RQB60W12-110S48 - изолированный DC-DC преобразователь для железнодорожных и промышленных систем с входом 14–160 В постоянного тока и выходом 48 В.
Назначение
RQB60W12-110S48 — модульный DC-DC преобразователь серии RQB60W12 в корпусе quarter-brick с гальванической развязкой входа и выхода, рассчитанный на применение в железнодорожной технике, транспорте, телекоммуникационном оборудовании, промышленной автоматике и иных системах с жёсткими требованиями к устойчивости, диапазону входного напряжения и электромагнитной совместимости.
Расшифровка партномера
| Фрагмент партномера | Значение |
| RQB | Наименование серии DC-DC преобразователей |
| 60 | Номинальная выходная мощность 60 Вт |
| W12 | Исполнение с ультрашироким диапазоном входного напряжения 12:1 |
| 110 | Номинальное входное напряжение 110 В постоянного тока |
| S | Один выход |
| 48 | Номинальное выходное напряжение 48 В постоянного тока |
Особенности
- Корпус quarter-brick 2.28 × 1.45 × 0.5 дюйма с промышленным стандартным расположением выводов.
- Соответствие железнодорожному стандарту EN50155, конструкция соответствует EN45545-2.
- Ультраширокий диапазон входного напряжения 12:1: 14…160 В постоянного тока.
- Широкий диапазон рабочих температур: от -40 до +90 °C.
- Отсутствие требований к минимальной нагрузке.
- Полностью залитое исполнение.
- Защиты: короткое замыкание в непрерывном режиме, перегрузка, перегрев, перенапряжение, пониженное входное напряжение.
- Электрическая прочность изоляции вход/выход: 3 кВ DC или 2 кВ AC.
- Дистанционное включение/выключение и дистанционное измерение напряжения.
- Подстройка выходного напряжения в пределах ±10%.
Описание
Серия RQB60W12 представляет собой надёжные железнодорожные DC-DC преобразователи мощностью 60 Вт в модульном корпусе quarter-brick. Для модификации RQB60W12-110S48 характерны промышленный стандарт выводов, высокий КПД, широкий температурный диапазон эксплуатации от -40 до +90 °C, электрическая прочность изоляции вход/выход 3 кВ DC или 2 кВ AC, а также соответствие EN50155 и выполнение требований EN45545-2 при использовании внешних цепей. Преобразователь поддерживает непрерывную защиту от короткого замыкания и рассчитан на работу в тяжёлых условиях эксплуатации, включая вибрацию, запылённость и экстремальные температуры.
Области применения
- Автобусные, трамвайные, метрополитеновские и железнодорожные системы.
- Телекоммуникационные и дата-коммуникационные системы.
- Беспроводные сети.
- Промышленные системы управления.
- Измерительные приборы.
- Анализаторы.
- Оборудование для условий с высокой вибрацией, сильной запылённостью, а также при очень низких или очень высоких температурах.
Параметры конкретной модели RQB60W12-110S48
| Параметр | Значение |
| Обозначение для заказа | RQB60W12-110S48 |
| Номинальное входное напряжение | 24/36/48/72/96/110 В постоянного тока |
| Диапазон входного напряжения | 14…160 В постоянного тока |
| Выходное напряжение | 48 В постоянного тока |
| Выходной ток | 1.25 А |
| Потребление без нагрузки | 15 мА |
| Потребление при полной нагрузке | 610 мА |
| Типовой КПД | 90% |
| Максимальная ёмкость нагрузки | 390 мкФ |
Входные параметры
| Параметр | Значение |
| Диапазон входного напряжения | 14…160 В постоянного тока |
| Импульсное перенапряжение на входе, не более 1 с | 200 В постоянного тока |
| Входной фильтр | Пи-фильтр |
| Защита по входу | Быстродействующий предохранитель 10 А |
| Время запуска | 40 мс при 100% нагрузки и номинальном входном напряжении |
| Порог запуска по пониженному входному напряжению | 14 В |
| Порог отключения по пониженному входному напряжению | 12 В, типовое; минимум 11.5 В |
Выходные параметры
| Параметр | Значение |
| Номинальная выходная мощность | 60 Вт |
| Номинальное выходное напряжение | 48 В постоянного тока |
| Номинальный выходной ток | 1.25 А |
| Точность установки выходного напряжения | ±1.0% |
| Пульсации и шум | 150 мВ пик-пик |
| Нестабильность по входному напряжению | ±0.2% |
| Нестабильность по нагрузке | ±0.2% |
| Типовая частота переключения | 250 кГц |
| Диапазон внешней подстройки выходного напряжения | ±10% |
| Время поддержания выходного напряжения | См. параметры цепи hold-up |
Защиты и управляющие функции
| Параметр | Значение |
| Защита от короткого замыкания | Непрерывный режим, автоматическое восстановление |
| Защита от перегрузки | 110…180% от номинальной выходной мощности |
| Режим при перегрузке | Автоматическое восстановление после устранения причины |
| Защита от перенапряжения | Ограничение стабилитроном |
| Защита от перегрева | Тепловое отключение при +115 °C, автоматическое восстановление после устранения причины |
| Дистанционное управление | Включено: напряжение между выводом дистанционного управления и -Vin более 3…12 В DC или разомкнутая цепь; выключено: менее 1.2 В DC или короткое замыкание |
Параметры изоляции и безопасности
| Параметр | Значение |
| Электрическая прочность изоляции вход/выход | 3 кВ DC или 2 кВ AC |
| Сопротивление изоляции вход/выход | 1000 МОм при 500 В DC, 25 °C, 70% RH без конденсации |
| Типовая ёмкость 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 |
ЭМС
| Параметр | Стандарт | Уровень / примечание |
| Кондуктивные помехи | BS EN/EN55032 | Класс A/B с внешними компонентами |
| Излучаемые помехи | BS EN/EN55032 | Класс A/B с внешними компонентами |
| Электростатический разряд | BS EN/EN61000-4-2 | Уровень 3, ±8 кВ по воздуху, ±6 кВ при контакте |
| Устойчивость к радиочастотному полю | BS EN/EN61000-4-3 | Уровень 3, 10 В/м |
| Быстрые переходные процессы | BS EN/EN61000-4-4 | Уровень 3, по входному порту питания, ±2 кВ; требуется внешний входной конденсатор |
| Импульсные перенапряжения | BS EN/EN61000-4-5 | Уровень 3, по входному порту питания, ±2 кВ; требуется внешний входной конденсатор |
| Кондуктивная устойчивость | BS EN/EN61000-4-6 | Уровень 3, 10 В/м |
| Магнитное поле | BS EN/EN61000-4-8 | Уровень 3, 10 В/м |
Условия эксплуатации
| Параметр | Значение |
| Охлаждение | Свободная конвекция |
| Рабочая температура | -40…+90 °C, с учётом кривой снижения мощности |
| Максимальная температура корпуса | +105 °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 |
| Температура пайки | На расстоянии 1.5 мм от корпуса: 3…5 с при 260 °C максимум |
| Рабочая высота | 3000 м |
Наработка на отказ, конструкция и масса
| Параметр | Значение |
| MTBF | 205 тыс. ч по MIL-HDBK-217F при 25 °C |
| Материал корпуса | Алюминиевое основание с пластиковым корпусом |
| Габаритные размеры | 57.9 × 36.8 × 12.7 мм |
| Габаритные размеры в дюймах | 2.28 × 1.45 × 0.5 дюйма |
| Масса | 68 г |
Подстройка выходного напряжения
Для подстройки выходного напряжения используется вывод Trim. Подстройка вверх выполняется подключением резистора между выводами Trim и -Vout. Подстройка вниз выполняется подключением резистора между выводами Trim и +Vout. Допустимый диапазон подстройки составляет от -10% до +10%.
| Параметр | Значение для RQB60W12-110S48 |
| Номинальное выходное напряжение | 48 В |
| Опорное напряжение | 2.5 В |
| R1 | 36.4 кОм |
| R2 | 2 кОм |
| R3 | 15.8 кОм |
Цепь поддержания питания
Для обеспечения устойчивой работы и компенсации кратковременных провалов входного питания применяется цепь hold-up с использованием вывода Vbus. Электролитический конденсатор Cbus ёмкостью около 47 мкФ подключается между Vbus и -Vin. При входном напряжении ниже 60 В постоянного тока конденсатор Cbus является обязательным. При входном напряжении ниже 56 В напряжение Vbus поддерживается на уровне 60 В; при увеличении входного напряжения свыше 60 В уровни Vbus и Vin становятся одинаковыми. Цепь hold-up включает R1, D1 и Cap_hold. Рекомендуемый резистор R1 — 25 Ом / 10 Вт.
| Номинальное входное напряжение | Требуемая ёмкость Cap_hold для 10 мс | Требуемая ёмкость 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 пониженного входного напряжения
Порог срабатывания по пониженному входному напряжению может задаваться внешним резистором, подключаемым между выводами UVLO и -Vin.
| Внешний резистор UVLO | Напряжение отключения | Напряжение запуска |
| Разомкнуто | 12.7 В | 13.6 В |
| 140 кОм | 19.6 В | 20.4 В |
| 62 кОм | 26.3 В | 27.3 В |
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 |
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 |
| Монтажные вставки | 2 шт., M3, глубина/проход 05, through 2pl |
Снижение мощности
Преобразователь может работать в различных тепловых режимах, однако для обеспечения надёжной эксплуатации требуется достаточный теплоотвод за счёт теплопроводности, конвекции и излучения. Для оценки тепловых характеристик использована печатная плата размерами 137 × 88 × 1.6 мм с медью 2 oz. По кривой снижения мощности модуль обеспечивает 100% нагрузки при естественной конвекции примерно до 50 °C, далее допустимая нагрузка снижается; при охлаждении через опорную плиту полная нагрузка сохраняется примерно до 70 °C, далее также требуется снижение нагрузки.
Рекомендуемые внешние компоненты для ЭМС
Для обеспечения соответствия по помехоэмиссии классу A или классу B требуются внешние компоненты. Для модели RQB60W12-110S48 указаны следующие номиналы.
Вариант для класса A
| Компонент | Номинал |
| C1 | 100 мкФ / 200 В, алюминиевый конденсатор |
| C2, C4 | 0.68 мкФ / 250 В, керамический конденсатор |
| C3 | 47 мкФ / 200 В, алюминиевый конденсатор |
| C5 | 2200 пФ / 3 кВ, керамический конденсатор |
| C6 | 2200 пФ / 3 кВ, керамический конденсатор |
| C7, C8, C9, C10 | 1000 пФ / 2 кВ, керамический конденсатор |
| L1 | 10 мкГн, GSTD1265PE-100M |
Вариант для класса B
| Компонент | Номинал |
| C1 | 100 мкФ / 200 В, алюминиевый конденсатор |
| C2, C3, C4, C5, C7, C8 | 0.68 мкФ / 250 В, керамический конденсатор |
| C6 | 47 мкФ / 200 В, алюминиевый конденсатор |
| C9, C12 | Не устанавливаются |
| C10 | 2200 пФ / 3 кВ, керамический конденсатор |
| C11 | 2200 пФ / 3 кВ, керамический конденсатор |
| C13, C14, C15, C16 | 4700 пФ / 2 кВ, керамический конденсатор |
| L1 | Синфазный дроссель A10 T16x12x8C, 2.2 мГн ±35% |
| L2 | 4.7 мкГн, GSTD1265PE 4R7M |
Упаковка
| Параметр | Значение |
| Количество в тубе | 11 шт. |
| Масса одной тубы | 880 г |
| Количество в коробке | 132 шт. |
| Масса одной коробки | 11.5 кг |
| Размеры коробки | 545 × 145 × 220 мм |
| Размер тубы | Длина 520 мм |
| Поперечный размер тубы | 60.9 × 26.9 мм |
Примечания
- Все параметры указаны при номинальном 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 при использовании скрученной пары длиной 12 дюймов, оконечной цепи с конденсаторами 0.1 мкФ и 47 мкФ.
- Нестабильность по входному напряжению измеряется при изменении входного напряжения от нижнего до верхнего предела при номинальной нагрузке.
- Нестабильность по нагрузке измеряется при изменении нагрузки от 0% до 100% номинальной.
- Требуется внешний входной конденсатор 330 мкФ / 220 В.
- Окончательное оборудование должно быть повторно проверено на соответствие требованиям по электромагнитной совместимости. Для выполнения испытаний по ЭМС следует учитывать рекомендации по тестированию компонентных источников питания.
