RQB150W12-110S24 - изолированный DC-DC преобразователь на 150 Вт с широким диапазоном входного напряжения для железнодорожных и промышленных применений.
Назначение
RQB150W12-110S24 — модульный DC-DC преобразователь в корпусе quarter-brick, предназначенный для преобразования постоянного входного напряжения в стабилизированное изолированное выходное напряжение 24 В DC. Компонент ориентирован на применение в железнодорожной технике, транспорте, телекоммуникационном и промышленном оборудовании, а также в аппаратуре, работающей в условиях вибрации, загрязненной среды и расширенного температурного диапазона.
Особенности
- Корпус quarter-brick 2.28 x 1.45 x 0.5 дюйма с промышленным стандартным расположением выводов.
- Соответствие железнодорожному стандарту EN50155.
- Широкий диапазон входного напряжения 12:1: 14...160 В DC.
- Широкий диапазон рабочих температур: от -40 до +90 °C.
- Отсутствие требования к минимальной нагрузке.
- Полностью залитое исполнение.
- Защиты: короткое замыкание в непрерывном режиме, перегрузка, перегрев, перенапряжение, блокировка при пониженном входном напряжении.
- Изоляция вход-выход 3 кВ AC.
- Удаленное включение/выключение и дистанционная компенсация падения напряжения.
- Подстройка выходного напряжения в пределах ±10%.
Области применения
- Автобусные, трамвайные, метрополитеновские и железнодорожные системы.
- Телекоммуникационные и дата-коммуникационные системы.
- Беспроводные сети.
- Промышленные системы управления.
- Измерительная аппаратура.
- Анализаторы.
- Оборудование для эксплуатации в условиях высокой вибрации, сильной запыленности, экстремально низких или высоких температур.
Описание
Серия RQB150W12 представляет собой надежные модульные DC-DC преобразователи мощностью 150 Вт для железнодорожных применений в корпусе quarter-brick. Исполнение соответствует международному стандарту выводов. Преобразователи характеризуются КПД до 88%, диапазоном рабочих температур от -40 до +90 °C, электрической изоляцией вход-выход 3 кВ AC и возможностью соответствия EN50155 при использовании внешних цепей. Реализована непрерывная защита от короткого замыкания и другие функции защиты. Серия рассчитана на широкий входной диапазон 14...160 В DC и выпускается с вариантами выходного напряжения 12 В, 24 В, 48 В и 54 В для одноканального выхода. Модули пригодны для железнодорожного транспорта, трамваев, автобусов и иных тяжелых условий эксплуатации с высокой вибрацией, значительной запыленностью и экстремальными температурами.
Расшифровка партномера
| Фрагмент партномера | Значение |
| RQB | Наименование серии |
| 150 | Номинальная выходная мощность 150 Вт |
| W12 | Исполнение с широким входным диапазоном 12:1, 14...160 В DC |
| 110 | Номинальное входное напряжение 110 В DC |
| S | Один выход |
| 24 | Номинальное выходное напряжение 24 В DC |
Выбор модели
| Параметр | Значение для RQB150W12-110S24 |
| Обозначение для заказа | RQB150W12-110S24 |
| Номинальное входное напряжение | 24 В, 36 В, 48 В, 72 В, 96 В, 110 В |
| Диапазон входного напряжения | 14...160 В DC |
| Выходное напряжение | 24 В DC |
| Выходной ток | 6.25 А |
| Входной ток без нагрузки | 10 мА |
| Входной ток при полной нагрузке | 1.55 А |
| Типовой КПД | 88 % |
| Максимальная емкостная нагрузка | 2000 мкФ |
Входные параметры
| Параметр | Значение |
| Диапазон входного напряжения | 14...160 В DC |
| Импульсное перенапряжение на входе, не более 0.1 с | 200 В DC |
| Тип входного фильтра | П-образный |
| Защита по входу | Предохранитель с задержкой срабатывания 15 А / 250 В AC |
| Время запуска | Не более 300 мс при 100% нагрузки и номинальном входном напряжении |
| Пусковое напряжение | Типовое 14 В |
| Напряжение выключения по пониженному входу | Типовое 12 В, минимум 11.5 В |
Выходные параметры
| Параметр | Значение |
| Номинальная выходная мощность | 150 Вт |
| Номинальное выходное напряжение | 24 В DC |
| Точность установки выходного напряжения | ±1.0% |
| Пульсации и шум | 240 мВ пик-пик |
| Стабилизация по входному напряжению | ±0.2% |
| Стабилизация по нагрузке | ±0.5% |
| Типовая частота переключения | 250 кГц |
| Диапазон внешней подстройки выходного напряжения | ±10% |
| Максимальный выходной ток | 6.25 А |
| Максимальная емкостная нагрузка | 2000 мкФ |
| Время удержания | См. раздел по времени удержания |
Защитные функции
| Параметр | Значение |
| Защита от короткого замыкания | Непрерывный режим, автоматическое восстановление |
| Защита от перегрузки | 120...200% от номинальной выходной мощности |
| Режим защиты от перегрузки | Автоматическое восстановление после устранения причины |
| Защита от перенапряжения | 110...150% от номинального выходного напряжения |
| Режим защиты от перенапряжения | Отключение с защелкой |
| Защита от перегрева | Тепловое отключение при +115 °C, автоматическое восстановление после устранения причины |
| Блокировка при пониженном входном напряжении | Автоматическое восстановление после устранения причины |
Функциональные параметры
| Параметр | Значение |
| Удаленное управление включением | Включено при напряжении между выводом дистанционного управления и -Vin более 3...12 В DC либо при разомкнутой цепи |
| Удаленное управление выключением | Выключено при напряжении между выводом дистанционного управления и -Vin менее 1.2 В DC либо при коротком замыкании |
| Дистанционная компенсация | Предусмотрена |
| Подстройка выходного напряжения | Предусмотрена, ±10% |
Параметры изоляции и безопасности
| Параметр | Значение |
| Электрическая прочность изоляции вход-выход | 3 кВ AC |
| Электрическая прочность изоляции вход-корпус | 1.5 кВ AC |
| Сопротивление изоляции вход-выход | 1000 МОм при 500 В DC, 25 °C, 70% RH без конденсации |
| Типовая емкость изоляции | 3000 пФ |
| Стандарты безопасности | IEC62368-1, EAC TP TC 020/2011 |
| Железнодорожный стандарт | EN50155, включая EN61373 по удару и вибрации и EN50121-3-2 по ЭМС |
Электромагнитная совместимость
| Эмиссия | Стандарт | Уровень |
| Кондуктивные помехи | BS EN/EN55032 | Класс A/B при использовании внешних компонентов |
| Излучаемые помехи | BS EN/EN55032 | Класс A/B при использовании внешних компонентов |
| Помехоустойчивость | Стандарт | Уровень |
| Электростатический разряд | BS EN/EN61000-4-2 | Уровень 3, ±6 кВ контактный разряд |
| Устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю | BS EN/EN61000-4-3 | Уровень 3, 10 В/м |
| Быстрые переходные процессы/пачки импульсов | BS EN/EN61000-4-4 | Уровень 3, на входном силовом порту ±2 кВ, требуется внешний входной конденсатор |
| Импульсные перенапряжения | BS EN/EN61000-4-5 | Уровень 3, на входном силовом порту ±2 кВ, требуется внешний входной конденсатор |
| Устойчивость к наведенным РЧ помехам | BS EN/EN61000-4-6 | Уровень 3, 10 В, среднеквадратичное значение |
| Устойчивость к магнитному полю промышленной частоты | BS EN/EN61000-4-8 | Уровень 3, 10 А/м |
Параметры окружающей среды и эксплуатации
| Параметр | Значение |
| Охлаждение | Естественная конвекция |
| Рабочая температура | От -40 до +90 °C, с учетом кривой снижения мощности |
| Максимальная температура корпуса | +115 °C |
| Рабочая влажность | 5...90% RH без конденсации |
| Температура хранения | От -55 до +125 °C |
| Влажность при хранении | 10...95% RH без конденсации |
| Температурный коэффициент | 0.05% / °C в диапазоне 0...65 °C |
| Вибрация | EN61373 |
| Высота эксплуатации | 4000 м |
| Температура пайки | На расстоянии 1.5 мм от корпуса: 3...5 с, максимум 260 °C |
Надежность, конструкция и упаковка
| Параметр | Значение |
| MTBF | 185000 ч по MIL-HDBK-217F при 25 °C |
| Габаритные размеры | 57.9 x 36.8 x 12.7 мм |
| Габаритные размеры в дюймах | 2.28 x 1.45 x 0.5 дюйма |
| Материал корпуса | Алюминиевая опорная плита и пластиковый корпус |
| Масса | 75 г |
| Упаковка | 11 шт. в тубе, 132 шт. в коробке, 12 туб в коробке |
| Масса одной тубы | 955 г |
| Максимальное количество в коробке | 132 шт. |
| Масса одной коробки | 12.5 кг |
| Размер коробки | 545 x 145 x 220 мм |
Назначение выводов
| Номер вывода | Назначение |
| 1 | +Vin |
| 2 | UVLO |
| 3 | Удаленное включение/выключение |
| 4 | Vbus |
| 5 | -Vin |
| 6 | -Vout |
| 7 | -S |
| 8 | Trim |
| 9 | +S |
| 10 | +Vout |
Механические данные
| Параметр | Значение |
| Исполнение корпуса | Quarter-brick |
| Основные размеры корпуса | 57.9 x 36.8 x 12.7 мм |
| Допуск размеров x.x | ±0.5 мм |
| Допуск размеров x.xx | ±0.25 мм |
| Размер выводов | 1.x ±0.1 мм |
| Монтажные вставки | 2 шт., M3 x 0.5, сквозные |
Подстройка выходного напряжения
Для подстройки выходного напряжения используется внешний резистор, подключаемый либо между выводом Trim и -Vout для повышения напряжения, либо между выводом Trim и +Vout для понижения напряжения. Диапазон подстройки составляет от -10% до +10%.
| Параметр для RQB150W12-110S24 | Значение |
| Номинальное выходное напряжение | 24 В |
| Опорное напряжение | 2.5 В |
| R1 | 86 кОм |
| R2 | 10 кОм |
| R3 | 76.8 кОм |
Время удержания
Для обеспечения работы при кратковременном провале или исчезновении входного питания рекомендуется внешняя схема удержания. Необходим электролитический конденсатор Cbus порядка 220 мкФ между Vbus и -Vin. При входном напряжении ниже 60 В DC наличие Cbus является обязательным. Дополнительная цепь удержания включает R1, D1 и Chold. Емкость Chold определяет длительность времени удержания. Для резистора R1 рекомендовано значение 25 Ом / 10 Вт.
| Номинальное входное напряжение | 10 мс | 20 мс | 30 мс |
| 24 В | 1800 мкФ | 3600 мкФ | 4800 мкФ |
| 48 В | 1800 мкФ | 3600 мкФ | 4800 мкФ |
| 72 В | 1800 мкФ | 3600 мкФ | 4800 мкФ |
| 96 В | 600 мкФ | 1200 мкФ | 1800 мкФ |
| 110 В | 500 мкФ | 820 мкФ | 1200 мкФ |
Зависимость Vbus от входного напряжения следующая: при входном напряжении ниже 60 В DC напряжение Vbus поддерживается на уровне 70 В; при росте входного напряжения выше 64 В уровни Vbus и Vin становятся одинаковыми.
Рекомендации по тепловому режиму
Кривая снижения мощности измерялась при входном напряжении 110 В DC и естественной конвекции. Рабочий диапазон температуры окружающей среды по кривой составляет от -40 до +100 °C. При конвекции ниже 20 LFM снижение выходной мощности начинается при температуре окружающей среды выше -25 °C. Для серии RQB150W12 при температуре окружающей среды около 45 °C допустимая нагрузка должна быть снижена примерно до 50% от полной.
Для оценки теплового режима используется расчет мощности рассеяния. Для примера серии RQB150W12 при работе на номинальном напряжении и полной нагрузке приведено: мощность рассеяния около 22.4 Вт, тепловое сопротивление корпус-окружающая среда 5.75 °C/Вт, что дает расчетную полную нагрузку примерно до температуры окружающей среды -25 °C.
Рекомендации по печатной плате
Для обеспечения надежной работы необходимо предусматривать достаточный теплоотвод за счет теплопроводности, конвекции и излучения. В документе приведен пример печатной платы для оценки тепловых характеристик с размерами 137 x 88 x 1.6 мм и толщиной меди 2 oz. Медные области платы используются для отвода тепла от корпуса модуля в печатную плату.
Рекомендации по ЭМС
Для соответствия требованиям по электромагнитной эмиссии классов A и B по BS EN/EN55032 используются внешние компоненты фильтрации. Для варианта RQB150W12-110S24 в документе приведены рекомендуемые схемы и номиналы компонентов.
| Класс ЭМС | Компоненты | Номиналы для RQB150W12-110S24 |
| Класс A | C1, C4 | 100 мкФ / 200 В |
| Класс A | C2, C3, C5, C6 | 0.68 мкФ / 250 В |
| Класс A | L1 | 2.0 мГн |
| Класс A | CY1, CY2 | 1000 пФ / 5 кВ |
| Класс A | CY3, CY4, CY5, CY6 | 1200 пФ / 3 кВ x4 |
| Класс A | C7 | 4.7 мкФ / 100 В x6 |
| Класс B | C1, C2, C7 | 100 мкФ / 200 В |
| Класс B | C3, C4, C5, C6, C8, C9 | 0.68 мкФ / 250 В |
| Класс B | L1, L2 | 2.0 мГн |
| Класс B | L3, L4 | 4.7 мкГн |
| Класс B | CY1 | 2200 пФ / 5 кВ |
| Класс B | CY2 | 1000 пФ / 5 кВ |
| Класс B | CY3, CY4, CY5, CY6 | 2200 пФ / 3 кВ x4 |
| Класс B | CY7, CY8 | 470 пФ / 5 кВ |
| Класс B | C10 | 4.7 мкФ / 100 В x6 |
Примечания
- Все параметры указаны при номинальном входном напряжении 110 В DC, номинальной нагрузке, температуре окружающей среды 25 °C и относительной влажности 70%.
- Пульсации и шум измеряются в полосе 20 МГц с использованием витой пары длиной 12 дюймов, оконечной цепи с конденсаторами 0.1 мкФ и 47 мкФ.
- Стабилизация по входному напряжению измеряется при переходе от нижнего значения входного напряжения к верхнему при номинальной нагрузке.
- Стабилизация по нагрузке измеряется при изменении нагрузки от 0% до 100% номинальной.
- Требуется внешний входной конденсатор 100 мкФ / 200 В x 3.
- Оконечное оборудование должно быть повторно проверено на соответствие требованиям ЭМС.
