RQB60W12-110S24 - изолированный DC-DC преобразователь питания железнодорожного исполнения мощностью 60 Вт с ультрашироким входом и одноканальным выходом 24 В.
Назначение
RQB60W12-110S24 — модульный DC-DC преобразователь в корпусе quarter-brick с гальванической развязкой входа и выхода, предназначенный для формирования стабилизированного напряжения 24 В DC из широкого диапазона входного постоянного напряжения 14…160 В DC. Компонент ориентирован на применение в подвижном составе, транспортной и промышленной электронике, телекоммуникационном оборудовании и системах, работающих в тяжелых условиях эксплуатации.
Расшифровка партномера
| Фрагмент партномера | Значение |
| RQB | Наименование серии DC-DC преобразователей в корпусе quarter-brick |
| 60 | Номинальная выходная мощность 60 Вт |
| W12 | Исполнение с ультрашироким входным диапазоном 12:1 |
| 110 | Номинальное входное напряжение 110 В DC |
| S | Один выход |
| 24 | Номинальное выходное напряжение 24 В DC |
Описание
Серия RQB60W12 представляет собой надежные DC-DC преобразователи железнодорожного назначения мощностью 60 Вт в корпусе quarter-brick со стандартным промышленным расположением выводов. Модули характеризуются высоким КПД до 91,5%, широким диапазоном рабочих температур от -40 до +90 °C, изоляцией вход/выход 3 кВ DC или 2 кВ AC, соответствием требованиям EN50155, а также выполнением требований EN45545-2 при использовании внешних цепей. Предусмотрены непрерывная защита от короткого замыкания, защита от перегрузки, перенапряжения, перегрева и пониженного входного напряжения. Серия рассчитана на работу от входного напряжения 14…160 В DC и выпускается с различными вариантами выходного напряжения 5 / 12 / 24 / 48 / 54 В DC. Модуль пригоден для эксплуатации в железнодорожных, трамвайных и автобусных системах, а также в жестких условиях с высокой вибрацией, запыленностью и экстремальными температурами.
Особенности
- Корпус quarter-brick 2,28 × 1,45 × 0,5 дюйма со стандартным промышленным выводным исполнением.
- Соответствие железнодорожному стандарту EN50155, конструкция удовлетворяет EN45545-2.
- Ультраширокий входной диапазон 12:1: 14…160 В DC.
- Широкий диапазон рабочих температур: от -40 до +90 °C.
- Отсутствие требований к минимальной нагрузке.
- Полностью залитое исполнение.
- Защиты: короткое замыкание, перегрузка, перегрев, перенапряжение, пониженное входное напряжение.
- Гальваническая развязка вход/выход 3 кВ DC или 2 кВ AC.
- Дистанционное включение/выключение и удаленная компенсация напряжения.
- Подстройка выходного напряжения в пределах ±10%.
Области применения
- Автобусные, трамвайные, метрополитенные и железнодорожные системы.
- Телекоммуникационные и дата-коммуникационные системы.
- Системы беспроводной связи.
- Промышленные системы управления.
- Измерительная аппаратура.
- Анализаторы.
- Оборудование для эксплуатации в условиях высокой вибрации, сильной запыленности и экстремально низких или высоких температур.
Параметры выбора модели
| Параметр | Значение для RQB60W12-110S24 |
| Номер заказа | RQB60W12-110S24 |
| Номинальное входное напряжение | 24 / 36 / 48 / 72 / 96 / 110 В DC |
| Диапазон входного напряжения | 14…160 В DC |
| Входной ток без нагрузки | 15 мА |
| Входной ток при полной нагрузке | 610 мА |
| Выходное напряжение | 24 В DC |
| Выходной ток | 2,5 А |
| Типовой КПД | 89% |
| Максимальная емкостная нагрузка | 1200 мкФ |
Входные параметры
| Параметр | Значение |
| Диапазон входного напряжения | 14…160 В DC |
| Предельное импульсное входное напряжение, не более 1 с | 200 В DC |
| Тип входного фильтра | Пи-фильтр |
| Защита по входу | Быстродействующий предохранитель 10 А |
| Время запуска | 40 мс при 100% нагрузки и номинальном входном напряжении |
| Порог запуска по пониженному напряжению | 14 В |
| Порог отключения по пониженному напряжению | 12 В тип., минимум 11,5 В |
Выходные параметры
| Параметр | Значение |
| Номинальная выходная мощность | 60 Вт |
| Номинальное выходное напряжение | 24 В DC |
| Номинальный выходной ток | 2,5 А |
| Точность установки выходного напряжения | ±1,0% |
| Пульсации и шум | 150 мВ пик-пик |
| Нестабильность по входу | ±0,2% |
| Нестабильность по нагрузке | ±0,2% |
| Типовая частота преобразования | 250 кГц |
| Диапазон внешней подстройки выхода | ±10% |
| Максимальная емкостная нагрузка | 1200 мкФ |
| Ток без нагрузки | Минимальная нагрузка не требуется |
Защитные функции
| Параметр | Значение |
| Защита от короткого замыкания | Непрерывный режим, автоматическое восстановление |
| Защита от перегрузки | Срабатывание при 110…180% от номинальной выходной мощности |
| Режим работы защиты от перегрузки | Автоматическое восстановление после устранения аварийного состояния |
| Защита от перенапряжения | Ограничение стабилитроном |
| Защита от перегрева | Тепловое отключение при +115 °C, автоматическое восстановление после устранения причины |
| Защита по пониженному входному напряжению | Встроенная, с порогами запуска и отключения |
Функциональные параметры
| Параметр | Значение |
| Дистанционное включение | R.C относительно -Vin: 3…12 В DC или разомкнутая цепь |
| Дистанционное выключение | R.C относительно -Vin: менее 1,2 В DC или короткое замыкание |
| Удаленная компенсация | Предусмотрена, выводы RS+ и RS- |
| Время удержания | См. раздел по схеме удержания энергии и таблице емкостей |
Параметры изоляции и безопасности
| Параметр | Значение |
| Испытательное напряжение изоляции вход/выход | 3 кВ DC или 2 кВ AC |
| Сопротивление изоляции вход/выход | 1000 МОм, 500 В DC, 25 °C, 70% RH без конденсации |
| Типовая емкость изоляции | 1500 пФ |
| Стандарты безопасности | CB IEC62368-1, UL62368-1, EAC TP TC 020/2011 |
| Железнодорожные стандарты | EN50155 / IEC60571, включая EN61373 по удару и вибрации, EN50121-3-2 по ЭМС; соответствие EN45545-2 |
Электромагнитная совместимость
| Раздел | Параметр | Стандарт | Уровень / примечание |
| Эмиссия | Кондуктивные помехи | BS EN/EN55032 | Класс A/B с внешними компонентами |
| Эмиссия | Излучаемые помехи | BS EN/EN55032 | Класс A/B с внешними компонентами |
| Устойчивость | Электростатический разряд | BS EN/EN61000-4-2 | Уровень 3, ±8 кВ по воздуху, ±6 кВ при контакте |
| Устойчивость | Устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю | BS EN/EN61000-4-3 | Уровень 3, 10 В/м |
| Устойчивость | Быстрые переходные процессы | BS EN/EN61000-4-4 | Уровень 3, по входному порту питания, ±2 кВ; требуется внешний входной конденсатор |
| Устойчивость | Импульсные перенапряжения | BS EN/EN61000-4-5 | Уровень 3, по входному порту питания, ±2 кВ; требуется внешний входной конденсатор |
| Устойчивость | Кондуктивные помехи | BS EN/EN61000-4-6 | Уровень 3, 10 В/м |
| Устойчивость | Магнитное поле | BS EN/EN61000-4-8 | Уровень 3, 10 В/м |
Параметры окружающей среды и эксплуатации
| Параметр | Значение |
| Охлаждение | Естественная конвекция |
| Рабочая температура | от -40 до +90 °C, со снижением мощности по дерейтингу |
| Максимальная температура корпуса | +105 °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 | 3000 м |
| Температура пайки | На расстоянии 1,5 мм от корпуса: 3…5 с / 260 °C макс. |
Подстройка выходного напряжения
Для подстройки выходного напряжения допускается подключение внешнего резистора к выводу Trim. При повышении напряжения резистор подключается между выводами Trim и -Vout, при понижении — между Trim и +Vout. Диапазон подстройки составляет -10%…+10%.
| Параметр для RQB60W12-110S24 | Значение |
| Номинальное выходное напряжение | 24 В |
| Опорное напряжение | 2,5 В |
| R1 | 17,2 кОм |
| R2 | 2 кОм |
| R3 | 15 кОм |
Схема удержания энергии на входе
Для стабильной работы по шине Vbus необходим электролитический конденсатор Cbus 47 мкФ / 200 В, подключаемый между Vbus и -Vin. Этот конденсатор обеспечивает компенсацию переходных процессов и стабилизирует работу преобразователя. При входном напряжении ниже 60 В DC наличие Cbus обязательно.
При входном напряжении ниже 56 В DC напряжение на шине Vbus поддерживается на уровне 60 В. При увеличении входного напряжения выше 60 В уровни Vbus и Vin становятся одинаковыми.
Для обеспечения времени удержания при кратковременных провалах питания применяется цепь удержания с элементами R1, D1 и Cap_hold. Емкость Cap_hold определяет длительность поддержания выходных параметров при исчезновении входного питания. Для резистора R1 рекомендуется применение элемента 25 Ом / 10 Вт, рассчитанного на высокий импульсный ток при запуске.
| Номинальное входное напряжение | Емкость Cap_hold для 10 мс | Емкость Cap_hold для 30 мс |
| 24 В | 800 мкФ | 2200 мкФ |
| 48 В | 800 мкФ | 2200 мкФ |
| 72 В | 440 мкФ | 1200 мкФ |
| 96 В | 180 мкФ | 540 мкФ |
| 110 В | 120 мкФ | 400 мкФ |
Настройка порога пониженого входного напряжения
Порог срабатывания защиты по пониженному входному напряжению может задаваться внешним резистором, подключаемым между выводами UVLO и -Vin.
| Внешний резистор UVLO | Порог отключения | Порог запуска |
| Разомкнуто | 12,7 В | 13,6 В |
| 140 кОм | 19,6 В | 20,4 В |
| 62 кОм | 26,3 В | 27,3 В |
Механические данные
| Параметр | Значение |
| Габариты | 57,9 × 36,8 × 12,7 мм |
| Габариты в дюймах | 2,28 × 1,45 × 0,5 дюйма |
| Материал корпуса | Алюминиевое основание с пластиковым корпусом |
| Масса | 68 г |
| Допуск размеров | x.x: ±0,5 мм; x.xx: ±0,25 мм |
| Размер выводов | 1.x ±0,1 мм |
Назначение выводов
| Номер вывода | Назначение |
| 1 | +Vin |
| 2 | UVLO |
| 3 | Дистанционное включение/выключение |
| 4 | Vbus |
| 5 | -Vin |
| 6 | -Vout |
| 7 | RS- |
| 8 | Trim |
| 9 | RS+ |
| 10 | +Vout |
Тепловой режим и снижение мощности
Модуль может работать в различных тепловых условиях, однако для обеспечения надежности требуется достаточный теплоотвод за счет теплопроводности, конвекции и излучения. Приведенная в документе кривая снижения мощности показывает зависимость допустимой нагрузки от температуры окружающей среды при естественной конвекции и при теплоотводе через основание.
Для оценки тепловых характеристик использована печатная плата размером 137 × 88 × 1,6 мм с медью 2 oz. Медные области платы способствуют отводу тепла от корпуса модуля.
MTBF
| Параметр | Значение |
| Среднее время наработки на отказ | 205 тыс. часов по MIL-HDBK-217F при 25 °C |
Упаковка
| Параметр | Значение |
| Количество в тубе | 11 шт. |
| Масса одной тубы | 880 г |
| Количество в коробке | 132 шт. |
| Масса одной коробки | 11,5 кг |
| Размер коробки | 545 × 145 × 220 мм |
| Размер тубы | 520 мм |
| Поперечный размер тубы | 60,9 × 26,9 мм |
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 скрученной пары длиной 12 дюймов, оконечной цепи с конденсаторами 0,1 мкФ и 47 мкФ.
- Нестабильность по входу измеряется при изменении входного напряжения от нижнего до верхнего предела при номинальной нагрузке.
- Нестабильность по нагрузке измеряется в диапазоне от 0% до 100% номинальной нагрузки.
- Требуется внешний входной конденсатор 330 мкФ / 220 В.
- Окончательное оборудование должно быть повторно проверено на соответствие требованиям по электромагнитной совместимости.