, на- 

ложенное на постоянное напряжение делителя,  сравнивается с

опор- 

ным. На выходе УПТ  образуются импульсы,  более узкие чем это

было 

было до этого  момента. В каждом канале суженные импульсы

проходят 

   
 
 

на выход промежуточного каскада, а с него поступают на вход токо- 

вых ключей. Токовые  ключи меньшее время будут  находиться в 

откры- 

том состоянии.  На накопительный фильтр поступают более узкие

им- 

пульсы. Накопительный  фильтр производит сглаживание  по 

среднему 

значению, поэтому  выходное  напряжение  начинает  уменьшаться 

и 

стремится к своему нормальному значению. 

.                 

 Обоснование и выбор конструкции                     

 микроблока питания  РЭА      
 
 

 Микроблок является  принципиально новым видом 

конструктивного 

исполнения микроэлектронной аппаратуры  повышенной 

надежности  и 

высокого уровня  интеграции,  перспективным  направлением в

конс- 

труировании РЭА  различного назначения,  являющимся 

дальнейшим  и 

более гибким развитием  методов гибридной микроэлектроники.      

 Анализ радиоаппаратуры  показал,  что вторичные источники пи- 

тания в  большинстве  случаев  создаются  на дискретных корпусных 

элементах, в то время  как остальная аппаратурная  часть  строится 

на интегральной элементной базе.     

 Результатом такого  подхода явилось то,  что  объем  и  масса 

вторичных источников  питания  составляет до 40-50% 

аппаратурной 

части РЭА.     

 Во многих случаях  эти проблемы вызваны несовершенством 

конс- 

трукции вторичных  источников питания и устройств, отводящих от

них 

тепло. Эти  причины  сдерживают  внедрение  интегральных

методов 

проектирования силовых  устройств и дальнейшее уменьшение их 

масс 

и габаритов.  Общеизвестно, что объемные конструкции блоков

пита- 

ния обладают значительным температурным сопротивлением от их 

ис- 

точника до  его стока.  Кроме того корпусные активные и пассивные 

элементы схемы также обладают  большим  тепловым 

сопротивлением, 

что в  свою  очередь  требует  дополнительного  увеличения объема 

конструкции и охлаждающей  поверхности.     

 Тепловой поток  от источника тепла до его стока определяется 

из выражения:                             

tя41я0 - tя42                         

Q = ДДДДя4ДДДя0 ,                             

  я7Sя0 Rя4т   

 где Q  - тепловой поток;       

tя41я0 - допустимая  рабочая температура элементов схемы по

ТУ;       

tя42я0 - температура  окружающей среды;      

 я7Sя0 Rя4тя0-  суммарное  тепловое сопротивление от

источника тепла             

 до его стока.                        
 
 

Rя4тя0 = Rя4iтя0 + Rя4тся0 + Rя4тт 

.     
 
 

 Тепловое сопротивление  конструкции определяется из 

выражения:                                

l                          

Rя4тя0 = ДДДД ,                               

 я7lя0 S      
 
 

 где l - расстояние  от источника тепла до его  стока;         

 я7lя0 - теплопроводность;          

S - окружающая поверхность;       
 
 

 Из выражения видно,  что конструкция силового модуля должна 

обладать:     

 кратчайшим расстоянием  от источника тепла до его  стока 

(l должно быть  минимальным);     

 максимальной  площадью  окружающей поверхности (S должно

быть 

максимальным);     

 материал теплоотвода  должен обладать максимальной теплопро- 

водностью (я7lя0 должно быть максимальным).     

 Наиболее полно  этим  требованиям отвечает конструкция изде- 

лия, которая обладает:      

- максимальной площадью  поверхности при одновременном 

умень- 

шении ее объема;     

- применением  активных элементов с малым тепловым

сопротив- 

лением, т.е. необходимо применить бескорпусные элементы;     

- применением  конструкции  малокорпусных  или  бескорпусных 

пассивных элементов (трансформаторы, дроссели);     

- применением алюминия,  меди, окиси бериллия, керамики 22ХС 

и им подобных материалов.      

 Кроме того,  такие конструкции обладают минимальной материа- 

лоемкостью, максимальной простотой монтажа,  улучшенными

электри- 

ческими параметрами. 

.                       
 
 

 КОНСТРУКТОРСКАЯ  ЧАСТЬ                    
 
 

 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ  МИКРОМОДУЛЯ      
 
 

 Конструкторско-технологическая  проблема миниатюризации 

сило- 

вых устройств  заключается  в необходимости создавать и применять 

специальные бескорпусные полупроводниковые приборы  и 

микросхемы, 

специальные намоточные  детали  и  особые методы

конструирования, 

обеспечивающие плотную  упаковку элементов и низкое внутренне 

те- 

пловое сопротивление  конструкции.     

 На дюралюминиевой  подложке  МСБ (lя43я0=4 мм,  190х130;я7 

я7lя0= 170 Вт/м град) расположены дроссели диаметром 36 мм,

мощностью 

2,8 Вт;  диоды диаметром 14 мм и мощностью 1,6 Вт каждый;  транс- 

форматор диаметром 55 мм, мощностью 1,85 Вт; 10 транзисторов

диа- 

метром 10  мм;  мощностью  по 0,83 Вт каждый,  крепятся на медной 

пластине размером 55х67х2,7 мм.     

 Применение бескорпусных  приборов позволяет  уменьшить 

объем