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通过回顾这些在实际客户业务中产生的常见问题,获得对 Vicor 电源解决方案宝贵的技术见解。
作者:Matt Renola,航空航天与国防业务部全球销售高级总监
Vicor 于 1981 年成立,在为航空航天与国防市场的客户提供服务方面拥有悠久的历史。长期以来,Vicor 一直在为空中、地面以及舰载电源应用的重要业务提供支持。Vicor 高性能 MIL-COTS 电源模块可提供高密度和高效率,设计可靠,坚固耐用,这都源于其在航空航天与国防行业长达 30年的专注和卓越。我们利用这一知识库,编制了一个常见问题列表,我们认为这将为您的电源设计之旅提供一些指导和见解。
军用地面车辆战车在设计和满足动力要求时面临各种挑战。电源必须满足与崎岖地形相关的冲击及振动要求。此外,这类应用也存在灰尘、潮湿或砂石条件。车辆启动时的起动电压会拉动大量的电流并降低输入电压范围。当决定您的重要电子设备是否需要通过启动时,所有这一切都需要考虑。Vicor 为军用地面车辆战车设计提供支持有着悠久的历史,可以指导您使用一系列符合 Mil-STD-1275 要求的标准产品。MIL-STD-1275 电源标准概述了工程师在设计电源时需要考虑的所有要求。战车分配 28VDC 标称母线电压,配合电子系统。根据 MIL-STD-1275 要求,地面车辆电源必须能够在 1 毫秒内处理持续时间为 50 微秒、达 +/–250VDC 的瞬态峰值电压。在不影响稳压输出的情况下,必须满足高达 100VDC、持续时间为 50 微秒的车辆浪涌要求。
Vicor 28V DCM™ DC-DC 转换器模块的输入范围为 9 至 50VDC,可在不影响重要电子需求输出稳压的情况下,解决低启动电压和高达 50VDC 的浪涌问题。此外,Vicor 还提供 MFM™ DCM 滤波器,能够满足 MIL-STD-1275A/B/D/E 要求。在与 Vicor 28V 标称输入电压 VIA™ 或 ChiP™ 模块一起使用时,这些 DC 前端模块提供 EMI 滤波和瞬态保护。
Vicor 在北美设有设计中心,无论是按图加工或者是定制电源系统设计,都能提供全方位支持。这些实体可根据您的工作说明 (SOW) 定制解决方案。Vicor 高度工程化的组件已设计好,可对提供完整交钥匙解决方案快速做出响应。Vicor 不仅拥有多年的丰富经验,而且还拥有设计工程师和应用专业技术,可帮助您通过设计,满足关键任务需求。
每款模块在发货前都会经过广泛的生产后环境应力筛选 (ESS),以验证是否到达 Vicor 的高质量和高性能标准,并消除早期失效率。为了确保使用最有效的例行程序来处理故障模具,Vicor 不断评估其 ESS 程序,并在新数据产生或产品改进时做出适当的改变。在老化和温度循环之后,每个模块都会在指定的温度范围内进行最终电气测试。
在单个宽输入范围 DC-DC 转换器带来无法接受的性能和成本时,将两个或多个输入电压范围重叠的 DC-DC 转换器组合起来,可能是非常有效的备选方案。将具有较窄但互补输入电压范围的 DC-DC 转换器组合起来,通常会提高工作效率和功率密度,因此总体设计比单转换器解决方案更小、更高效、成本更低。在需要超宽电压输入范围的应用中,使用单个 DC-DC 转换器通常会迫使电源系统设计人员在提高整体系统成本的同时,接受大幅降低可用电源、功率密度及系统效率的现实。利用各种高效率、高功率密度、简单易用的 Vicor DCM DC-DC 转换器,可为军事应用创建更小、更高效和潜在成本更低的解决方案。
提高电源处理及传输性能的先进封装的一个示例是 Vicor 转换器级封装™(ChiP) 技术。基于 ChiP 的器件利用对称配置,将耗散器件布置在中央 PCB 两侧。导热密封剂将热量传递到上下两面,可高效地将相对于器件 PCB 占位面积的散热表面积增加一倍。模块的密封剂可使模块符合冲击及振动标准。
将模块安装到 PCB 上时,设计人员必须将模块视为系统的一部分。系统通常使用压铆螺母柱和其它机制来达到冲击和振动标准。
我们的产品小巧紧凑,采用散热良好的封装精心设计,因此大部分产品都非常适合众多军事应用,其中包括监视、通信、雷达和脉冲负载等。Vicor 有一系列 270VDC、28VDC 和 48VDC 输入产品。电源模块设计方法可轻松应对负载能力、布局及用户功能性需求所带来的挑战。为了给便捷的电源设计开发提供支持,Vicor 提供了一款在线工具 — 电源系统设计工具,以帮助选择适当的产品,优化供电网络。
当然,我们不仅提供重要的在线仿真工具,而且还提供使用热管理及组件计算器的辅助。此外,我们还提供演示板,而且我们的应用工程师随时待命,为设计审核提供帮助。
尽管砖型封装技术是一个很大的进步,而且虽然砖型封装在简洁性方面仍然发挥着重要作用,但该行业已经发展,需要更高密度电源管理器件,其效果是单纯单面散热所不能及的。
提高电源处理及传输性能的先进封装的一个示例是 Vicor 转换器级封装 (ChiP) 技术。基于 ChiP 的器件利用对称配置,将耗散器件布置在中央 PCB 两侧。导热密封剂将热量传递到上下两面,可高效将相对于器件 PCB 占位面积的散热表面积增加一倍。
Vicor 已建成涵盖产品设计、制造、仿真及选择工具在内的电源模块能力。有了这一能力,Vicor 可帮助电源系统设计人员快速、轻松地部署高性能供电网络(PDN),从电源到负载点(PoL),用于跨越许多不同行业的终端系统,例如(国防和航空航天、LED 照明等)。
这种模块化电源组件方法是电源行业的新标准,可通过一种方法满足现代高性能终端系统不断增长的电源需求,还可提供更多电源系统优势,例如更少电源系统空间占用、高效率以及更快上市进程等。
今天,在许多行业的众多终端系统中,供电网络正在迅速发生变化。这些不同系统的电源需求各不相同,需要一系列广泛的模块,为采用的模块化电源组件方法实现最高的灵活性。Vicor 提供的模块化电源解决方案包括:
除上述特性外,还有一些不同的控制特性,例如遥测、补偿和可编程性,以及可能需要的行业/安全认证等。
利用 Vicor DC-DC 转换器技术及模块化构建块的优势,我们提供一系列标准及改进标准的 VPX 电源系统,用于紧凑外壳和空间受限的机载及车辆环境,在这些环境中,温度、冲击和振动情况可能都很严峻。现已提供符合 VITA 62 标准的 3U 和 6U 模型以及与 SOSA 一致的模型。目前的产品有三相 AC 输入、270V 输入和 28V 输入,能够提供 1 到 6 个用户可配置的输出,电压从 2VDC 到 48VDC 不等。提供各种标准特性,如宽范围输出微调/编程、流限、遥感、反极性保护以及逻辑启用/禁用。产品符合 MIL-STD-810F 环境、MIL-STD-461E 电磁干扰、MIL-STD-1275A B 和 D、MIL STD-704D/E/F 瞬态合规性及 MIL-STD-1399A,以及 MIL-STD-901D 冲击和振动等相关标准。
Matt Renola 现任 Vicor 全球业务发展高级总监——航空航天、国防和卫星事业部。Matt 已在 Vicor 工作 15 年,负责管理 Vicor 所有主要垂直市场的销售团队和全球客户。他具有超过 30 年的丰富技术销售及市场营销经验,也曾在以下各大 OEM 厂商工作过:雅特生科技、艾默生网络电源和威世科技。他先后毕业于波士顿学院和宾夕法尼亚大学,分别获学士学位和硕士学位。
作者:Matt Renola,航空航天与国防业务部全球销售高级总监
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