В ЛЭТИ научились проектировать высокоэффективные и компактные вторичные источники питания для электроники

В ЛЭТИ научились проектировать высокоэффективные и компактные вторичные источники питания для электроники

Предложенный подход для проектирования вторичных источников электропитания, в том числе на отечественной элементной базе, позволяет создавать решения, которые по своим массогабаритным и энергетическим характеристикам могут конкурировать с лучшими мировыми аналогами.

24.05.2022 710

Характерной особенностью современных электротехнических систем является наличие первичного источника электрической энергии со стабилизированными параметрами напряжения.

Например, аккумуляторные батареи для электромобилей имеют постоянное напряжение от 350 до 800 вольт. При этом оборудование электромобиля обладает различными требованиями к электропитанию (уровень и род напряжения), как правило не совпадающими с характеристиками первичных источников. Так, электродвигателю нужно переменное напряжение с изменяемой частотой, а системам управления – постоянное напряжение определенного уровня (12, 24 В и др.). Для решения этой задачи используются вторичные источники электропитания. Сегодня они применяются практически во всех видах электроники: компьютерах, смартфонах, радарах, самолетах, роботах и многих других.

Современный вторичный источник электропитания – это сложное устройство, состоящее из десятков или сотен компонентов, каждый из которых решает свою индивидуальную задачу. Проектирование и производство таких устройств требует серьезного научно-обоснованного подхода к расчету электрических схем и компонентов, к организации технологических процессов, особенно для обеспечения серийного производства.

Ученые ЛЭТИ стараются не отставать от мировых трендов развития этой области силовой электроники, внося свой вклад в технологию проектирования и производства. За счет математического анализа и многолетнего практического опыта удается находить уникальные технические решения.

«Мы разработали технологию проектирования высокоэффективных источников электропитания, которые являются неотъемлемой частью большого числа приборов и систем, работающих на электричестве. В процессе выполнения научно-исследовательских работ, а также участия в совместных разработках с ведущими предприятиями у нашего коллектива сформировалось понимание того, как можно создавать такие устройства на отечественной элементной базе с учетом особенностей имеющихся технологий серийного производства».

Доцент кафедры систем автоматического управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Никита Александрович Доброскок

Миниатюризация устройств приводит к необходимости решения большого числа задач, связанных с расположением в ограниченном пространстве силовых и управляющих компонентов, необходимостью обеспечения охлаждения и тепловых режимов, электромагнитной совместимости, помехозащищенности и многих других. Для решения этих задач ученые прошли длительный путь, связанный с итеративным созданием теоретических и численных моделей источников питания, их исследованием в специальных пакетах программ, прототипированием предлагаемых схемотехнических решений с последующим уточнением как самих решений, так и математических моделей.

«Область применения технологии включает в себя радиоэлектронные комплексы, средства автоматики и телекоммуникаций, медицины, тяжелой промышленности, транспорта, устройства бытовой электроники», – поясняет Никита Александрович Доброскок.

В результате исследований, проводимых как членами профессорско-преподавательского состава кафедры САУ, так и ее выпускниками, работающими у индустриальных партнеров СПбГЭТУ «ЛЭТИ», удалось разработать и внедрить в продукцию таких предприятий как АО «Концерн «Океанприбор», филиал «ЦНИИ СЭТ» ФГУП «КГНЦ», АО «Концерн «НПО «Аврора», ООО «ВИСКОМ» уникальные источники вторичного электропитания. Исследование проведено в рамках госзадания.