Силовые модули
Импульсные регуляторы напряжения представляют собой комплексные решения для управления питанием по принципу "система-в-корпусе" (SiP) со встроенными контроллерами постоянного тока, силовыми транзисторами, входными и выходными конденсаторами, компенсационными компонентами и индуктивностью в компактном корпусе BGA или LGA для поверхностного монтажа. Кроме того, модули ускоряют выход на рынок за счет упрощения процесса проектирования (выбор индуктора, упрощенный процесс квалификации) и сокращения количества приобретаемых компонентов. Встроенный входной фильтр и цепи подавления шума эффективно борются с паразитным электромагнитным излучением.
Силовые модули — это компактные интегрированные сборки, содержащие силовые компоненты: диоды, тиристоры, MOSFET-транзисторы, IGBT, собранные на общем тепло- и электроотводе с изоляцией. Они используются в ключевых звеньях инверторов, выпрямителей, преобразователей частоты и напряжения, а также в системах управления двигателями и источниках питания переменного тока. Их преимущества — высокая плотность мощности, компактность, надёжность, широкий диапазон токов (до сотен ампер) и напряжений (до 1200 В), а также длительный срок службы, высокая термическая устойчивость и возможность оптического управления.
Импульсные регуляторы напряжения — устройства, реализующие стабилизацию постоянного напряжения за счёт высокочастотного ключевого переключения. Они могут как понижать (Buck), так и повышать (Boost), инвертировать (Buck-Boost) или объединять функции в одном устройстве. В основе лежат: силовой ключ, дроссель, выпрямительный диод и конденсатор сглаживания, а регулировка достигается широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).
Ключевые преимущества импульсных регуляторов:
- Высокая эффективность — КПД до 95 % и выше, минимальные тепловые потери.
- Компактность и низкая масса — меньше и легче линейных регуляторов, что особенно востребовано в портативной электронике.
- Универсальные топологии — понижающие, повышающие, инвертирующие, buck-boost для гибкости применения.
- Широкий диапазон входного напряжения, быстрый отклик и стабильное выходное напряжение.
Недостатки: высокая стоимость, необходимость в системе охлаждения, чувствительность к перегрузкам, особенно по току, и ограниченный ресурс работы, зависящий от качества и условий эксплуатации.
ZKPM4613 — полноценный источник питания постоянного тока со сверхнизким уровнем шума, 8А импульсный регулятор напряжения DC-DC. В комплект входят ШИМ-контроллер, силовые транзисторы, индуктивность и все необходимые компоненты обвязки. Работая с широким диапазоном входных напряжений (5-36 В), стабилизатор выдает напряжение в интервале 3,3-15 В, подстраиваемое одним резистором. Для завершения проектирования необходимы только объемные входные и выходные конденсаторы.
ZKPM4644 - четырехканальный DC/DC step-down регулятор с напряжением 4 А на выходе. Выходы могут быть мультиплексированы или подключены параллельно, что обеспечивает мощность до 16А. В модуль включены контроллеры переключения, силовые транзисторы, индуктивность, высокоточное сопротивление верхнего делителя (0,5%) и вспомогательные компоненты. Для создания полноценного понижающего регулятора постоянного тока с четырьмя выходами требуется несколько фильтров, удерживающих конденсаторов и резисторов. Работая в диапазоне входного напряжения 4-14 В, ZKPM4644 поддерживает диапазон выходного напряжения 0,6-5,5 В, подстраиваемый одним резистором. Устройство поддерживает синхронизацию частоты, непрерывный или прерывистый режим работы и отслеживание выходного напряжения. Функции защиты от сбоев включают встроенный контроль температуры, защиту от перегрева и перегрузки по току.