1561-5405 10.24151/1561-5405 Proceedings of Universities. Electronics Scientifical and technical journal "Proceedings of Universities. Electronics" Научно-технический журнал «Известия высших учебных заведений. Электроника» 1561-5405 2587-9960 National Research University of Electronic Technology Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" 10.24151/1561-5405-2020-25-5-423-431621.311.6:621.382.3Pulse DC/DC Voltage Converter with Reduced Weight and Size ParametersИмпульсный DC/DC-преобразователь напряжения с уменьшенными массогабаритными параметрамиИванов Евгений Андреевич ИвановЕвгений Андреевич AndreevichIvanov EvgeniyIvanov Evgeniy AndreevichЯкунин Алексей НиколаевичЯкунинАлексей НиколаевичYakuninAleksey N.Aleksey N. YakuninНациональный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия423431http://ivuz-e.ru/issues/5-_2020/impulsnyy_dc_dc_preobrazovatel_napryazheniya_s_umenshennymi_massogabaritnymi_parametrami/

In development of energy converter for feeding the phase rotators and modulators in the system of active phased antenna lattice special requirements to sizes with the specified nominal and peak power of the converter have been presented. In the paper, the concept of manufacturing DC/DC energy converter with reduced weight and size parameters has been presented. It has been proposed to use the switching boards based on aluminitride ceramic with a thermal conductivity of 180-200 W / (m·K). To further reduce the energy losses due to overheating of the components, a digital control system for switching the power switches has been used. A significant reduction in height corresponds to the replacement of a coil transformer with a planar one. The following results can be achieved: an increase of specific power from 2.18 to 3.23 kW / dm; an increase of peak specific power from 5.66 to 8.4 kW / dm; a reduction of the height of the experimental sample from 32 to 13 mm; a decrease of volume from 0.115 to 0.0773; an increase of efficiency from 85 to 88.6%.

При изготовлении преобразователей энергии значительное внимание уделяется высокой надежности при максимальной их миниатюризации. Также к конструкции и технологии создания преобразователей энергии предъявляются жесткие требования в части эффективного отвода тепла. В работе рассмотрена концепция изготовления DC/DC-преобразователей энергии с уменьшенными массогабаритными параметрами за счет отказа от систем отвода тепла. Предложено использовать коммутационные платы на основе алюмонитридной керамики, имеющей теплопроводность 180-200 Вт/(м·К). Для дополнительного снижения потерь энергии на перегрев компонентов (в преобразователь энергии) интегрирована цифровая система управления процессом коммутации силовых ключей. Значительное снижение высоты экспериментального образца достигнуто заменой моточного трансформатора на планарный. Отработка концепции на экспериментальном образце позволила получить следующие результаты: увеличена удельная мощность с 2,18 до 3,23 кВт/дм; увеличена пиковая удельная мощность с 5,66 до 8,4 кВт/дм; снижена высота с 32 до 13 мм; уменьшен объем с 0,115 до 0,077 дм; увеличен КПД с 85 до 88,6 %.

алюмонитридная керамикаквазирезонансная коммутациятранзисторыцифровая система управленияпланарный трансформатор  Лейтс И.Л. Перспективы развития техники печатных плат и микросборок. «Что было – что будет» // Технологии в электронной промышленности. 2011. № 7. С. 40–42. Haкa К., Карташев Е. LFC-технология производства керамических подложек для автомобильной промышленности // Компоненты и технологии. 2007. № 5. С. 170–172. Глубоков А.А., Бондарь Д.Б., Шелковников Б.Н. Широкополосные трансформаторы для интегральных схем в технологии LTCC // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2006.№ 3. C. 26–31. Технология изготовления керамических теплонагруженных печатных плат на основе LTCC /В.Д. Ходжаев, К.В. Егоров, В.А. Алексеев и др. // Перспективные технологии в средствах передачи информации. 2017. С. 208–210. Хроленко Т.С., Торгаш Т.Н., Яковлев А.Н., Перцель Я.М. Многослойные платы ГИС, изготовленные по технологии LTCC с применением тонких пленок // Техника радиосвязи..2017. № 1. С. 79–91. Жданкин В. Радиационно-стойкие гибридно-пленочные DC/DC-преобразователи – стандартные компоненты систем электропитания КА // Аппаратные средства. 2012. № 1. С. 26–41. Иванов Е.А. Методика уменьшения значения коммутируемого напряжения в силовых ключах обратноходовых источников питания // Нано- и микросистемная техника. 2017. Т. 19. № 11. С. 694–698. Егоров А.П., Огурцова С.Г. Корректор коэффициента мощности с мягким переключением с интегрированным двухключевым преобразователем с переключением при нуле напряжения // Практическая силовая электроника. 2017. № 2. С. 38–43. Иванов Е.А., Якунин А.Н. Алгоритм коммутации силовых ключей обратноходовых источников питания в квазирезонансном режиме с низкими энергетическими потерями // Материалы 11-й Всероссийской науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы информатизации в науке и образовании – 2018».М.: МИЭТ, 2018. С. 48–54. Антонов А.А., Карпович М.С., Пичугин И.В., Васильев В.Ю. Разработка и верификация интегральной микросхемы драйвера «мягкой» коммутации силовых ключей для мощных источников электропитания // Нано- и микросистемная техника. 2015. №9. С. 57–64. McMurray W. Optimum snubbers for power semiconductors // IEEE IAS transactions. 1972. Vol. I.No. 5. Р. 593–600. McMurray W. Selection of snubbers and clamps to optimize the design of transistor switching converters // IEEE IAS transactions. 1980. Vol. I. No. 4. Р. 513–523. Johansen J.K. Characterization of high power IGBT’s with sinewave current // IEEE Transactions on Industry Applications. 1994. Vol. 30. No. 5. P. 1142–1147. Zhang Yi., Sobhani S., Chokhawala R. Snubber considerations for IGBT applications, international rectifier designer’s manual // IGBT-3. TPAP-5. 1995. P. 135–144. Любимов А.В., Иванов Е.А., Коровин Г.В., Королев А.Н. Плоский трансформатор. Патент №176671 РФ. 2018. Бюл. № 3.