Публикации

PICO

Продукция PICO Electronics - военное качество электроники для мирных задач (2012)

     В данной статье речь пойдет о продукции компании, практически незнакомой отечественным разработчикам электроники. PICO Electronics - американский производитель трансформаторов, индуктивностей, корректоров коэффициента мощности, AC/DC- и DC/DC-преобразователей - известна на рынке прежде всего как поставщик качественных компонентов для военного и высоконадежного применения. Отличительной особенностью компании является высокая долгосрочная надежность изделий, достигаемая применением высококачественных материалов, использованием современных технологий изготовления, контролем качества на всех этапах, включая проектирование, производство и испытания. Перечень выпускаемой PICO Electronics продукции содержит нескольких тысяч наименований.
     Среди устройств, которые могут заинтересовать потребителей, прежде всего стоит отметить низкопрофильные и высоковольтные DC/DC-преобразователи с выходным напряжением до 10 кВ для традиционного и поверхностного монтажа, мощные DC/DC-преобразователи для промышленного и военного применения (до 400 Вт), высококачественные катушки индуктивности и трансформаторы, изолированные AC/DC-источники питания для различных задач, корректоры коэффициента мощности.

НИЗКОПРОФИЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ И ИНДУКТИВНОСТИ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО И СКВОЗНОГО МОНТАЖА
     Различная промышленно выпускаемая электронная продукция, а также специализированные компоненты военного применения содержат узлы и модули с электромагнитными устройствами, в первую очередь трансформаторами. В большинстве случаев именно от трансформаторов зависит устойчивая работа в различных климатических условиях, надежность и точность. Поэтому к их изготовлению и качеству используемых материалов предъявляются специальные жесткие технические требования, позволяющие обеспечить надежную эксплуатацию. Трансформаторы и индуктивности компании PICO Electronics способны работать в экстремальных условиях окружающей среды (высоких температурах и т. д.) без ухудшения электрических и механических характеристик:
          • трансформаторы (2 Ом - 250 кОм; 20 Гц - 250 кГц; до 3 Вт);
          • малогабаритные входные аудиотрансформаторы (2 Ом - 250 кОм; 20 Гц - 250 кГц; до 3 Вт);
          • ультраминиатюрные трансформаторы (0,375 - 150 Вт) с номинальной частотой 400 Гц;
          • ультраминиатюрные импульсные трансформаторы;
          • трансформаторы для DC/DC-преобразователей (входные напряжения 5, 12, 24, 48 В; выходные напряжения до 300 В постоянного тока);
          • телекоммуникационные трансформаторы;
          • трансформаторы с военной приемкой (стандарт MIL-PRF-21038/27).
     Аудиотрансформаторы PICO Electronics могут использоваться в профессиональных студиях звукозаписи, в радиопередающих станциях, а также в измерительных усилителях и отличаются высоким коэффициентом трансформации и плоской частотной характеристикой на всем диапазоне от 30 Гц до 15 кГц. Беззазорная слоистая конструкция обеспечивает широкую полосу пропускания и низкое значение искажений (не более 1%), а использование двух магнитных экранов уменьшает уровень наводок.
     Ультраминиатюрные трансформаторы с номинальной рабочей частотой 400 Гц позиционируются для использования в источниках питания военной аппаратуры. Они имеют самые различные сочетания напряжений и токов обмоток, но только два напряжения первичных обмоток на частоте 400 Гц: 26 и 115 В (для бортового питания в авиационных применениях).
     Импульсные трансформаторы с ферромагнитным сердечником используются для преобразования импульсов электрического тока или напряжения и находят применение в радиолокации, импульсной радиосвязи, автоматике и вычислительной технике, например, для согласования источника импульсов с нагрузкой, разделения электрических цепей по постоянному и переменному току, сложения сигналов, поджигания газоразрядных ламп и т. д. Основное требование, предъявляемое к данным устройствам, - передача импульса с минимальными искажениями формы. Для этого необходимо, чтобы межвитковые емкости обмоток и индуктивность рассеяния трансформатора были минимальными. Уменьшение межвитковых емкостей достигается применением сердечников малых размеров, соответствующей намоткой и взаимным расположением обмоток, а также уменьшением числа витков. Межвитковая емкость импульсных трансформаторов компании PICO Electronics не превышает 45 пФ (для ряда моделей - не более 12 пФ).
     Трансформаторы для DC/DC-преобразователей с выходной мощностью до 40 Вт используют стандартный ряд входных напряжений 5, 12, 24 и 48 В.
     Серии телекоммуникационных трансформаторов соответствуют требованиям военного стандарта MIL-STD-1553 и демонстрируют превосходные рабочие характеристики. Они обеспечивают ослабление уровня синфазного сигнала 45 дБ на частоте 1 МГц; входной импеданс при этом более 3 кОм на диапазоне частот от 75 кГц до 1 МГц, а потери не превышают 20%. Исключительная достоверность повторения формы сигнала достигается малым временем фронта и спада сигнала (менее 100 нс).
     Отличительные особенности низкопрофильных трансформаторов PICO Electronics:
          • соответствие требованиям стандарта MILPRF-27;
          • максимальные искажения не более 5% (на частоте 1,3 кГц);
          • диэлектрическая прочность (все компоненты тестируются рабочим напряжением не менее 200 В);
          • сопротивление изоляции более 10000 МОм;
          • малый вес и габариты;
          • превосходная стабильность характеристик на всем диапазоне рабочих температур (–55…+130 °С);
          • пригодность выводов к пайке соответствует требованиям стандарта MIL-STD-202;
          • 100%-ное тестирование на воздействие жестких условий окружающей среды согласно стандарту MIL-STD-202 (метод 107);
          • доступны компоненты с магнитным экранированием (5 различных вариантов);
          • дополнительные опции: возможность электростатического экранирования компонентов;
          • высокая повторяемость характеристик изделий;
          • возможность изготовления компонентов в соответствии с требованиями потребителя.
     Различное импульсное электрооборудование может генерировать помехи во время работы ключевых элементов (транзисторов, тиристоров, симисторов и т. д.). Планарные индуктивности PICO Electronics хорошо подходят для устранения данного эффекта и могут с успехом использоваться в импульсных преобразователях, источниках питания и в других устройствах, где важно подавление паразитного электромагнитного шума. При производстве катушек используются собственные технологии, позволяющие избежать перекрестных связей при намотке и добиться максимальной эффективности экранирования.
     Помимо обычных катушек, компания PICO Electronics предлагает объединенные в одном корпусе катушки с различными значениями индуктивности. Данные компоненты предназначены для разработки DC/DC-преобразователей с несколькими выходами. Использование данной конструкции позволяет уменьшить габаритные размеры. Среди прочих характеристик стоит отметить высокую стабильность значений индуктивности на всем диапазоне рабочих температур, что позволяет применять данные компоненты в высоконадежных изделиях:
          • низкопрофильные силовые катушки индуктивности (5 мкГн - 5 мГн, до 28,4 А);
          • миниатюрные силовые катушки индуктивности (10 мкГн - 20 мГн, до 5,4 А);
          • дроссели подавления электромагнитных помех (50 мкГн - 20 мГн, до 9,9 А);
          • силовые катушки индуктивности (25 мкГн - 10 мГн, до 28 А) для сквозного монтажа;
          • миниатюрные силовые катушки индуктивности (соответствие MIL-PRF-27/356; 10 мкГн - 20 мГн; до 5,4 А) для сквозного монтажа;
          • миниатюрные силовые катушки индуктивности в экранированном исполнении (15 мкГн - 100 мГн; до 10 А) для сквозного монтажа;
          • дроссели подавления электромагнитных помех (75 мкГн - 12 мГн, до 5 А) для сквозного монтажа;
          • высококачественные миниатюрные дроссели (100 мкГн - 10 Гн) для сквозного монтажа.
     Отличительные особенности низкопрофильных индуктивностей и дросселей PICO Electronics:
          • соответствие требованиям стандарта MILPRF-27;
          • диэлектрическая прочность (все компоненты тестируются рабочим напряжением не менее 1500 В);
          • погрешность намотки ±1%;
          • максимальная рабочая температура +130 °С;
          • минимально возможные габариты;
          • использование запатентованного высокочастотного сердечника для уменьшения уровня потерь;
          • использование секционированной намотки;
          • большой выбор моделей;
          • магнитное экранирование всех компонентов;
          • высокая стабильность значений индуктивности на всем диапазоне рабочих температур;
          • наличие изделий с нестандартным значением индуктивностей (на 10% превышающих значения стандартного ряда);
          • высокие значения рабочих токов.

НИЗКОПРОФИЛЬНЫЕ DC/DC-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО И СКВОЗНОГО МОНТАЖА
     DC/DC-преобразователи компании PICO Electronics можно условно разделить на несколько групп в зависимости от диапазона входных напряжений и возможности регулировки выходного напряжения. В настоящее время на рынке доступны модели с одним или двумя значениями выходных напряжений:
          • DC/DC-преобразователи с фиксированным выходным напряжением (мощность 0,75 – 7 Вт, выходное напряжение до 10 кВ постоянного тока);
          • DC/DC-преобразователи с регулируемым выходным напряжением;
          • DC/DC-преобразователи с военной приемкой;
          • DC/DC-преобразователи с широким диапазоном входных напряжений.
     Данные устройства обладают рядом ключевых особенностей, к которым относятся: компактность, надежность, широкий диапазон рабочих температур, подстройка выходного напряжения, высокая стабильность рабочих характеристик (табл. 1). Это позволяет организовать питание электронных устройств самого разнообразного назначения оптимальным образом. DC/DC-преобразователи с фиксированным выходным напряжением изготавливаются в ультра миниатюрных герметичных корпусах, способны стабильно функционировать в диапазоне рабочих температур от –25 до +70°C. Высокое значение КПД позволяет применять модули без внешней системы отвода тепла.

Низкопрофильные DC/DC- преобразователи PICO Electronics
     Преобразователи данных серий отличаются малым собственным потреблением, поэтому могут с успехом применяться в устройствах с батарейным питанием. Некоторые модели содержат встроенные конденсаторы, уменьшая тем самым требуемое место на печатной плате и упрощая разработку. По желанию заказчика преобразователи могут быть выполнены в соответствии с требованиями стандарта MIL-STD-883 (военная приемка) и для расширенного диапазона рабочих температур (от –25 до +85°C).
     Серии низкопрофильных высоковольтных преобразователей AV, SMV, SA, AVR, HVP, VV и SVV содержат более 300 различных моделей c выходным напряжением до 10 кВ постоянного тока и малым уровнем пульсаций. Большая часть компонентов высоковольтных серий обладает встроенной защитой от бросков напряжений, перегрузки по току и перегрева. Данные преобразователи могут успешно использоваться в устройствах отклонения электронных лучей, фотоэлектронных умножителях и других применениях, где необходим высоковольтный изолированный источник питания. Регулируемые конверторы отличаются высокой стабильностью выходного напряжения (независимо от нагрузки ±0,2% для моделей с одним выходом и ±0,4% для сдвоенных).
     Преобразователи серий M, MV и MR предназначены для военных применений, соответствуют требованиям стандарта MIL-STD-883 и могут работать в расширенном диапазоне рабочих температур от –55 до +85°C. Высоконадежные DC/DC-преобразователи с расширенным диапазоном входных напряжений (например 5 - 60 В, 70 - 170 В) имеют гальваническую изоляцию вход/выход 1500 В постоянного тока и КПД более 80%.
     Отличительные особенности низкопрофильных DC/DC-преобразователей PICO Electronics:
          • использование высоконадежных герметичных корпусов;
          • входное напряжение 5, 12, 15, 24, 28 или 48 В;
          • наличие изоляции вход/выход;
          • сопротивление изоляции более 100 МОм при напряжении от 500 В постоянного тока;
          • диапазон рабочих частот 20 - 40 кГц;
          • наличие защиты от короткого замыкания.

МОЩНЫЕ DC/DC-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО И ВОЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ
     Высоковольтные DC/DC-преобразователи с изолированным выходом отличаются широким диапазоном входных напряжений, точной регулировкой выходного напряжения и малым уровнем пульсаций на выходе (табл. 2, 3). Безопасное функционирование обеспечивается наличием встроенных защит от перегрева, перегрузки по току, пониженного и повышенного входного напряжения, короткого замыкания на выходе. Ряд других ключевых особенностей (возможность удаленного включения/отключения, наличие встроенного источника опорного напряжения и отсутствие оптической развязки) позволяет использовать данные преобразователи в аппаратуре АСУ ТП, тестовом и телекоммуникационном оборудовании и в других промышленных и военных устройствах. DC/DC-преобразователи с фиксированной рабочей частотой 100 кГц имеют функцию параллельного соединения модулей, полезную при построении мощных источников питания.

Мощные DC/DC преобразователи PICO Electronics для промышленного и военного применения
     Мощные преобразователи с военной приемкой имеют расширенный диапазон входных напряжений и один либо два регулируемых выхода. Все компоненты, входящие в состав преобразователей, тестируются на соответствие стандартам: трансформаторы - MIL-PRF-27; конденсаторы - MIL-C 55365/4, MIL-C 39003/03, MIL-C 20/27E и MIL-C 39014/05; резисторы - MIL-R-39017и MILR-22097. Герметичность корпуса проверяется по стандарту MIL-STD-883. Данные конверторы не требуют установки внешних компонентов, позволяя тем самым экономить место на печатной плате.
     Особенности мощных DC/DC-преобразователей PICO Electronics для промышленного и военного применения:
          • высокий КПД (до 90%);
          • малый уровень выходного шума;
          • малые габаритные размеры;
          • электрическая прочность изоляции вход/выход 2500 В;
          • герметичный корпус;
          • два изолированных выхода;
          • наличие встроенных защит от короткого замыкания, перегрева, повышенных и пониженных входных напряжений;
          • отсутствие необходимости во внешних компонентах;
          • возможность дистанционного включения-выключения;
          • фиксированная рабочая частота 100 кГц;
          • диапазон рабочих температур от -55 до +85°C.
     Кроме того, практически у всех моделей есть ряд полезных при эксплуатации функций:

     Подстройка значений выходного напряжения
     У большинства моделей существует возможность дополнительной регулировки значений выходного напряжения на ±5% или ±10% при помощи резистора, помещаемого между выводами Trim, Trim Up и Trim Down (рис. 1). Это обеспечивает получение нестандартных выходных напряжений. Типовые значения сопротивлений представлены в таблице 4. Для быстрой подборки требуемого резистора рекомендуется использовать многооборотные потенциометры, а сам регулировочный резистор располагать как можно ближе к выводам преобразователя для уменьшения влияния на результат паразитной индуктивности.

Подстройка выходного напряжения DC/DC-преобразователя при помощи внешнего резистора

     Параллельное включение DC/DC-преобразователей
     DC/DC-преобразователи PICO Electronics имеют функцию параллельного включения. Параллельное включение модулей применяется для увеличения выходной мощности. В случае построения систем с резервным источником питания требуется применять диоды Шоттки, как показано на рис. 2. Модули с данной функцией отличаются наличием префикса P в наименовании, например PA5SP, PB5SP, PC5SP, PD5SP.

     Дистанционное включение/отключение DC/DC-преобразователей
     При помощи вывода Shutdown осуществляется дистанционное включение/отключение преобразователей (рис. 3). Эта функция полезна в устройствах с резервным питанием либо при необходимости определенной последовательности включения модулей.

Схемы параллельного подключения и дистанционного управления DC/DC преобразователями PICO Electronics

      Защита от перегрузки
     Каждый DC/DC-преобразователь имеет встроенную защиту от перегрузки по току (10–20% выше максимального значения).

AC/DC-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
     Изолированные AC/DC-преобразователи рекомендуются для ответственных применений в жестких условиях эксплуатации (табл. 5). Универсальный входной диапазон (85 - 265 В переменного тока, 47 - 440 Гц), изолированные выходные напряжения 3,3 - 48 В, мощность до 300 Вт - все эти характеристики подходят для оптимального решения большинства задач организации питания. Все компоненты имеют защиту от длительного короткого замыкания, не требуют установки внешних конденсаторов, внешнего теплоотвода и способны надежно функционировать при температурах от -25 до +70°C без ухудшения электрических характеристик.

AC/DC-преобразователи PICO Electronics
     Особо стоит отметить серию AC1 со встроенным корректором коэффициента мощности. Полностью герметичные модули способны работать в жестких условиях окружающей среды, имеют ККМ 0,99 и значительно экономят требуемое на печатной плате место. Уровень выходного шума не превышает для различных моделей 75 - 480 мВ.
     Отличительные особенности AC/DC-преобразователей PICO Electronics:
          • температурный коэффициент выходного напряжения не более 0,02%/°C;
          • частота преобразования 40 - 800 кГц;
          • электрическая прочность изоляции 100 МОм при напряжении 1200 В;
          • нестабильность выходного напряжения не более ±1%;
          • малый уровень выходного шума;
          • наличие дополнительного экранирования.

КОРРЕКТОРЫ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ
     Необходимость соблюдения международных стандартов, определяющих ограничения по максимуму коэффициента гармонических искажений для устройств с питанием от сети, означает, что применение технологии корректировки коэффициента мощности является ключевым аспектом для разработчиков источников питания (табл. 6).
     Модули ККМ PICO Electronics отличаются универсальным входным диапазоном 85–265 В переменного тока и соответствуют требованиям стандарта IEC 1000-3-2 по коэффициенту нелинейных искажений. Модули серий UAC, UACHV и AC1, помимо корректора, содержат AC/DC-преобразователи. Серии LPHA-1 (250 Вт) и PHA-1 (500 Вт) позиционируются для совместной работы с высоковольтными DC/DC-преобразователями серий LPD, PD и HPD компании PICO Electronics. Совместное использование данных компонентов позволяет получить напряжение питания в диапазоне 3,3 - 350 В для решения различных задач.
     Отличительные особенности корректоров коэффициента мощности PICO Electronics:
          • соответствие требованиям стандарта EN/IEC 61000-3-2;
          • коэффициент коррекции мощности 0,99 (при нагрузке 50-100%);
          • электрическая прочность изоляции 100 МОм при напряжении 1200 В;
          • нестабильность выходного напряжения не более ±1%;
          • малый уровень выходного шума;
          • наличие дополнительного экранирования;
          • КПД не менее 90%.

Корректоры коэффициента мощности PICO Electronics

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
     Продукция известных производителей электронных компонентов, доступная в настоящее время на рынке, имеет широкую номенклатуру, зачастую схожие рабочие характеристики и традиционно высокое качество. Поэтому при выборе требуемой элементной базы разработчики вынуждены обращать внимание на преимущества использования того или иного компонента, а также на наличие нестандартных комплектующих, подходящих для решения конкретных задач.
     К конкурентным преимуществам продукции компании PICO Electronics относятся:
          • широкий спектр продукции, позволяющий потребителям подобрать компоненты для решения практически любых задач;
          • высокое качество и долговременная надежность изделий, подтверждаемая высоким спросом на компоненты при разработке различного военного оборудования;
          • ориентация компании на производство компонентов для использования в жестких условиях окружающей среды;
          • наличие продукции, не имеющей аналогов, либо с редко встречающимися рабочими параметрами.
     Среди таких устройств в первую очередь следует отметить высоковольтные DC/DC-преобразователи с выходным напряжением (до 10 кВ), в несколько раз превышающим значения традиционных модулей (ближайшие аналоги от компании Traco имеют выходное напряжение до 2 кВ). Также производителей электроники может заинтересовать возможность применения DC/DC-модулей с высоковольтным входом (100 - 180 либо 200 - 380 В). Кроме того, большой интерес представляют трехфазные ККМ с выходной мощностью до 2 кВт.

Авторизированным партнёром PICO Electronics в России является Компания КВЕСТ.

Продукция, выпускаемая PICO Electronics