Технические условия на преобразователи напряжения статические

Настоящие технические условия (ТУ) распространяются на преобразователи напряжения электрические статические серий DC-DC: AS1/4, AS1, AS2, AS3, AS5, AS6, AS10, AS500R,  AS1000R, AS2000R; серий АC-DC: AS3, AS5, AS6 (далее по тексту - «преобразователи, изделия») производства ООО «ХХХ», Россия.

Преобразователи напряжения статические используются в качестве элементной базы для монтажа плат для телекоммуникационной аппаратуры, вычислительных машин и их блоков.

Изделия серий DC-DC предназначены для преобразования одного номинала напряжения постоянного тока в другой.

Изделия серий АC-DC (выпрямители) предназначены для преобразования напряжения  переменного тока в постоянный.

Все основные параметры, которые характеризуют работу DC/DC-преобразователей, можно разделить на две основные группы: эксплуатационные и точностные.

К наиболее важным эксплуатационным параметрам можно отнести:

Допустимый диапазон входного напряжения.

Выходную мощность преобразователя.

Коэффициент полезного действия.

Электрическую прочность изоляции.

Номинальное значение выходного напряжения.

Максимально допустимый ток нагрузки.

Допустимый диапазон рабочих температур.

Минимально допустимую нагрузку.

Показатели надежности.

К точностным параметрам относятся следующие:

Точность установления выходного напряжения.

Величина пульсаций выходного напряжения.

Нестабильность по первичной цепи.

Нестабильность по нагрузке.

Температурный коэффициент напряжения.

Большинство DC/DC-преобразователей имеют ряд дополнительных функций, расширяющих возможности их применения.

Дистанционное управление преобразователем. Данный вход иногда еще обозначают как «On/Off» или «Shutdown». Вход позволяет отключить выходной каскад от нагрузки, то есть выключить преобразователь. Вход может использоваться для организации определенной последовательности включения-выключения источников питания, входящих в сложную систему электропитания. Вход также может использоваться для аварийного отключения нагрузки при нештатных ситуациях. В большинстве моделей преобразователей вход дистанционного управления, оставшийся неподключенным, эквивалентен режиму включения, но, тем не менее, желательно подключить его к «плюсу» или «минусу» входной цепи в соответствии с требованиями производителя.

Регулировка выходного напряжения. Некоторые модели преобразователей имеют дополнительный вход регулировки. К этому входу при необходимости подключается потенциометр, изменение сопротивления которого определяет изменение выходного напряжения в некоторых пределах. Обычно этот вход используется, если на проводах, подводящих питание к нагрузке, падением напряжения нельзя пренебречь. Тогда регулировка выходного напряжения позволяет компенсировать потери на проводах и довести до нагрузки напряжение требуемой величины.

Возможность параллельного и последовательного включения. Подавляющее большинство моделей преобразователей допускает параллельное и последовательное подключение нескольких источников. Если подобные операции по каким-то причинам недопустимы, то этот факт будет специально оговорен в документации производителя. Параллельное включение двух преобразователей применяется тогда, когда требуется увеличить выходной ток до величины, превышающей максимальное значение тока нагрузки одного модуля. Последовательное подключение используется для удвоения (или кратного увеличения) выходного напряжения. Методы, весьма популярные более 30 лет назад в условиях ограниченной номенклатуры советской элементной базы. В настоящее время, по личному мнению автора данной статьи, применение этих методов является очень спорным решением: линейка преобразователей любого серьезного производителя позволяет легко подобрать один модуль с требуемыми параметрами. Кроме того, во-первых, параллельное и последовательное включение снижают КПД каждого модуля, как по отдельности, так и в совокупности. Во-вторых, значения остальных количественных параметров (точность, пульсации, нестабильность по сети и по нагрузке) становятся непредсказуемыми. Поведение защитных механизмов также прогнозируется с трудом. Иными словами, если очень хочется использовать данные способы включения, то можно, но лучше обойтись другими решениями.

Защита от перегрузок по выходному току. Присутствует в подавляющем большинстве современных моделей преобразователей. Реализовано по одному из двух вариантов: отключению при перегрузке и переходу в режим стабилизации выходного тока. В первом случае, при превышении максимального значения выходного тока на 10…25% (зависит от конкретной модели преобразователя), происходит отключение нагрузки от выходного каскада, то есть, выключение источника. Во втором случае происходит фиксация уровня выходного тока на предельном уровне (уровень включения защиты), а выходное напряжение уменьшается до тех пор, пока выходная мощность не будет находиться в допустимых пределах.

Автоматический и ручной перезапуск. В случае отключения нагрузки требуется перезапуск устройства, то есть, его повторное включение. При ручном режиме источник, если сработала защита, остается выключенным сколь угодно долго до вмешательства оператора. Если предусмотрен автоматический перезапуск, то после отключения периодически измеряются параметры перегрузки по току или мощности. Если эти параметры нормализовались, то источник запускается в штатном режиме без участия оператора. Автоматический режим реализован в большинстве современных моделей. Соответственно, если защита построена по принципу стабилизации выходного тока, то перезапуск всегда автоматический: как только выходное напряжение повысится до номинального значения, происходит переключение в режим стабилизации выходного напряжения.

Защита от температурных перегрузок. Повышение температуры внутри модуля сверх предельно допустимых значений вызывает отключение нагрузки. При автоматическом перезапуске повторное включение модуля произойдет, как только температура снизится до некоторого порогового значения. В ручном режиме требуется вмешательство оператора.

Классификация DC/DC-преобразователей как законченных покупных изделий.

Первым и, вероятно, основным критерием для классификации является деление преобразователей на неизолированные и изолированные. В неизолированных преобразователях общий провод цепи входного напряжения является также и общим проводом выходной цепи напряжения. То есть, входной и выходной каскады преобразователя не развязаны между собой. Неизолированные импульсные преобразователи выполнены по одной из следующих топологий: понижающий (buck), повышающий (boost) или инвертирующий (buck-boost) преобразователь. В изолированных преобразователях цепи входного и выходного напряжения развязаны между собой посредством трансформатора, а цепь обратной связи развязана через оптопару. Используются следующие топологии: прямоходовой (forward), обратноходовой (flyback), полумостовой (half-bridge) и мостовой (full-bridge) преобразователи. Неизолированные модули применяются, как правило, в качестве PoL DC/DC-конверторов (Point of Load – точка нагрузки), то есть, для формирования электропитания конструктивного модуля не крупнее платы или отдельного компонента (процессора, микроконтроллера, FPGA, микросхем памяти). Основной причиной использования изолированных преобразователей являются требования электрической безопасности для различных областей применения (промышленные установки, медицинское оборудование, оборудование транспортных средств и т.д.). Иногда упоминают, что наличие гальванической развязки увеличивает стоимость преобразователя, и рекомендуют использовать изолированные преобразователи только при настоятельной необходимости. С этим трудно согласиться, поскольку разница в стоимости очень невелика (если она есть). Количественные характеристики изолированных преобразователей никак не ниже, чем неизолированных. И, наконец, никто не запрещает соединить общие провода входной и выходной цепей в изолированном преобразователе внешним проводником, если развязка не нужна. Номенклатура изолированных преобразователей значительно шире и нет никакой необходимости искусственно создавать ограничения в выборе модуля с требуемыми параметрами.

Второй признак классификации модулей - по конструктивному исполнению. Здесь имеет смысл принять за основу классификацию, которую использует компания Mean Well, поскольку продукция этой компании представлена во всех сегментах. Выделяют четыре класса преобразователей:

Модульного исполнения (Module Type).

Для монтажа на печатную плату (On Board).

Бескорпусные (PCB).

Корпусного (встраиваемого) типа (Enclosed Type).

Преобразователи модульного исполнения - наиболее широкий класс преобразователей. У каждого из рассматриваемых производителей линейка этих изделий включает несколько десятков семейств; более сотни серий, если учитывать различные диапазоны входного питания; около тысячи или более различных номеров изделий (partnumber). Несмотря на столь широкий спектр, модульные преобразователи унифицированы по типам корпусов, расположению и назначению выводов. Это позволяет, с одной стороны, без особых проблем улучшать технико-экономические параметры изделий за счет установки более эффективных модулей взамен модуля, выбранного на стадии разработки. С другой стороны - позволяет обезопасить серийное производство от возможных перебоев в поставках компонентов за счет значительного количества относительно эквивалентных замен. Диапазон выходных мощностей источников данного типа: 0,25…60 Вт.

Климатическое исполнение УХЛ, Т, категория размещения 3,4, 5 по ГОСТ 15150-69.

Пример записи изделий при заказе для внутреннего рынка:

«Преобразователи статические серии AS1WR-xxSxxG3

ТУ 4025-001-ХХХХХХХХ-2015».

При заказе изделий на экспорт запись производят в контракте.

Настоящие ТУ являются собственностью ООО «ХХХ» и не могут быть частично или полностью скопированы, тиражированы или использованы без разрешения владельца.

Перечень нормативных документов, на которые даны ссылки в данных технических условиях, приведены в приложении А.

Перечень средств измерений, необходимых для контроля и испытаний преобразователей, приведен в приложении Б.

Общий вид преобразователей приведен в приложении В.

1 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1.Преобразователи должны соответствовать требованиям настоящих технических условий, Руководства по эксплуатации, комплекта конструкторской документации и нормативных документов, утвержденных в установленном порядке.

1.1.1 Основные технические данные изделий представлены в таблице 1.

Таблица 1

Продолжение таблицы 1

Продолжение таблицы 1

Продолжение таблицы 1

Продолжение таблицы 1

Окончание таблицы 1

1.2.1 Покрытия выводов, предназначенных для пайки, не должны иметь просветов, через которые просматривается основной металл, коррозионных поражений, пузырей, отслаивания и шелушения. Допускается отсутствие покрытия на торцах выводов.

1.2.2. Внешний вид изделий должен соответствовать образцам внешнего вида и их описаниям, утвержденным в установленном порядке.

1.2.3. Масса преобразователей не должна превышать значений, установленных в КД на изделия.

1.2.4. Изделия должны быть герметичными.

1.2.5. Выводы изделий должны выдерживать без механических повреждений воздействие следующих механических факторов:

- растягивающей силы, направленной вдоль оси вывода;

- изгибающей силы - для гибких лепестковых, ленточных и проволочных выводов. Минимальное расстояние места изгиба вывода от корпуса указывают в стандартах или технических условиях на микросхемы

1.2.6. Выводы изделий должны обеспечивать способность их пайки при температуре (235±5) °С, (270±10) °С или (350±10) °С.

Преобразователи должны выдерживать воздействие тепла, возникающего при температуре пайки (260±5) °С или (350±10) °C.

Выводы изделий, подлежащие электрическому соединению пайкой, должны сохранять способность к пайке не менее 12 месяцев без дополнительной обработки.

1.2.7. Наружные металлические поверхности изделий должны быть коррозионностойкими в условиях хранения и эксплуатации, установленных настоящими ТУ.

1.2.8. Стекло (керамика) и спаи стекла (керамики) с металлом должны быть механически прочными и термически стойкими.

1.2.9. Наружные неметаллические покрытия и маркировка должны быть устойчивы к воздействию спиртобензиновой смеси.

1.2.10. Обозначение выводов должно соответствовать электрической схеме, приведенной в Руководстве по эксплуатации.

1.2.11. Изделия должны быть трудногорючими. Преобразователи не должны самовоспламеняться и воспламенять окружающие их элементы при воздействии аварийных электрических перегрузок.

1.3. Требования к электрическим параметрам и режимам

1.3.1. Электрические параметры изделий приведены в таблице 1

1.3.2. Электрические параметры микросхем в течение наработки при условии их эксплуатации в режимах и условиях, указанных в ТУ, должны соответствовать нормам, установленным в КД на изделия конкретных серий.

1.3.3. Электрические параметры изделий в течение срока сохраняемости при хранении их в условиях, указанных в ТУ, должны соответствовать нормам, установленным в КД на изделия конкретных серий.

1.4.Изделия должны быть механически прочными и сохранять свои параметры в процессе и после воздействия на них механических нагрузок в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2

Окончание таблицы 2

1.5. Требования к устойчивости при климатических воздействиях

1.5.1. Изделия должны быть устойчивы к климатическим воздействиям и сохранять свои параметры в процессе и после воздействия на них следующих климатических факторов:

а) пониженной рабочей температуры среды, выбираемой из ряда: минус 10, минус 25, минус 45, минус 60 °С и пониженной предельной температуры среды минус 60 °С;

б) повышенной рабочей температуры среды, °С, выбираемой из ряда: 70, 85, 100, 125;

повышенной предельной температуры среды, °С, выбираемой из ряда: 85, 100, 100, 125;

в) изменения температуры среды в пределах от повышенной предельной температуры среды до пониженной предельной температуры среды;

г) относительной влажности не более 98% при температуре 35 °С без конденсации влаги;

д) атмосферного пониженного давления 26664 Па (200 мм рт.ст.);

е) атмосферного повышенного давления до 294199 Па (3 кгс/см²).

Примечания:

1. Для тепловыделяющих преобразователей в стандартах или технических условиях на изделия конкретных серий указывают предельно допустимую температуру верхней со стороны монтажа поверхности корпуса (теплоотвода).

1.5.2. Изделия должны быть устойчивы к воздействию повышенной влажности воздуха (длительное воздействие), соляного тумана и среды, зараженной плесневыми грибами.

1.6. Требования к надежности

1.6.1. Требования к надежности - по ГОСТ 25359 и настоящих ТУ.

1.6.1.1. Наработку изделий в режимах и условиях, установленных настоящими техническими условиями, должна быть не менее 50000 ч.

1.6.2. Гамма-процентный срок сохраняемости изделий при хранении, должен выбираться из ряда: 6; 8; 10 лет при заданной вероятности.

1.7. Требования к комплекту поставки

1.7.1  В комплект поставки входят:

- преобразователи статические (наименование серии  в зависимости от заказа);

- инструкция по эксплуатации;

- упаковочный лист.

1.8. Требования к маркировке

1.8.1. Маркировка изделий - по ГОСТ 30668.

На каждом изделии должны быть отчетливо нанесены:

- товарный знак (код) предприятия-изготовителя;

- обозначение серии (типономинала) изделия;

- дата изготовления (год, месяц) или код;

- порядковый номер сопроводительного листа (допускается наносить на дно корпуса и/или на сопроводительную документацию, и/или на тару (потребительскую, индивидуальную или групповую);

- обозначение настоящих технических условий.

1.8.2. Если габаритные размеры и конструкция изделий не позволяет наносить маркировку непосредственно на преобразователь, то маркировку наносят на индивидуальную или групповую тару.

1.9 Требования к упаковке

1.9.1 Упаковка изделий должна соответствовать ГОСТ 23088.

При реализации через торговую сеть количество изделий в потребительской групповой таре должно соответствовать одному из значений ряда: 5, 10, 20, 40, 50, 100, 200 шт.

1.9.2. Состав элементов упаковки (потребительская тара, индивидуальная или групповая, дополнительная тара, транспортная тара) устанавливают индивидуально на преобразователи конкретных серий в контракте на поставку.

Потребительская тара, индивидуальная или групповая, дополнительная тара, транспортная тара, детали и материалы, применяемые для упаковывания изделий, должны соответствовать утвержденной конструкторской документации.

1.9.3. Конструкция упаковки изделий должна допускать возможность изъятия из групповой тары части преобразователей с сохранением защитных свойств этой тары для оставшейся части изделий.

1.9.4. К упакованным изделиям должны быть приложены этикетки.

1.9.5. Маркировка тары должна соответствовать ГОСТ 30668.

При реализации изделий через торговую сеть на транспортной таре с торцевой стороны любым способом должны быть нанесены данные, содержащиеся в упаковочной ведомости.

1.9.6. При упаковывании изделий в несколько единиц транспортной тары, поставляемых в один адрес, тару нумеруют дробным числом: в числителе указывают порядковый номер тары, в знаменателе - общее количество единиц тары. В тару, пронумерованную первым номером, должна быть вложена свободная ведомость или инструкция по упаковыванию и изъятию изделий из упаковки. Сводная упаковочная ведомость должна содержать все данные, приведенные в упаковочных ведомостях каждой единицы транспортной тары, а также число единиц транспортной тары и общее число преобразователей (по сериям).

1.9.7. Транспортная тара с упакованными изделиями перед ее закрытием должна быть проверена техническим контролем.

При нарушении требований к упаковыванию, преобразователи подлежат переупаковыванию.

8 ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

8.1 Изготовитель гарантирует соответствие изделий требованиям настоящих ТУ при соблюдении режимов и условий эксплуатации, правил хранения и транспортирования, установленных настоящими ТУ.

8.2 Гарантийный срок хранения - 6, 8, 10 лет со дня изготовления.

8.3 Гарантийная наработка - не менее 50000 ч со дня ввода в эксплуатацию.

8.4 Гарантийный срок эксплуатации при поставке в торговую сеть - 12 месяцев со дня розничной продажи в пределах гарантийного срока хранения.