Космический DC-DC преобразователь, 100VDC->27V@5A или ->27V@60A Опции

[Waso]

Здравствуйте.

Появилась задача разработать преобразователь напряжения для космического аппарата. Входное напряжение - 100В +-5%, постоянка. Выходное - 27В (регулировка от 24 до 30). По мощности нужно предложить два варианта: на выходной ток 5 и 60 А. Гальваническая изоляция не обязательна. ЭРИ в пластиковых корпусах нельзя, желательно только Россия и вообще если микросхемы - то только рад-стойкие. Диапазон температур минус 40 плюс 60 грд.Ц. Понятно, что нужна устойчивость к космической радиации. Орбита не высокая, 600км - до радиационных поясов далеко, но спец.фактор действует.

Опыта по импульсным преобразователям у меня мало. (не волнуйтесь, т.к. тема серьезная, соотв. ОКР был поставлен в нужный НИИ опытным дядям, а моя разработка идет только как подстраховка) Такчто прошу сильно не ругать, если скажу глупость.

Свои соображения:

Для 5-амперного думаю попробовать собрать Step-Down на полевике. Можно даже использовать N-канал. Затвор подтянуть резистором к истоку и через конденсатор подать "снизу" модулирующий сигнал амплитудой 20В (есть опыт работы с 2П769Е91 - у него пороговое не более 4В, но полностью открывается он ближе к 10В). Если знаете отечественные полевики, которые полностью открываются хотябы при 5В на затворе - пожалуйста сообщите.

Как проще всего организовать ШИМ с подстройкой скважности на рассыпухе без операционников?

Для мощного 60-амперного варианта наверное не обойтись без трансформатора.
На какую максимальную частоту преобразования можно рассчитывать с современной российской элементной базой?
Насколько выгоднее по КПД полный мост по сравнению с полумостом и емкостной средней точкой?

[Corner]

Скважность блокинг генератора зависит от соотношения напряжений на входе и выходного. В данном случае будет три такта отдачи (25 Вольт) и один такт набора (75 Вольт) энергии в индуктивности. Частота зависит от нагрузки, если нагрузка меньше минимальной. Если нагрузка в диапазоне толерантности, частота практически не меняется.
Заказчика можно понять. Герметичные блоки теряют герметичность, взрываются (как хомячки) в вакууме.

Сообщение отредактировал Corner - Feb 14 2017, 08:34

[novikovfb]

Герметичные блоки теряют герметичность

потому что ничего абсолютного быть не может, как и абсолютной герметичности, всегда будет утечка

взрываются (как хомячки) в вакууме.

бред. Просчитать прочность корпуса - святая обязанность конструктора, тем более, давление всего 1-2 атм.

[Herz]

бред. Просчитать прочность корпуса - святая обязанность конструктора, тем более, давление всего 1-2 атм.

Давайте без грубостей. Кстати, а две-то откуда?
Я с космосом дела не имел, но вот интересно: электролитические конденсаторы в таких устройствах применимы? Какие?

[Corner]

Я с космосом дела не имел, но вот интересно: электролитические конденсаторы в таких устройствах применимы? Какие?

Электролиты для вакуума это отдельные семейства. Как правило, у них и корпус из более толстого металла, и уровень кислотности ниже (в следствие, удельная емкость то же ниже), и сверху еще полимерная пленка. Полимерная пленка, как правило, из сшитого радстойкого полимера.

это еще надо постараться найти внутри керамического или металлокерамического корпуса транзистора шаровые разрядники, там напыленные на кристалл полоски и тонкие проволочки, а напряженность поля около острых краев может возрастать многократно. Для создания проблем достаточно относительно небольшой утечки через тлеющий разряд между стоком и затвором.

Для космоса корпуса совсем другие. Под поверхностный монтаж, с разнесенными на разные углы затвором и истоком. Ранее применялись в металлическом корпусе с остеклованными точками разварки и выводами. Обычные корпуса типа ТО-220 и им подобные для космоса совсем не подходят.

Танталовые конденсаторы работают в вакууме без особых проблем. В ТУ обычно пишут допустимые условия эксплуатации, пониженное атмосферное давление 10-6 мм. рт. ст. - необходимое условие допуска в космос..

В вакууме да. В космосе обычные танталы рассыпаются через 1... 2 года от радиации. Если в ТУ нет слов про спецфакторы (УС), то для космоса, как и для авиационной техники класса истребитель, эти конденсаторы не подходят.

Сообщение отредактировал Corner - Feb 15 2017, 11:08

[novikovfb]

Электролиты для вакуума это отдельные семейства. Как правило, у них и корпус из более толстого металла, и уровень кислотности ниже (в следствие, удельная емкость то же ниже), и сверху еще полимерная пленка. Полимерная пленка, как правило, из сшитого радстойкого полимера.

Для космоса корпуса совсем другие. Под поверхностный монтаж, с разнесенными на разные углы затвором и истоком. Ранее применялись в металлическом корпусе с остеклованными точками разварки и выводами. Обычные корпуса типа ТО-220 и им подобные для космоса совсем не подходят.

В вакууме да. В космосе обычные танталы рассыпаются через 1... 2 года от радиации. Если в ТУ нет слов про спецфакторы (УС), то для космоса, как и для авиационной техники класса истребитель, эти конденсаторы не подходят.

Можно примеры, что подходит по электролитам и транзисторным корпусам?
К53-56А с его стойкостью К1=2х3У - обычный тантал или не обычный?