Energiagazdálkodási megoldások légi és védelmi alkalmazásokhoz

Az Analog Devices széles körű „antenna to bits” (egyre közelebb az antennához – a jel lehető legkorábbi digitalizálása) megoldások portfóliója jelentősen hozzájárul a korszerű repülőgépek, űrrendszerek és védelmi platformok működéséhez. Az ADI alkatrészek és a nagy teljesítményű jelláncmegoldások nagymértékben integráltak a méret, a súly és az energiaigény csökkentése érdekében. Az eszközök optimális teljesítményéhez alacsony zajszintű és nagy hatékonyságú energiagazdálkodási megoldásokra van szükség.

A légi és védelmi áramellátó rendszerek Power by Linear™ termékeit úgy tervezték, fejlesztették és tesztelték gyárilag, hogy megfeleljenek a robusztus rendszerek teljesítményi és megbízhatósági előírásainak vagy meghaladják azokat. A termékek széles választéka a nagy teljesítménysűrűség, a magasfokú hatékonyság, az alacsony EMI-teljesítmény és a könnyű használat egyedülálló kombinációit tartalmazza. Az ADI teljesítményeszközeinek portfóliója két fő kategóriára oszlik: az energiaszabályozásra, valamint a monitorozásra, ellenőrzésre és védelemre. Ez a cikk néhány nagy megbízhatóságú energiagazdálkodási terméket emel ki, amelyek ideálisak a következő generációs légi és védelmi alkalmazásokhoz.

Termékelérhetőség

Az ADI-nél a termékeknek évjáratuk van, nem életkoruk. Az ADI Power by Linear termékek a megjelenés után is még évtizedekig elérhetők, és úgy gondolják, hogy az elavulást el kell kerülni. Ha ez nem kerülhető el, az ügyfeleket két évvel előre értesítik a JESD48A előírásainak megfelelő gyártásmegszüntetési értesítés útján. Az ADI továbbra is támogatja az ADEF (Aerospace and Defense) piac speciális igényeit, a régebbi termékek kivételesen hosszú távú támogatásával. (További információkért kérjük, olvassa el a termék életciklusára vonatkozó információinkat.)

100% gyárilag tesztelve

A légi és védelmi energiagazdálkodás megoldásai megkövetelik a megbízhatóságot még akkor is, ha zord környezeti feltételeknek vannak kitéve. Az ADI Power by Linear portfóliója továbbra is az iparág vezető minőségével és megbízhatóságával támogatja az ADEF energiagazdálkodási piac speciális követelményeit. Az LT, LTC, LTM és LTP előtagú termékek különböző hőmérsékleti fokozatokban állnak rendelkezésre, és a teljesítmény garantálása érdekében minden alkatrészt elektromosan 100%-ban tesztelnek szobahőmérsékleten az adatlap elektromos jellemzőinek határértékei szerint. Ezenkívül az adatlapon a külön jelzéssel (piros pont) kiemelt jellemzőket hideg és meleg hőmérsékleten tesztelik, az elektromos jellemzők határértékei szerint. Csak a „Zéró hiba” megengedett! (1. ábra)

1. ábra Meleg és hideg hőmérsékleten tesztelt jellemzők az adatlapon szereplő elektromos paraméterek határértékei szerint

A „katonai műanyag minőség” (MP-military plastic grade) egy kereskedelmi forgalomban kapható (COTS – „commercial off-the-shelf”) megoldás, garantált teljesítménnyel a katonai hőmérsékleti tartományban. Az MP kategóriájú eszközöket 100%-ban elektromosan tesztelik hideg és meleg hőmérsékleten; további vizsgálatokat, szoros folyamat közbeni szabályozásokat, hőmérsékleti ciklusokat is tartalmaznak a kezdeti meghibásodások kiküszöbölésére; ezenkívül fokozott megbízhatósági vizsgálatoknak is alávetik az eszközöket. Az eszközopciók kibővíthetők más hőmérsékleti fokozatok, például a magas hőmérsékletű autóipari (H) és az ipari (I) kategóriák figyelembevételével. (A hőmérsékleti tartományokra keresés az „analog.com parametric tables” link táblázatában a „Choose Parameters” és a „Temp Range Code” fülekre kattintva lehetséges.)

Légi és védelmi energiagazdálkodási termékek hőmérsékleti fokozatai

Az ADI számos lineáris szabályozó és kapcsolóüzemű szabályozómegoldást kínál űrminősítésű és sugárzástűrő (RT) teljesítményeszközök számára. Ezen termékekkel kapcsolatos további információk az űrtechnikai megoldások (Space Technology Solutions) oldalon találhatók.

Hatékony szoftvereszközök a tervezések felgyorsításához

Az ADI komplett energiagazdálkodási eszközöket kínál az áramellátó rendszerek és áramkörök tervezésének megkönnyítésére: az LTpowerPlanner a rendszerszintű tápellátási fa (power tree) tervezéséhez; az LTpowerCAD^® a megoldások kereséséhez és a tápellátási tervek optimalizálásához; az LTspice^® az áramköri szimulációkhoz. (2. ábra) Az LTpowerPlay^® oldal a komplex, több sínre épülő rendszerek konfigurációjának, diagnosztikájának és hibakeresésének eszköze. A világszínvonalú áramtervező eszközök ingyenesen letölthetők.

2. ábra Energiagazdálkodási eszközkészlet

µModule^® szabályozók a nagy hatékonyságú energiához – szűk helyeken

A µModule^®-szabályozók kivételes, komplett „rendszer a tokban” energiagazdálkodási megoldások. A tok tartalmaz vezérlő IC-ket, teljesítménytranzisztorokat, kondenzátorokat, kompenzációs áramköröket és induktivitásokat. Minden terméket a végleges tokformában tesztelnek az adatlap elektromos jellemzőinek határértékei szerint. A megnövelt hőteljesítmény és a megoldás mérete a µModule^® tervezési filozófiájának élvonalában van, elkerülve a terjedelmes mechanikai és termikus problémákat. A magas szintű hatékonyságot és az alacsony EMI-t úgy tervezték, hogy egyszerűsítsék a minősítést és csökkentsék a tervezési időt. A µModule^®-termékcsalád több topológiát támogat, beleértve a buck, boost, buck-boost, izolált és invertáló szabályozókat.
A µModule^®-termékek közül sok BGA tokozatban kapható, forrasztható (SnPb finish) kivitelben, a tok felső jelölésével (e0) megkülönböztetve, megfelelve a JEDEC J-STD-609 szabványnak is. További BGA gyártási irányelvek a NYÁK összeállításához a µModule^®-tervezés és gyártási források oldalon találhatók (µModule^® design and manufacturing resources – https://www.analog.com/en/products/landing-pages/001/umodule-design-manufacturing-resources.html ). Ha további termékcsaládokban szeretné keresni a forrasztóón (SnPb) kifejezést, hozzáadhatja és szűrheti a Terminal Finish (PB) kifejezést a weboldal paramétertáblázataihoz (3. ábra).

3. ábra Az LTM4700 BGA-tok és hőképe 12 V-ról 1 V-ra váltásnál,
100 A-nél 200 LFM légáramlással és hűtőborda nélkül

Az EMI csökkentése Silent Switcher^®-szabályozóval

A Power by Linear portfólió exkluzív Silent Switcher^®-szabályozói nagyfokú hatékonyságot kínálnak magas kapcsolási frekvenciákon, miközben megtartják az ultra-alacsony EMI emissziót – könnyen megfelelve ezáltal a CISPR 25-szabvány szerinti 5. osztályú kibocsátási normának, miközben 2 MHz kapcsolási frekvencián és 95%-os hatékonysággal működnek. Ezeknek a kompromisszumok nélküli, funkciókban gazdag kapcsolóüzemű szabályozóknak a maximális bemeneti feszültségtartománya 5,5 V és 65 V között van, 1,2 A és 20 A kimeneti áramot szolgáltatnak, és programozható kapcsolási frekvenciájuk 200 kHz és 5 MHz közötti. A technológia második generációja, a Silent Switcher 2 belső bypass kondenzátorokkal és integrált szubsztráttal járul hozzá az EMI további javításához. (4. ábra) Az integrált alkatrészek miatt az alacsony EMI-ra tervezés érzéketlenné válik a NYÁK-elrendezéssel szemben, leegyszerűsíti a tervezést és a gyártást, és csökkenti a teljesítménykockázatokat. Silent Switcher^® µModule^® step-down szabályozók integrált induktivitással tovább csökkentik a tervezési és gyártási kockázatokat.

4. ábra EMI csökkentése kétcsatornás 4 A, 42 V szinkron step-down
Silent Switcher 2 technológiával, 6,2 µA nyugalmi árammal

Ultra-alacsony zaj, magas PSRR, kis feszültségesésű
lineáris szabályozók

A nagyon kicsi zaj, a magas PSRR és kis feszültségesésű (LDO) lineáris szabályozók fontos részét képezik a precíz érzékelők, nagy sebességű és nagy felbontású adatátalakítók, frekvenciaszintetizátorok és más zajérzékeny eszközök jól szabályozott áramellátásának. A Power by Linear pozitív és negatív LDO-szabályozók családja nagyon kicsi kimeneti zajjal és rendkívül nagy tápfeszültség-hullámzás-csillapítással (PSRR) rendelkezik. Az LDO szabályozók széles bemeneti feszültségtartományt (1,8 V és 20 V; –20 V és –1,8 V között), és széles kimeneti áramtartományt (200–500 mA között) fednek le.

LDO szabályozók 70 dB-nél nagyobb PSRR-rel

Legtöbb Power by Linear LDO szabályozó könnyen párhuzamosítható a zaj további csökkentése, a kimeneti áram növelése és a jobb hőeloszlás érdekében a NYÁK nagyobb felületén. További jellemzők közé tartozik a programozható áramkorlát és a kiváló teljesítmény, valamint a VIOC (Verification of Initial Operating Capability – kezdeti működési képesség ellenőrzése), amely maximalizálja a hatékonyságot és a rendszer tranziens válaszát, ha az LDO-t kapcsolóüzemű szabályozóval használják.
Az ADI emellett nagy teljesítményű lineáris szabályozók széles választékát kínálja, beleértve az „elpusztíthatatlan” nagyfeszültségű PNP lineáris szabályozókat.

Túllövésblokkolók – túlfeszültség- és túláramvédelem

A bemenet védelme különösen fontos nagy integráltságú rendszerekben, a kiszámíthatatlan bemenő jelekkel szemben. A Power by Linear túlfeszültség-védelmi megoldások a katonai és repülési szabványokban dokumentált túlfeszültség- és tranziens események teljes skáláját lefedik, beleértve az ISO 7637-2, ISO 16750-2, MIL-STD-1275 és DO-160 szabványokat, természetesen a passzív alkatrészek terjedelmes használata nélkül – amelyek nem garantálják az áramellátást, és tartósan károsodhatnak nagyobb energia átvezetése esetén. (A túlfeszültségblokkolók lehetővé teszik a rendszer zavartalan működését a túlfeszültségek alatt is, míg a túlfeszültségvédők hiba esetén azonnal leválasztják a bemenetet a kimenetről (5. ábra).

5. ábra MIL-STD-1275D 100 V / 500 ms túlfeszültségblokkoló teszt
a DC2150A-C demo áramkörrel

Ha a maximális kimeneti feszültség egy MOSFET segítségével rögzített a felhasználó által programozott szintre, a Power by Linear védelmi megoldások precíz átmeneti működést biztosítanak tranziens események idején is, biztosítva a szétkapcsolás helyetti megbízható működést. A túlfeszültségblokkolók lehetővé teszik a kimenet leválasztását hosszan tartó hibák esetén is, a programozható áramkorlátot és az alulfeszültség kizárását, és gyakran fordított akkumulátorvédelmet is „back-to-back” MOSFET-ek használata esetén. A kimeneti áramerősség növelése és a teljesítményveszteség csökkentése érdekében a nagyfeszültségű tranziensek és hibák esetén a kapcsoló túlfeszültségblokkolók nagy hatékonyságú működést érnek el, miközben nagy megbízhatóságot garantálnak. Például az LTC4366 és LT4363 nagyfeszültségű túlfeszültségblokkolók megkönnyíthetik a MIL-STD-1275D betartását. Az Analog Devices a túlfeszültség és a túláram elleni védelmi megoldások teljes sorozatát kínálja, beleértve a hiba esetén leválasztó termékeket is.

Következtetés

Az új generációs légi és védelmi alkalmazásokhoz tartozó, széles körű Power by Linear portfólió nagy megbízhatóságú, masszív termékeket kínál, amelyek hosszú élettartamnak és szigorú környezeti előírásoknak felelnek meg. Az Analog Devices Aerospace and Defense weboldalán könnyen hozzáférhetők a releváns termék- és műszaki információk. További online források a termék adatlapjai, a továbbfejlesztett termékajánlatok (AQEC) alkatrészlistái, alkalmazási megjegyzések, műszaki cikkek, LTspice bemutató-áramkörök, tervezőeszközök és a EngineerZone^® fórum. Helyi technikai támogatásra szakértők állnak rendelkezésre, akik segítenek abban, hogy a tervezési koncepciókat gyorsan piacképes, robusztus megoldásokká lehessen alakítani.
Ha naprakész akar lenni az ADI legújabb energiagazdálkodási termékeivel és megoldásaival kapcsolatban, regisztráljon a Power by Linear, valamint az Aerospace és Defense hírlevelünkre az analog.com/subscribe címen.

Szerző: Gabino Alonso – A Power by Linear Group stratégiai marketing igazgatója

A szerzőről
Gabino Alonso jelenleg a Power by Linear Group stratégiai marketing igazgatója. Az ADI-hez való csatlakozása előtt marketing, mérnöki, műveleti és oktatási pozíciókat töltött be a Linear Technology-nál, a Texas Instruments-nél és a Kaliforniai Politechnikai Állami Egyetemen. Elektromos és számítástechnikai mérnöki diplomát szerzett a Kaliforniai Egyetemen, Santa Barbarában. A Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát. címen érhető el.

További műszaki és kereskedelmi információkat az Analog Devices hivatalos hazai forgalmazójától, az Arrow Electronics Hungary-től kaphatnak.

Arrow Electronics Hungary
1138 Budapest, Váci út 140.
Bihari Tamás, Senior Field Application Engineer
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
Tel.: +36 30 748 0457
www.arrow.com