Здравствуйте. Я не спец в силовой электронике, поэтому сразу помидорами закидывать не надо. Вопрос такой. В новое изделие требуется разработать изолированный DC/DC конвертер из 12 в 12 В, мощность 110 Вт. Есть очень жёсткие ограничения по размерам - плата 100 на 160 евромеханика, высота компонентов не более 35 мм. Также заданы жёсткие ограничения на кондуктивные и эфирные радиопомехи - для оборудования класса Б. Сама плата должна быть установлена в закрытый корпус без вентиляции. Ресурс не менее 40000 часов. Все наши разработчики в голос заявляют - это создать нельзя. Так ли это?

Да, им нельзя. Лучше купить готовый или заказать тем, кому можно.

Это чисто экономический вопрос.
Ресурс хороший. "Чистота" от помех. Корпус металлический. Всё это означает приличную цену.

Цена-это вопрос номер два. Как это сделать-вот интересующий вопрос.

А что тут размышлять. Ищите готовые. Или пишите ТЗ и ищите исполнителя.

При хорошем металлическом корпусе - на пределе по теплу. Но это должна быть не декорация с перфорацией, а теплоотвод.
И если это стоит впритык к другому модулю, то плохо. Нужна свободная конвекция воздуха или продувеа в составе крейта.
А размеры - вполне подъемно.

купить
http://www.tracopower.com/DC-DC-Converters.206.0.html

Сейчас сижу с ноутбуком, у которого блок питания 65 Вт с удельной мощностью 458 Вт/дм куб, и это наверняка не рекордный показатель. Требуется же изготовить источник с удельной мощностью 196 Вт/дм куб. Может удастся и без дополнительного охлаждения, правда неизвестен рабочий диапазон температур окружающей среды.

Корпус нужен из профиля с оребрением. И КПД побольше, 85+. Ничего выдающегося. Размеры просторные.
Но, насколько я понимаю, ТС хочет сделать сам. Это проблема.

Это не проблема, это жизнь. Есть специфические требования, т.к. система связана с безопасностью на транспорте.


Конвекции не будет это факт-места мало. Возможен теплоотвод на стенку крейта. С тепловыми трубками никто не работал?

Огромный корпус, масса места для присоединения тепловыделяющих компонентов.
Немного плохо то, что изолированный, из-за помех в основном.
Но решаемо.
В чем проблема, вообще?
мощность мизерная, входное напряжение низкое...

Ах, да....Сложность в том, что религиозные убеждение не позволяют нанять того, кто реально эту задачу решит
как следует.
В действии все тот же старый и в глобальном масштабе полезный принцип :
"Создавать себе трудности, чтобы после героически их преодолевать."

И тогда удачи тредстартеру - если он начнет решать эту задачу,
и даже не решит, но приложит усилия, то возможно через время нашего полку прибудет.
Он научится и станет специалистом.
и когда он станет специалистом - тоже нормальный заказчик поручать работу будет не ему.
А новичкам.
Круговорот, однако...


"И новым матерям и женам настанет свой черед рыдать
А мы не сеем и не пашем, за этом можно все отдать" (с)

Т.е. я правильно понимаю, что при
сразу будете делать DCDC, отвечающий за безопасность людей?
Смело.

делать буду не я. я буду убеждать делать.


такая позиция хороша для разовых заказов. будет серия, и хочется надеяться что долгая серия. а кто в производстве будет сопровождать? тоже парень со стороны?

Правильно ваши разработчики говорят, хотя вы и не все цифири ТЗ обнародовали. Это только здешние крутые "спецы" всё могут, но, пмсм, только на словах.

На Вас непохоже...
Вы правы, что "те кто называют себя спецами, обычно точно знают, почему нельзя сделать даже то , что уже сделано" (с) Г.Форд старший.
"Потому я никогда не беру на работу чистокровного специалиста"© он же...

Но маломощный источник всего на 5 лет работы - точно невозможно?



Важен принцип.
Он сродни вере - в аргументах не нуждается.

Не. 5 лет работы не сделает НИКТО в мире. По крайней мере так, как себе традиционный источник большинство представляет.
Но сделать так, чтобы через 5 лет 90% источников еще были живы - вполне подъемно.
Правда для старта, без опыта, такой источник сделать достаточно проблемно. Если серия 10-20 шт, то приискать бы готовый.
Ну и совсем ничего не сказано о допусках напряжений и тепературе при эксплуатации. Это может коренным образом поменять все оценки.

Ну почему же? Полагаю, что и вы прекрасно знаете, что подавляющее большинство посетителей подобных тусовок, это губители радива, ымбеддеры и те кто "из бывших". Поэтому, обращаться сюда за халявной консультацией по серьёзному вопросу, пмсм, не есть правильно.

Разработка не из легких, особенно если тебуется соблюдать стандарты, классы. Потребует прилично времени и денег. Сегодня экономически выгоднее купить. Зависи тот объема заказа и потребности.
Но если объемы заказа большие собственное производство может быть востребованным, также если потребуется развивать это направление и далее.
Хотя с инженерной импульсной схемотехники этап пройденный. Много производителей предлагают аналогичные изделия. Если смысл изобретать "паравоз" если его можно купить?

Причем нужно учесть что для транспорта его еще сертифицировать надо. (где то автор топика вскользь это упомянул).

Для ясности добавляю. Изделие разрабатывается для применения в сигнальных системах железнодорожного транспорта. По ОСТ32.146-2000 относится к особо ответственным изделиям, что автоматом даёт ресурс не менее 40000 ч. Условия применения всего комплекса аппаратуры УХЛ4. Никто так и не ответил на вопрос по опыту применения тепловых трубок.

Да потому что для таких характеристик они нафиг не нужны.
Более важный вопрос - какова будет стабильность входного напряжения и какова необходимая стабильность выходного напряжения.

Расскажите все же, каков ответ на совершенно уместный уже звучавший вопрос - какие допуски на входное и выходное напряжения. А также, какие требования к изоляции между входом и выходом. От этого принципиально зависит

Трубки решают вопрос внутренней теплопередачи - с некоторых элементов на корпус, что вроде и так не является серьезной проблемой. Более важный вопрос - отвод от корпуса, или Вы именно его хотите трубками?

Давайте все-таки упорядочим и уточним..
1. поймем, что тепловая трубка всего лишь неплохой проводник тепла, но не его поглотитель. Сама по себе она не охлаждает.
2. нет ли тут смешивания понятий "ресурс" и "вероятность безотказнй работы"?
Ресурс 40000 часов - тривиальная задача. Сломается изделие через год - не беда, починят, еще пару лет поработает. Наконец, когда платы, пайки, электролиты превратятся в труху, не подлежит изделие больше ремонту - вот и выработан ресурс.
А если нужно чтобы через 40 тыс часов из 1000 источников гарантировано работало и стреляло из любого положения 995 или 997 шт, то вряд ли эта задачка тут решаема и вообще решаема в некоторых странах. Уплыло это лет 20 назад, безвозвратно.

Под понятием "ресурс" имеется в виду Тср - средняя наработка до отказа. Данный показатель устанавливается для изделий, не восстанавливаемых в месте применения (восстановление работоспособного состояния изделия осуществляется Изготовителем или в аттестованном им сервисном центре) - определение по ОСТ32.146.
По тепловой трубке - был вариант использовать её как проводник тепла от нагретых элементов на плате до корпуса крейта. Конвекция будет затруднённой.
Диапазон входного напряжения от 10 до 16 В, выходного 12 В +-10%.
Требования к изоляции - должна держать без пробоя и перекрытия 300 В переменного тока частотой 50 Гц.

Ваши разработчики аргументировали свой ответ?
Зачем применять тепловые трубки, не проще нагревающиеся элементы закрепить на радиаторе (корпусе)?

Я, думаю, подтвердить свой ответ аргументами они не смогут.
Для повышения надежности, в крайнем случае, есть дублирование, троирование с холодным включением и.т.д.
Если проблемы с электролитами, то есть топологии, где больших емкостей вообще не нужно, достаточно долей мкФ, тем более что это DCDC с малым диапазоном изменения входного напряжения. Просто они не сталкивались с такой задачей, вот еще и не подумали как сделать.
А на 12 В при 100Вт получить кпд менее 0.9 при разбросе входного напряжения +-20% - это нужно сильно постараться.

Вы, уважаемый, видимо телепат и видите ограничительный перечень, с которым работают потерпевшие?

Ага, пятая-

Да еще с УХЛ4

Т.е. 40 тыс часов - средняя наработка на отказ?
Непросто, но можно. Входной контроль компонентов и жесткие приемосдаточные с контролем не только вход-выход, но и промежуточных точек.

из своего опыта общения с железнодорожной электроникой, мне очень странно, как железнодорожники:
а) согласны на использование ИИП
б) выделили на источник питания столько мало объема.

Да, человечество запросто справится с этой задачей. Но с железнодорожными многократными запасами, мне кажется, должен быть втрое бОльший объём.

ЖД - это сугубо консервативная структура, все новшества им очень туго даются. А тут - суровый ИИП, в таком объёме... очень сурово.

На самом деле, люди могут всё. Даже летать. Просто пока не знают, как это делается.

Обычно, они легко компенсируют это литым из чугуна шкафом со стенками в три пальца.

Больше всего волнений доставляет не мощность и даже не ресурс. Источник должен быть малошумным. Класс Д6 по помехоэмиссии по ОСТ32.146-2000. Эмиссия радиопомех должна быть в пределах кривой 1.

А есть электролиты на 40000 часов? У Панасоника максимум - 10000 часов: EEUEB1E...

в зависимости от температуры и величины тока пульсации может быть и 50000. есть у Vishay и Epcos.

Отож. Тутошние господа спецы-шапкозакидатели на словах таки всё сваять могут, а вот на деле-вряд ли.

Хм... Я бы, все же, подумал о керамике: AVX - SMPS Stacked MLC..

PS. SMPS.

спасибо, посмотрю

спасибо за информацию, нужно будет посмотреть с приёмкой ОТК

Поскольку лиапазоны напряжений невелики, кажется, эффективно было бы использовать распараллеливание источников в противофазе - уже ослабление пульсаций от порядка до двух.
Я спрашивал про напряжение изоляции - она определяет толщину изоляции трансформаторов и индуктивность рассеяния. При 300В вроде все проходимо. Но, правда, если речь идет о сетевых напряжениях - там еще бывают синфазные помехи до киловольт - не нужно ли и на них рассчитывать.

Скорее всего, это субподрядчики загнали себя в такие рамки. Разработчики какого - того нового оборудования пытаются уложиться в меньшие габариты, уровни помех по сравнению с уже существующим оборудованием. Рынок, понимаешь, с его суровыми законами.

Питание от аккумуляторной батареи, выбросов вроде быть не должно. Поясните про распараллеливание, не понял сути.

Может у Vicor есть что-то подходящее?

Сегодня есть сотни производителей подобных модулей. Например, у фирмы Calex есть изделие 24S12.8HEW, у фирмы Cincon есть CHB100W-24S12
А что касается помех, то можно добавить к модулям П-фильтры

Будут.
Или батарея отвалится, или зарядка ее перезарядит.
Хоть когда да случится.
Лучше, чтобы вольт до 70 хотя бы не горело.
Работать не обязательно, можно блокироваться.



Нужно обычно. Как правило, очень нужно. Киловольт примерно до трех.
Не удивился бы, если для транспорта больше.

Не беда. В свете грядущих инноваций, появятся конкретные разработчики.

LOL

Эти не смогут здесь жить. Они без суши-шмуши, сакуры-шмакуры не бойцы.
Да и сопьются моментально. Наше саке забористей будет.

Господа! Не отвлекаемся! Модератор.

На примере обратноходового: допустим, трансформаторы 1:1, и при равных входном и выходном напряжениях равны времена прямого и обратного хода. Делаем два преобразователся, синхронные в противофазе, получаем пульсации в несколько раз меньше при той же частоте.
Для резонансных схем, как думаю, можно вообще получить теоретический ноль (а реально - больше порядка ослабления), но не знаю, насколько сложно их синхронизировать.

Для нуля - резонансные должны быть трехфазными.
Лучше квазирезонансный двухфазник с пилообразным током, при хорошей балансировке, там, действительно, почти нуль пульсаций по входу и выходу получить можно. Я по крайней мере, получал десятки микровольт.

Гниловатый скептицизьм, дружище. Кривая в децибелах. Не вижу особых проблем по этой теме. Тем более, что при таких размерах и мощности можно спокойно питало наглухо замуровать в экран. Толщины более чем хватает. Вот если бы был 17мм профиль, тогда да, непросто.
Впрочем, коллега asdf уже отписал.
Да ещё ж, он получал микровольты пульсаций, а тут нужно получить милливольты ЭМИ на измерительной антенне, а это на порядки больше, и без резонансов вполне достижимо.

интересно , зачем топикстартеру такой низкий уровень помех. Для семафора ? если система будет сбоить при 100 мкВ/м от средневолнового передатчика соседнего района, то пожалуй надо будет перестать ездить поездом после внедрения таких штучек на ЖД.