Разработка силовой электроники

Проектируем силовую электронику любой сложности — от компактных модулей питания для IoT до высокомощных промышленных систем. В разработках используем современную элементную базу на основе MOSFET, IGBT, GaN и SiC транзисторов, что позволяет достигать КПД выше 95%.

Создаем инверторы, выпрямители и DC/DC-конвертеры с высокой плотностью мощности, а также интеллектуальные зарядные устройства и системы управления батареями. Разрабатываем контроллеры для управления электродвигателями с алгоритмами плавного пуска и импульсные источники питания, устойчивые к сетевым помехам. При проектировании берем на себя полный цикл работ: от теплового моделирования и расчетов ЭМС до подготовки конструкторской документации и сопровождения при запуске серийного производства.

Обеспечиваем ЭМС за счет комплексной работы на трех уровнях: схемотехника, топология печатной платы и программные алгоритмы.

На уровне схемотехники рассчитываем многокаскадные EMI-фильтры и внедряем снабберные цепочки. Эти элементы эффективно подавляют помехи в сети и сглаживают резкие выбросы напряжения, которые возникают при переключении мощных транзисторов.

В топологии печатной платы мы физически разносим силовые и сигнальные цепи, чтобы исключить наводки. Минимизируем площадь токовых петель и используем многослойную структуру с выделенными экранными слоями «земли». Заранее предусматриваем установку локальных металлических экранов непосредственно на чувствительные узлы платы, используем ферритовые фильтры и закладываем требования к применению экранированных кабелей.

Программная часть дополняет аппаратную защиту: мы внедряем алгоритмы, которые «размывают» пики излучений. Такой подход позволяет устройству соответствовать отраслевым стандартам без избыточного усложнения электронной начинки.

На цену проекта влияют функционал устройства, объем проектирования и специфика комплектующих. Мы предоставляем прозрачную детализированную смету после первичного аудита ваших требований. Наша команда всегда готова предложить варианты технической оптимизации, которые помогут эффективно распределить бюджет без потери качества и надежности изделия.

Тепловой расчет выполняем одновременно с разработкой схемотехники. Для ответственных узлов проводим связанное электротепловое моделирование, рассчитываем потери мощности в зависимости от токов и частоты переключения. Строим тепловые RC-сети, которые позволяют прогнозировать пиковые температуры переходов IGBT и MOSFET в динамических режимах. Такой анализ помогает еще на этапе симуляции задать точные лимиты по мощности и защитить устройство от теплового разгона.
На уровне конструктива печатной платы используем утолщенные медные слои (от 105 мкм и выше), тепловые переходные отверстия под силовыми компонентами и массивные медные шины для эффективного отвода тепла. В особо нагруженных проектах применяем платы на металлическом основании (IMS) — это позволяет равномерно распределять тепло по поверхности и отказываться от громоздких внешних радиаторов там, где это возможно.

В среднем разработка устройства силовой электроники занимает от 4 до 9 месяцев. Этот срок включает в себя полный цикл: от проработки технического задания и моделирования схемотехники до сборки и испытаний опытного образца. Простые узлы, такие как маломощные DC/DC-преобразователи, мы можем реализовать за 3-4 месяца. Создание сложных систем, например, инверторов высокой мощности или зарядных станций с интеллектуальным управлением, требует более длительных испытаний на тепловую надежность и ЭМС, что увеличивает срок разработки.

Мы придерживаемся гибкого подхода к выбору элементной базы, ориентируясь на задачи бизнеса, требования к локализации и стабильность поставок.

Наши инженеры проводят аудит доступных на рынке предложений, рассматривая проверенные мировые бренды и качественные аналоги из Юго-Восточной Азии и РФ. Мы берем на себя верификацию параметров выбранных компонентов, чтобы гарантировать, что устройство будет работать стабильно вне зависимости от страны происхождения его «начинки».