RQB150W12-110S48 - изолированный DC-DC преобразователь для железнодорожных и промышленных систем с выходом 48 В постоянного тока.
Назначение
RQB150W12-110S48 — модульный DC-DC преобразователь мощностью 150 Вт в корпусе quarter-brick с широким диапазоном входного напряжения 14…160 В постоянного тока и одним изолированным выходом 48 В. Компонент предназначен для применения в железнодорожной технике, транспорте, телекоммуникационных и промышленных системах, а также в оборудовании, работающем в условиях вибрации, запыленности и расширенного температурного диапазона.
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 постоянного тока |
| 110 | Номинальное входное напряжение 110 В постоянного тока |
| S | Один выход |
| 48 | Номинальное выходное напряжение 48 В постоянного тока |
Основные особенности
- Корпус quarter-brick 2.28 × 1.45 × 0.5 дюйма с промышленным стандартным расположением выводов.
- Соответствие железнодорожному стандарту EN50155.
- Широкий диапазон входного напряжения 12:1: 14…160 В постоянного тока.
- Расширенный диапазон рабочих температур: от -40 до +90 °C.
- Отсутствие требования к минимальной нагрузке.
- Полностью залитая конструкция.
- Защиты: короткое замыкание в непрерывном режиме, перегрузка, перегрев, перенапряжение, блокировка при пониженном входном напряжении.
- Изоляция вход/выход 3 кВ переменного тока.
- Дистанционное включение/выключение и удаленная компенсация падения напряжения.
- Подстройка выходного напряжения в пределах ±10 %.
Области применения
- Автобусные, трамвайные, метрополитенные и железнодорожные системы.
- Телекоммуникационные и дата-коммуникационные системы.
- Беспроводные сети.
- Промышленные системы управления.
- Измерительные приборы.
- Анализаторы.
- Оборудование для эксплуатации в условиях сильной вибрации, высокой запыленности, крайне низких или высоких температур.
Описание
Серия RQB150W12 представляет собой надежные железнодорожные DC-DC преобразователи модульного исполнения мощностью 150 Вт в корпусе quarter-brick. Изделия оснащены международно стандартизованными выводами, характеризуются КПД до 88 %, рабочим температурным диапазоном от -40 до +90 °C и электрической изоляцией вход/выход 3 кВ переменного тока. При использовании внешних цепей обеспечивается соответствие EN50155. Реализована непрерывная защита от короткого замыкания и другие защитные функции. Серия рассчитана на вход 14…160 В постоянного тока при отношении диапазона 12:1 и доступна с выходами 12 В, 24 В, 48 В и 54 В. Исполнение RQB150W12-110S48 имеет один выход 48 В и предназначено для железнодорожной техники, трамваев, автобусов и другого оборудования, эксплуатируемого в жестких условиях окружающей среды.
Таблица выбора модели
| Параметр | RQB150W12-110S48 |
| Номинальное входное напряжение | 24 / 36 / 48 / 72 / 96 / 110 В постоянного тока |
| Диапазон входного напряжения | 14…160 В постоянного тока |
| Выходное напряжение | 48 В |
| Выходной ток | 3.125 A |
| Входной ток без нагрузки | 10 мА |
| Входной ток при полной нагрузке | 1.55 A |
| Типовой КПД | 88 % |
| Максимальная емкостная нагрузка | 1000 мкФ |
Входные параметры
| Параметр | Значение |
| Диапазон входного напряжения | 14…160 В постоянного тока |
| Импульсное перенапряжение, не более 0.1 с | 200 В постоянного тока |
| Тип входного фильтра | Пи-фильтр |
| Защита по входу | Плавкий предохранитель 15 A / 250 В переменного тока, замедленного действия |
| Время запуска | Не более 300 мс при 100 % нагрузки и номинальном входном напряжении |
| Напряжение включения защиты от пониженного входного напряжения | 14 В |
| Типовое напряжение запуска | 12 В |
| Минимальное напряжение запуска | 11.5 В |
Выходные параметры
| Параметр | Значение |
| Номинальная выходная мощность | 150 Вт |
| Номинальное выходное напряжение | 48 В постоянного тока |
| Номинальный выходной ток | 3.125 A |
| Точность установки выходного напряжения | ±1.0 % |
| Пульсации и шум | 480 мВ пик-пик |
| Регулирование по входному напряжению | ±0.2 % |
| Регулирование по нагрузке | ±0.5 % |
| Типовая частота переключения | 250 кГц |
| Диапазон внешней подстройки выходного напряжения | ±10 % |
| Максимальная емкостная нагрузка | 1000 мкФ |
| Удаленная компенсация | Поддерживается |
Защиты и управляющие 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 на выходе | 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 | С восстановлением после устранения причины |
| Дистанционное управление, включено | Напряжение между выводом дистанционного управления и -Vin: 3…12 В постоянного тока или разомкнутая цепь |
| Дистанционное управление, выключено | Напряжение между выводом дистанционного управления и -Vin: менее 1.2 В постоянного тока или короткое замыкание |
| Время удержания | См. параметры внешней схемы удержания |
Параметры изоляции и безопасности
| Параметр | Значение |
| Электрическая прочность изоляции вход/выход | 3 кВ переменного тока |
| Электрическая прочность изоляции вход/корпус | 1.5 кВ переменного тока |
| Сопротивление изоляции вход/выход | 1000 МОм, 500 В постоянного тока, 25 °C, 70 % RH, без конденсации |
| Типовая паразитная емкость изоляции | 3000 пФ |
| Стандарты безопасности | IEC62368-1, EAC TP TC 020/2011 |
| Железнодорожный стандарт | EN50155, включая EN61373 по удару и вибрации, EN50121-3-2 по ЭМС |
Электромагнитная совместимость
| Параметр | 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 |
| Электростатический разряд | BS EN/EN61000-4-2, уровень 3, ±6 кВ контактный разряд |
| Радиочастотная восприимчивость | BS EN/EN61000-4-3, уровень 3, 10 В/м |
| Быстрые переходные процессы | BS EN/EN61000-4-4, уровень 3, на входном порту питания ±2 кВ, требуется внешний входной конденсатор |
| Импульсные перенапряжения | BS EN/EN61000-4-5, уровень 3, на входном порту питания ±2 кВ, требуется внешний входной конденсатор |
| Кондуктивная восприимчивость | BS EN/EN61000-4-6, уровень 3, 10 В (с.к.з.) |
| Магнитное поле | BS EN/EN61000-4-8, уровень 3, 10 A/м |
Условия эксплуатации и окружающая среда
| Параметр | Значение |
| Способ охлаждения | Естественная конвекция |
| Рабочая температура | -40…+90 °C, с учетом кривой снижения мощности |
| Максимальная температура корпуса | +115 °C |
| Рабочая влажность | 5…90 % RH, без конденсации |
| Температура хранения | -55…+125 °C |
| Влажность при хранении | 10…95 % RH, без конденсации |
| Температурный коэффициент | 0.05 % / °C в диапазоне 0…65 °C |
| Вибрация | EN61373 |
| Максимальная температура пайки | 260 °C в течение 3…5 с на расстоянии 1.5 мм от корпуса |
| Рабочая высота | 4000 м |
Надежность, конструкция и габариты
| Параметр | Значение |
| MTBF | 185 000 ч по MIL-HDBK-217F при 25 °C |
| Габаритные размеры | 57.9 × 36.8 × 12.7 мм |
| Габаритные размеры в дюймах | 2.28 × 1.45 × 0.5 дюйма |
| Материал корпуса | Алюминиевая базовая пластина с пластиковым корпусом |
| Масса | 75 г |
Назначение выводов
| Номер вывода | Назначение |
| 1 | +Vin |
| 2 | UVLO |
| 3 | Дистанционное включение/выключение |
| 4 | Vbus |
| 5 | -Vin |
| 6 | -Vout |
| 7 | -S |
| 8 | Trim |
| 9 | +S |
| 10 | +Vout |
Подстройка выходного напряжения
Для регулировки выходного напряжения необходимо подключать внешний резистор подстройки 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 модели RQB150W12-110S48 | Значение |
| Номинальное выходное напряжение | 48 В |
| Опорное напряжение | 2.5 В |
| R1 | 182 кОм |
| R2 | 10 кОм |
| R3 | 80.6 кОм |
Параметры схемы удержания времени при провале питания
При переходе между различными источниками питания в железнодорожной системе возможно кратковременное ухудшение питания, включая внезапное снижение напряжения или кратковременное пропадание питания. Для таких условий предусмотрено применение внешней схемы удержания времени.
Электролитический конденсатор Cbus емкостью около 220 мкФ должен подключаться между Vbus и -Vin. Если входное напряжение ниже 60 В постоянного тока, применение конденсатора Cbus является обязательным. Конденсатор Cbus обеспечивает поддержку переходных процессов и стабилизацию работы преобразователя. Дополнительная цепь удержания времени включает R1, D1 и Chold. Емкость Chold определяет длительность удержания питания при прерывании входного напряжения. При запуске резистор R1 испытывает высокий импульс мощности; рекомендован резистор 25 Ом / 10 Вт.
| Номинальное входное напряжение | Емкость Chold для 10 мс | Емкость Chold для 20 мс | Емкость Chold для 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 |
Для полной нагрузки при входном напряжении 110 В постоянного тока требуется конденсатор Chold 470 мкФ для обеспечения времени удержания 10 мс.
Зависимость напряжения Vbus от входного напряжения следующая: при входном напряжении ниже 60 В постоянного тока напряжение Vbus удерживается на уровне 70 В; при повышении входного напряжения выше 64 В уровни Vbus и Vin становятся одинаковыми.
Снижение выходной мощности в зависимости от температуры
Кривые снижения мощности приведены для входного напряжения 110 В постоянного тока при естественной конвекции. Для соответствия более жестким требованиям по температурному режиму теплоотвод может быть улучшен увеличением воздушного потока.
Для модели RQB150W12-110S48 диапазон рабочей температуры по кривой составляет от -40 до +100 °C, однако выходная нагрузка должна снижаться при температуре окружающей среды выше -25 °C при конвекции менее 20 LFM. В качестве примера указано, что при температуре окружающей среды около 45 °C выходная нагрузка должна быть снижена до 50 % от полной.
Рекомендуемая плата для теплоотвода
Модуль может работать в различных тепловых условиях, однако для надежной эксплуатации необходимо обеспечить достаточный отвод тепла за счет теплопроводности, конвекции и излучения. Для оценки тепловых характеристик использовалась печатная плата размером 137 × 88 × 1.6 мм с толщиной меди 2 oz. Медные области платы способствуют отводу тепла от корпуса преобразователя в плату.
ЭМС: рекомендуемые внешние компоненты
Для соответствия требованиям по электромагнитным помехам BS EN/EN55032 класса A или класса B требуется применение внешних компонентов. Испытательные условия: входное напряжение 110 В постоянного тока, полная выходная нагрузка.
| Исполнение | Параметр | Значение для RQB150W12-110S48 |
| Класс A | C1, C4 | 220 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 × 5 |
| Класс A | C7 | 4.7 мкФ / 100 В × 6 |
| 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 × 4 |
| Класс B | CY7, CY8 | 470 пФ / 5 кВ |
| Класс B | C10 | 4.7 мкФ / 100 В × 6 |
Механические данные
| Параметр | Значение |
| Габариты корпуса | 57.9 × 36.8 × 12.7 мм |
| Допуск размеров x.x | ±0.5 мм |
| Допуск размеров x.xx | ±0.25 мм |
| Размер выводов | 1.x ±0.1 мм |
| Диаметр выводов 6 и 10 | 1.5 мм |
| Монтажные вставки | 2 резьбовые вставки M3, глубина 5, сквозные с двух сторон |
Упаковка
| Параметр | Значение |
| Количество в тубе | 11 шт. |
| Масса одной тубы | 955 г |
| Количество в коробке | 132 шт. |
| Масса одной коробки | 12.5 кг |
| Размер коробки | 545 × 145 × 220 мм |
| Длина тубы | 520 мм |
| Поперечный размер тубы | 60.9 × 26.9 мм |
Примечания
- Все параметры указаны при нормальном входном напряжении 110 В постоянного тока, номинальной нагрузке, температуре окружающей среды 25 °C и относительной влажности 70 %.
- Пульсации и шум измеряются в полосе 20 МГц с использованием скрученной пары длиной 12 дюймов, оконцованной конденсаторами 0.1 мкФ и 47 мкФ.
- Регулирование по линии измеряется при переходе от нижнего к верхнему пределу входного напряжения при номинальной нагрузке.
- Регулирование по нагрузке измеряется в диапазоне от 0 % до 100 % номинальной нагрузки.
- Требуются внешние входные конденсаторы 100 мкФ / 200 В, 3 шт.
- Окончательное оборудование должно быть повторно проверено на соответствие требованиям по ЭМС; для проведения испытаний необходимо учитывать рекомендации по испытаниям источников питания как компонентов.
