Maksimoi kytkimen ohjaustehokkuus oikealla hilaohjaimen tehomuuntimella

Kytkevät tehopuolijohteet, kuten piihin (Si), piikarbidiin (SiC) ja galliumnitridiin (GaN) perustuvat MOSFET-transistorit sekä eristebipolaaritransistorit (IGBT), ovat avain korkean hyötysuhteen tehojärjestelmäratkaisuihin virtalähteistä ja moottorikäytöistä latausasemiin ja lukemattomiin muihin sovelluksiin. Jotta kytkimellä saavutetaan maksimaalinen suorituskyky, tarvitaan kuitenkin sopiva hilaohjain.

Kuten nimikin kertoo, tämän komponentin tehtävänä on ohjata kytkimen hilaa ja siten kytkeä se nopeasti ja tarkasti johtavuustilaan tai pois johtavuustilasta. Tämä edellyttää, että ohjaimella on kyky syöttää/niellä riittävästi virtaa (hilan) sisäisestä laite- ja hajakapasitanssista (loiskapasitanssista), induktanssista ja muista kuormaongelmista huolimatta. Näin ollen oikein mitoitetun ja sopivat avainominaisuudet tarjoavan hilaohjaimen käyttö on ratkaisevan tärkeää kytkimen täyden potentiaalin ja tehokkuuden hyödyntämiseksi. Jotta hilaohjaimesta saataisiin paras mahdollinen hyöty, suunnittelijan on kuitenkin kiinnitettävä erityistä huomiota ohjaimen DC-virtalähteeseen, joka on kytkimen DC-jännitetasosta riippumaton. Tämä virtalähde muistuttaa perinteistä virtalähdettä, mutta siinä on joitakin tärkeitä eroja. Virtalähde voi olla unipolaarinen, mutta monissa tapauksissa se on epäsymmetrinen bipolaarinen. Lisäksi siinä on muitakin toiminnallisia ja rakenteellisia eroja. Lisäksi suunnittelijoiden on kiinnitettävä huomiota sen kokoon ja otettava piirilevyn kokoa ja profiilin korkeutta koskevat vaatimukset. Komponentin on myös sovelluttava haluttuihin kokoonpano- ja valmistusprosesseihin.

Tässä artikkelissa tarkastellaan hilaohjainten teholähteitä ja siinä käytetään esimerkkeinä Murata Power Solutions MGJ2-sarjaa. Nämä ovat 2-wattisia DC/DC-hilaohjaimille tarkoitettuja DC/DC-pintaliitosmuuntimia (SMD).

Aloitetaanpa kytkinkomponenteilla

Hilaohjaimen DC/DC-muuntimen roolin ja haluttujen ominaisuuksien ymmärtäminen alkaa kytkinkomponenteista. Kun kytkinkomponenttina käytetään MOSFET-transistoria, se kytketään pois päältä ja päälle hila-lähde-polun kautta (IGBT on samanlainen). Kun hila-lähde-jännite on pienempi kuin kynnysjännite (V_GS < V_TH), MOSFET on katkaisualueella, nieluvirtaa ei kulje, I_D = 0 ampeeria (A), ja MOSFET näkyy ”avoimena kytkimenä” (kuva 1).

Kuva 1: Katkaisutilassa MOSFET-transistorin nielu-lähde-polku näyttää avoimelta kytkimeltä. (Kuvan lähde: Quora)

Kun hila-lähde-jännite on sitä vastoin paljon kynnysjännitettä (V_GS > V_TH) korkeampi, MOSFET-transistori on kyllästysalueella. Nielun kautta kulkee maksimaalinen virta (I_D = V_DD /R_L) ja MOSFET näkyy alhaisen resistanssin ”suljettuna kytkimenä” (kuva 2). Ihanteellisessa MOSFET-transistorissa nielu-lähde-jännite olisi nolla (V_DS = 0 volttia), mutta käytännössä V_DS on yleensä noin 0,2 volttia. Tämä johtuu sisäisestä kytkentävastuksesta R_DS(on), joka on tyypillisesti alle 0,1 ohmia (Ω), mutta voi olla jopa vain muutamia kymmeniä milliohmeja.

Kuva 2: Kyllästystilassa MOSFET-transistorin nielu-lähde-polku näyttää alhaisen resistanssin kytkimeltä. (Kuvan lähde: Quora)

Vaikka kytkentäkaaviot antavat sen vaikutelman, että hilaan syötetty jännite kytkee MOSFET-transistorin päälle ja pois päältä, se on vain osa totuudesta. Tämä jännite synnyttää sähkövirran MOSFET-transistoriin, kunnes varaus riittää kytkemään sen päälle. Virtamäärä, joka tarvitaan nopeaan kytkentään täysin päälle, voi olla vain muutamasta milliampeerista (mA) useisiin ampeereihin (A). Se riippuu kytkevän ohjaimen koosta (virtaluokituksesta) ja tyypistä.

Hilaohjaimen tehtävänä on syöttää hilaan riittävä virta nopeasti ja tarkasti MOSFET-transistorin kytkemiseksi päälle ja käänteisesti niellä tämä virta MOSFET-transistorin kytkemiseksi pois päältä. Tarkemmin sanottuna hilaa täytyy ohjata matalaimpedanssisella virtalähteellä, joka pystyy syöttämään ja nielemään riittävästi virtaa ja joka mahdollistaa näin ohjausvarauksen nopean asettamisen ja poistamisen.

Jos MOSFET-hila näkyisi puhtaasti resistiivisenä kuormana, tämän virran syöttö ja nielu olisi suhteellisen yksinkertaista. MOSFET sisältää kuitenkin sisäisiä kapasitiivisia ja induktiivisia loiselementtejä. Myös ohjaimen ja kytkimen välisissä liitännöissä on loisarvoja (kuva 3).

Kuva 3: Tämä MOSFET-malli näyttää loiskapasitanssin ja -induktanssin, jotka vaikuttavat ohjaimen suorituskykyyn. (Kuvan lähde: Texas Instruments)

Seurauksena on hilaohjaussignaalin värähtely kynnysjännitteen ympärillä. Tämä kytkee kytkimen hetkellisesti päälle ja pois päältä yhden tai useamman kerran, kunnes se kytketään täysin päälle tai pois päältä. Tämä on jokseenkin verrattavissa mekaanisen kytkimen ”värähtelyyn” (kuva 4).

Kuva 4: MOSFET-kuorman loisarvojen aiheuttama ohjainlähdön värähtely voi johtaa virheaktivointeihin, jotka muistuttavat mekaanisen kytkimen värähtelyä. (Kuvan lähde: Learn About Electronics)

Seuraukset voivat olla huomaamattomia tai pelkästään ärsyttäviä satunnaisessa käytössä, kuten valon sytyttämisessä tai sammuttamisessa. Virtalähteissä, moottorikäytöissä ja vastaavissa osajärjestelmissä paljon käytetyn PWM-pulssileveysmodulaation nopeasti kytkeviin piireihin voi kuitenkin tulla vaurioita. Värähtely voi aiheuttaa oikosulkuja ja jopa pysyviä vaurioita normaaleissa puoli- ja täyssiltatopologioissa, joissa kuorma on sijoitettu ylemmän ja alemman MOSFET-parin väliin, jos kumpikin sillan samalla puolella oleva MOSFET-transistori kytkeytyy samanaikaisesti päälle edes hetkeksi. Tämä ilmiö tunnetaan nimellä ”ylilyönti” (kuva 5).

Kuva 5: Normaalisti MOSFET-transistorit Q1 ja Q4 (vasemmalla) tai Q2 ja Q3 (oikealla) aktivoidaan samanaikaisesti. Jos kuitenkin sillan Q1 ja Q2 tai Q3 ja Q4 kytketään päälle samanaikaisesti ohjainongelmien tai muiden syiden vuoksi, jännitetason ja maan välille syntyy oikosulku. Tätä tulee välttää ja se voi vaurioittaa piiriä. (Kuvan lähde: Quora)

Hilaohjauksen yksityiskohtia

Virran syöttäminen hilaan vaatii riittävän korkean positiivisen jännitetason, joka varmistaa virtakytkimen täyden kyllästymisen/avautumisen hilan absoluuttista maksimijännitettä kuitenkaan ylittämättä. Vaikka tämä jännitearvo riippuu laitetyypistä ja -mallista, IGBT- ja normaalit MOSFET-transistorit kytkeytyvät yleensä täysin päälle 15 voltin ohjauksella, kun taas tyypilliset SiC MOSFET -transistorit saattavat tarvita lähes 20 volttia täyttä päästötilaa varten.

Negatiivisen hilaohjausjännitteen tilanne on hieman monimutkaisempi. Periaatteessa hilan 0 volttia riittää estotilaan. Tyypillisesti -5 ... -10 voltin negatiivinen jännite mahdollistaa kuitenkin hilavastuksella ohjattavan nopean kytkennän. Sopivalla negatiivisella ohjauksella varmistetaan, että hila-emitterin katkaisujännite on aina todellisuudessa nolla tai pienempi.

Tämä on ratkaisevan tärkeää, koska kytkimen ja ohjainreferenssin välinen emitteri-induktanssi (L) (kuvan 6 pisteessä ”x”) aiheuttaa vastakkaisen hila-emitteri-jännitteen, kun kytkin kytketään pois päältä. Induktanssi voi olla alhainen, mutta jo hyvin pieni 5 nanohenryn (nH) induktanssi (muutaman millimetrin johdin) synnyttää 5 volttia di/dt-muuttumisnopeudella 1000 A per mikrosekunti (A/μs).

Kuva 6: Pienikin emitteri-induktanssi kytkimen ja ohjainreferenssin välisessä pisteessä ”x” voi synnyttää layoutin vuoksi vastakkaisen hila-emitteri-jännitteen, kun kytkintä kytketään pois päältä. Tämä aiheuttaa päälle-/poiskytkentään värinää. (Kuvan lähde: Murata Power Solutions)

Negatiivinen hilaohjausjännite auttaa myös vähentämään Miller-ilmiön synnyttämää kapasitanssia C_m kollektorin sekä nielun ja hilan välillä. Tämä syöttää virtaa hilaohjauspiiriin komponentin poiskytkennän aikana. Kun komponentti kytketään pois päältä, kollektori-hila-jännite nousee ja virta, jonka suuruus on C_m × dV_ce/dt, kulkee Miller-kapasitanssin läpi hilan ja emitterin/lähteen väliseen kapasitanssiin C_ge ja hilavastuksen kautta ohjainpiiriin. Tuloksena oleva hilan jännite V_ge voi olla riittävä kytkemään komponentti uudelleen päälle, mikä voi synnyttää ylilyönnin ja vaurioittaa piiriä (kuva 7).

Kuva 7: Negatiivista hilaohjausjännitettä käyttämällä voidaan korjata heikkoudet, joita Miller-ilmiön synnyttämä kapasitanssi aiheuttaa MOSFET- tai IGBT-transistorissa. (Kuvan lähde: Murata Power Solutions)

Nämä vaikutukset minimoidaan kuitenkin ohjaamalla hila negatiiviseksi. Tästä syystä tehokas ohjainrakenne edellyttää sekä positiivista että negatiivista jännitetasoa hilan ohjaamiseksi. Hilaohjaimen tulojännitetasot ovat kuitenkin yleensä epäsymmetriset ja positiivinen jännite on negatiivista jännitettä suurempi toisin kuin useimmissa bipolaarisissa DC/DC-muuntimissa, joissa on symmetriset lähdöt (kuten +5 V ja -5 V).

Muuntimen teholuokituksen mitoitus

Kriittisenä tekijänä toimii se, paljonko virtaa hilaohjausmuuntimen on pystyttävä syöttämään, ja mikä siis on sen teholuokitus. Peruslaskutoimitus on melko yksinkertainen. Hila on ladattava ja purettava jokaisessa kytkentäsyklissä hilavastuksen R_g kautta. Komponentin tekniset tiedot sisältävät kuvaajan Q_g-hilavarauksesta. Tässä Q_g on hilaelektrodiin syötettävän varauksen suuruus MOSFET-transistorin kytkemiseksi päälle (ohjaamiseksi) annetulla hilajännitteellä. Teho, jonka DC/DC-muuntimen täytyy tarjota, lasketaan kaavalla:

Q_g on hilavaraus valitulle hilajännitteen vaihtelulle (positiivisesta negatiiviseen) jännitteellä V_s ja taajuudella F. Tämä teho kulutetaan kytkimen sisäisessä hilavastuksessa (R_int) ja ulkoisessa sarjavastuksessa R_g. Useimmat hilaohjaimet tarvitsevat alle 1–2 watin virtalähteen.

Toinen tekijä on hilan lataukseen ja purkamiseen tarvittava huippuvirta (I_pk). Se on muuttujien V_s, R_int ja R_g funktio. Se lasketaan kaavalla:

Monissa tapauksissa tämä huippuvirta on enemmän kuin mitä DC/DC-muunnin pystyy syöttämään. (Lyhyellä käyttöjaksolla toimivan) suuremman ja kalliimman virtalähteen sijasta useimmissa ratkaisuissa ohjainten tulojännitetasojen virransyöttöön käytetään tasauskondensaattoreita, jotka muunnin lataa syklin pienivirtaisten osuuksien aikana.

Peruslaskutoimituksilla määritetään, kuinka suuria näiden tasauskondensaattoreiden tulisi olla. On kuitenkin myös tärkeää, että niiden ekvivalenttinen sarjaresistanssi (ESR) ja induktanssi (ESL) ovat alhaiset, jotta ne eivät haittaa niiden syöttämää transienttivirtaa.

Muita hilaohjausmuuntimeen liittyviä tekijöitä

Hilaohjaimen DC/DC-muuntimiin liittyy muitakin uniikkeja tekijöitä. Niitä ovat mm.:

• Regulointi: DC/DC-muuntimen kuormitus on lähellä nollaa, kun laite ei katko jännitettä. Useimmat tavanomaiset muuntimet tarvitsevat kuitenkin aina minimikuormituksen, sillä muuten niiden lähtöjännite voi kasvaa dramaattisesti, mahdollisesti jopa hilan läpilyöntitasolle asti.

Tämä korkeajännite varastoituu tasauskondensaattoreihin. Kun laite alkaa katkomaan jännitettä, hilan jännite voi olla liian korkea kunnes muuntimen taso laskee normaalikuormituksen tasolle. Sen vuoksi tulisi käyttää DC/DC-muunninta, jonka lähtöjännite on rajoitettu tai jonka minimikuormitusvaatimukset ovat hyvin alhaiset.

• Käynnistys ja sammutus: On tärkeää, etteivät PWM-ohjaussignaalit ohjaa aktiivisesti IGBT- ja MOSFET-transistoreita ennen kuin ohjauspiirin jännitetasot ovat niille määritetyissä arvoissa. Kun hilaohjausmuuntimiin kytketään virta tai virta katkaistaan, komponentit voivat transienttitilan aikana kuitenkin aktivoitua, silloinkin kun PWM-signaali ei ole aktiivinen. Tämä voi johtaa läpilyöntiin ja piirin vaurioitumiseen. Siksi DC/DC-muuntimen lähtöjen täytyy toimia hallitusti käynnistyksen ja sammutuksen aikana ja niiden nousun ja laskun pitää olla monotoninen (kuva 8).

Kuva 8: On ratkaisevan tärkeää, että DC/DC-muuntimen lähdöt toimivat hallitusti käynnistys- ja sammutussekvenssien aikana ja ettei niissä esiinny jännitetransientteja. (Kuvan lähde: Murata Power Solutions)

• Erotus- ja kytkentäkapasitanssi: Invertterit tai tehomuuntimet käyttävät korkean tehon generoimiseksi yleensä siltakonfiguraatiota verkkotaajuisen vaihtovirran tuottamiseen tai moottoreiden, muuntajien tai muiden kuormien kaksisuuntaiseen PWM-ohjaukseen. Käyttäjäturvallisuus ja lakisääteiset määräykset vaativat, että hilaohjauksen PWM-signaali ja siihen liittyvien yläpuolen kytkimien ohjausjännitetasot on erotettava galvaanisesti maasta eikä niiden välillä saa olla ohmista reittiä. Myös erotussuojuksen täytyy olla kestävä. Sen toiminta ei saa heikentyä merkittävästi toistuvien osittaispurkausten vaikutuksesta sen koko elinkaaren aikana.

Lisäksi erotussuojuksen ylitse tapahtuva kapasitiivinen kytkeytyminen aiheuttaa ongelmia. Vaikutus ovat verrattavissa täysin eristetyn AC-verkkomuuntajan ensiö- ja toisiokäämien väliseen vuotovirtaan. Tämän vuoksi vaaditaan, että ohjainpiirin ja siihen liittyvien jännitetasojen on oltava immuuneja kytkinsolmun korkealle dV/dt-muutokselle ja niiden kytkentäkapasitanssin tulee olla hyvin alhainen.

Tämä ongelma johtuu erittäin nopeista kytkentäreunoista, jotka ovat tyypillisesti 10 kilovolttia mikrosekunnissa (kV/μs) ja uusimmissa GaN-laitteissa jopa 100 kV/μs. Tämä nopeasti muuttuva dV/dt synnyttää transienttivirran DC/DC-muuntimen erotussuojuksen kapasitanssin läpi.

Koska virta on I = C x (dV/dt), jopa pieni vain 20 pikofaradin (pF) liitoskapasitanssi synnyttää 10 kV/μs:n kytkentänopeudella 200 mA:n virran. Tämä virta löytää ei-tarkoituksellisen paluureitin ohjainpiirin läpi takaisin siltaan ja aiheuttaa jännitepiikkejä liitäntävastuksissa ja induktansseissa. Tämä voi keskeyttää ohjaimen ja jopa DC/DC-muuntimen toiminnan. Siksi alhainen kytkentäkapasitanssi on erittäin toivottavaa.

DC/DC-muuntimen peruserotukseen ja siihen liittyvään eristykseen liittyy toinenkin tekijä. Erotussuojaus on suunniteltu kestämään jatkuvaa nimellisjännitettä, mutta koska jännitettä katkotaan jatkuvasti, suojaus saattaa heikentyä ajan myötä nopeammin. Tämä johtuu suojausmateriaalin sähkökemiallisista ja osittaispurkausvaikutuksista, jotka on mitoitettu pelkästään kiinteää DC-jännitettä varten.

DC/DC-muuntimessa tarvitaan sen vuoksi vankka eristys ja reilut ilmavälin ja pintavälin minimietäisyydet. Jos muuntimen eristys muodostaa myös osan suojaerotusjärjestelmää, sovelletaan asiaankuuluvia viranomaismääräyksiä vaaditun erotustason (perus, täydentävä, vahvistettu), käyttöjännitteen, likaantumisasteen, ylijänniteluokan ja korkeuden osalta.

Näistä syistä ainoastaan rakenteeltaan ja materiaaleiltaan sopivat DC/DC-hilaohjausmuuntimet ovat hyväksyttyjä tai niiden hyväksyntä on vireillä standardin UL60950-1 mukaisesti erilaisille perus- ja vahvistetuille suojaustasoille (nämä vastaavat yleensä standardin EN 62477-1:2012:n vaatimuksia). Tiukempi hyväksyntä on myös voimassa tai vireillä lääketieteellisen standardin ANSI/AAMI ES60601-1 mukaisesti sisältäen 1 × potilaan suojausmenetelmän (MOPP) ja 2 × käyttäjän suojausmenetelmän (MOOP).

• Yhteismuotoinen transientti-immuniteetti: CMTI (Common-mode transient immunity) on tärkeä hilaohjainparametri korkeilla kytkentätaajuuksilla, kun hilaohjaimessa on jännite-ero kahden erillisen maareferenssin välillä. Tällaisia ovat esimerkiksi erotetut hilaohjaimet. CMTI tarkoittaa kahden erotetun piirin välille kytketyn yhteismuotoisen jännitteen suurinta sallittua nousu- tai laskunopeutta. Se ilmoitetaan arvona kV/µs tai voltteina nanosekunnissa (V/ns).

Korkea CMTI merkitsee, että erotetun rakenteen molemmat puolet – lähetys- ja vastaanottopuoli – ylittävät teknisissä tiedoissa esitetyt spesifikaatiot, kun erotussuojukseen kohdistuu signaali, jonka kasvunopeus (positiivinen) tai laskunopeus (negatiivinen) on erittäin korkea. Tämä arvon pitäisi löytyä DC/DC-muuntimen teknisistä tiedoista. Suunnittelijoiden on sovitettava se piirin toimintataajuuden ja -jännitteen mukaan.

Hilaohjaimen DC/DC-muuntimen vaatimusten täyttäminen

Murata tuntee hilaohjaimien kanssa käytettäviä DC/DC-muuntimia koskevat lukuisat haastavat ja usein ristiriitaiset vaatimukset ja yritys on nyt lisännyt läpiasennettavien DC/DC-muuntimien MGJ2-sarjaan myös DC/DC-pintaliitosyksiköitä. Sarjan muuntimet soveltuvat hyvin IGBT- ja MOSFET-transistorien yläpuolen ja alapuolen hilaohjauspiirien virransyöttöön tila- ja painorajoitteisissa sovelluksissa kiitos niiden suorituskyvyn, kompaktin koon ja matalan profiilin (pituus noin 20 millimetriä (mm) × leveys 15 mm × korkeus 4 mm). Ne sopivat hyvin myös SMD-valmistusprosesseihin (kuva 9).

Kuva 9: Kaikki Muratan MGJ2-sarjan DC/DC-muunninyksiköt näyttävät ulkoapäin samoilta ja samankokoisilta, mutta niitä on saatavana erilaisilla tulojänniteluokituksilla ja bipolaarisilla lähtöjännitepareilla. (Kuvan lähde: Murata Power Solutions)

Tämän 2-wattisen muunninsarjan komponentit toimivat 5, 12 ja 15 voltin nimellistulojännitteillä. Ne tarjoavat valikoiman epäsymmetrisiä lähtöjännitteitä (lähdöt +15 V / -5 V, +15 V / -9 V ja +20 V / -5 V) optimaalisia ohjaustasoja varten erittäin korkealla järjestelmätehokkuudella ja minimaalisilla sähkömagneettisilla häiriöillä (EMI). Pintaliitoskotelo helpottaa fyysistä integrointia hilaohjainten kanssa. Kotelo myös mahdollistaa piirien sijoittamisen lähemmäksi toisiaan, mikä vähentää johdotuksen kompleksisuutta ja minimoi samalla sähkömagneettisten tai radiotaajuushäiriöiden (RFI) vaikutuksen.

MGJ2-sarja on suunniteltu moottorikäytöissä ja inverttereissä käytettävien siltapiirien edellyttämien korkeiden erotus- ja dV/dt-vaatimuksien mukaisesti. Teollisuustason lämpötilaluokitus ja rakenne takaavat pitkän käyttöiän ja korkean luotettavuuden. Muita tärkeitä ominaisuuksia ovat:

• UL62368-hyväksynnän mukainen vahvistettu eristys (vireillä)
• ANSI/AAMI ES60601-1 -hyväksyntä (vireillä)
• 5,7 kV:n DC-erotustestijännite (suurjännitetestin mukaan)
• Erittäin alhainen erotuskapasitanssi
• Toiminta jopa +105 °C:n lämpötilaan asti (tehon alennuksella)
• Oikosulkusuojaus
• Karakterisoitu yhteismuotoinen transientti-immuniteetti (CMTI) > 200 kV/µs
• Jatkuva eristyksen kestojännite 2,5 kV
• Karakterisoitu osittaispurkausteho

Kaksi yksikköä havainnollistavat MGJ2-sarjan tarjoaman suorituskyvyn:

• MGJ2D152005MPC-R7 hyväksyy 15 voltin nimellistulojännitteen (13,5–16,5 V) ja tarjoaa erittäin epäsymmetriset +20 voltin ja -5,0 voltin lähdöt jopa 80 mA:n virralla. Tärkeimpiin teknisiin ominaisuuksiin kuuluvat kuorman regulointi 9 % ja 8 % (maksimi) kahdessa lähdössä, aaltoilu ja kohina alle 20/45 mV (tyypillinen/maksimi), hyötysuhde 71/76 % (minimi/tyypillinen), vain 3 pF:n erotuskapasitanssi ja keskimääräinen vikaantumisaika (MTTF) noin 1100 tuhatta tuntia (määritetty MIL-HDBK-217 FN2:n mukaan) ja 43 500 tuhatta tuntia (Telecordia SR-332 -laskentamallien mukaan).

• MGJ2D121509MPC-R7 käyttää 12 voltin nimellistulojännitettä (10,8–13,2 volttia) ja tarjoaa epäsymmetriset +15 voltin ja -9,0 voltin lähdöt samalla jopa 80 mA:n virralla. Muihin tärkeisiin teknisiin ominaisuuksiin kuuluvat kuorman regulointi 8 % / 13 % (tyypillinen/maksimi) +15 voltin lähdössä ja kuorman regulointi 7 % / 12 % (tyypillinen/maksimi) -9,0 voltin lähdössä, aaltoilu ja kohina alle 20/45 mV (tyypillinen/maksimi), hyötysuhde 72/77 % (minimi/tyypillinen), 3 pF:n erotuskapasitanssi ja keskimääräinen vikaantumisaika (MTTF) noin 1550 tuhatta tuntia (määritetty MIL-HDBK-217 FN2:n mukaan) ja 47 800 tuhatta tuntia (Telecordia-mallit).

Tämän sarjan komponenteille yhteisissä teknisissä tiedoissa kerrotaan odotetulla tavalla staattista ja dynaamista suorituskykyä kuvaavat luettelot ja kaaviot. Lisäksi siinä luetellaan lukuisia alan standardeja ja lakisääteisiä määräyksiä, jotka nämä muuntimet täyttävät. Lisäksi se sisältää kattavat tiedot näiden tekijöiden määrittämiseen käytetyistä testiolosuhteista. Tämä lisää luotettavuustasoa ja nopeuttaa tuotteen sertifiointia sellaisissa sovelluksissa, joiden on täytettävä tiukat lakisääteiset vaatimukset.

Yhteenveto

Sopivan MOSFET- tai IGBT-komponentin valinta hakkurivirtalähdettä varten on yksi osa suunnitteluprosessia. Siihen on valittava myös vastaava hilaohjain, joka ohjaa kytkintä ja kytkee sen nopeasti ja tarkasti päälle ja pois päältä. Ohjain tarvitsee puolestaan sopivan DC/DC-muuntimen, joka syöttää sille virtaa. Kuten edellä on esitetty, Muratan MGJ2-sarjan 2-wattiset DC/DC-pintaliitosmuuntimet tarjoavat tarvittavan sähköisen suorituskyvyn. Ne täyttävät myös monet monimutkaiset turvallisuus- ja viranomaismääräykset, joita tässä tehtävässä edellytetään.