CHM150-Serie – medizinischer Half-Bridge-DC-DC-Wandler mit 150 Watt, 18–36 VDC und 2:1-Eingang
- Technologie
- DC-DC-Stromversorgungen
- Partner
- Cincon
Die CHM150-Serie ist ein isolierter 150-W-DC-DC-Wandler für medizinische Anwendungen, entwickelt für Half-Brick-Stromversorgungsarchitekturen. Er akzeptiert einen 18–36-VDC-Eingang, ausgelegt für 24-VDC-Systeme, und liefert geregelte Einfachausgänge mit 12 V, 15 V oder 24 V. Die Serie ist für medizinische Geräte, dezentrale Stromversorgungssysteme, Telekommunikation, batteriebetriebene Geräte und Industrieelektronik vorgesehen. Die Integration in medizinische Anwendungen wird durch eine 5000-VAC-Isolation von Eingang zu Ausgang, die IEC/UL 60601-1 Third-Edition 2-MOPP-Zulassung und eine Auslegung für CF-klassifizierte Anwendungen unterstützt. Varianten mit positivem und negativem Remote On/Off sind für unterschiedliche Steuerungskonzepte verfügbar. Remote Sense und die externe Einstellung der Ausgangsspannung unterstützen Präzision am Lastpunkt und Systemflexibilität. Zu den Schutzfunktionen gehören UVLO, Überstrom-, Überspannungs-, Übertemperaturschutz und kontinuierlicher Kurzschlussschutz. Die thermische Integration wird durch eine Aluminium-Grundplatte und optionale Kühlkörperkonfigurationen über einen Gehäusetemperaturbereich von −40 °C bis +100 °C unterstützt.
Die CHM150-Serie ist eine medizinisch zugelassene Familie isolierter DC-DC-Wandler für Systeme mit 24 VDC-Schwerpunkt. Sie kombiniert ein standardisiertes Half-Brick-Format mit 150 W Ausgangsleistung, verstärkter 5000-VAC-Isolation und Einfachausgängen mit 12 V, 15 V oder 24 V.
Die Baureihe ist für medizinische Geräte und andere anspruchsvolle Embedded-Plattformen ausgelegt, bei denen kontrollierte Ableitströme, 2-MOPP-Isolation und flexible Integrationsmerkmale gefordert sind. Varianten mit Remote On/Off in positiver und negativer Logik, Remote Sense, Ausgangsspannungsanpassung und mehrere Schutzfunktionen unterstützen den Einsatz in komplexen Stromversorgungsarchitekturen.
Eigenschaften
- 150 W geregelter Einfachausgang – Bietet eine stabile Stromversorgungsplattform für eingebettete Medizin- und Industriesysteme.
- 18–36 VDC 2:1-Eingangsbereich – Geeignet für Geräte mit einer nominalen 24-VDC-Versorgung.
- 12 V, 15 V und 24 V Ausgangsoptionen – Erleichtert die Anpassung des Wandlers an unterschiedliche Versorgungsschienen.
- Wirkungsgrad bis zu 91,5 % – Unterstützt eine geringere Verlustleistung unter Nennbedingungen.
- 5000 VAC Isolation Eingang zu Ausgang – Bietet verstärkte Isolation für medizinische Stromversorgungsdesigns.
- IEC/UL 60601-1 Third-Edition 2 MOPP-Zulassung – Unterstützt die Integration in medizinische elektrische Geräte.
- Auslegung für CF-klassifizierte Anwendungen – Erfüllt die Anforderungen an geringe Ableitströme in medizinischen Systemen.
- Berührungsstrom bis zu 10 µA – Unterstützt definierte Auslegungsziele für Ableitströme.
- Remote On/Off mit positiver oder negativer Logik – Ermöglicht unterschiedliche Systemsteuerungsstrategien.
- Remote Sense bis +10 % – Kompensiert Spannungsabfälle am Lastanschluss.
- Ausgangseinstellung von −20 % bis +10 % – Ermöglicht die Anpassung der Ausgangsspannung innerhalb der zulässigen Grenzen.
- Umfassende Schutzfunktionen – Umfasst UVLO, OCP, OVP, OTP und kontinuierlichen Kurzschlussschutz.
- Betriebs-Gehäusetemperatur von −40 °C bis +100 °C – Unterstützt den Einsatz unter anspruchsvollen thermischen Bedingungen bei korrektem Derating.
- Betriebshöhe bis 5000 m – Geeignet für Geräte in großen Höhen, vorbehaltlich einer Bewertung auf Systemebene.
- 200 kHz nominale Schaltfrequenz – Unterstützt eine planbare Filter- und EMV-Auslegung.
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für CHM150-Serie – medizinischer Half-Bridge-DC-DC-Wandler mit 150 Watt, 18–36 VDC und 2:1-Eingang
Verfügbare Modellvariationen
Alle verfügbaren Varianten und ein Vergleich ihrer Spezifikationen
| Spezifikation | CHM150-24S12 | CHM150-24S15 | CHM150-24S24 | CHM150-24S12N | CHM150-24S15N | CHM150-24S24N |
|---|---|---|---|---|---|---|
Eingangsspannung | 18–36 VDC | 18–36 VDC | 18–36 VDC | 18–36 VDC | 18–36 VDC | 18–36 VDC |
Nominale Eingangsspannung | 24 VDC | 24 VDC | 24 VDC | 24 VDC | 24 VDC | 24 VDC |
Ausgangsspannung | 12 VDC | 15 VDC | 24 VDC | 12 VDC | 15 VDC | 24 VDC |
Maximaler Ausgangsstrom | 12,5 A | 10,0 A | 6,25 A | 12,5 A | 10,0 A | 6,25 A |
Nennausgangsleistung | 150 W | 150 W | 150 W | 150 W | 150 W | 150 W |
Leerlauf-Eingangsstrom bei 24 VDC | 10 mA | 10 mA | 10 mA | 10 mA | 10 mA | 10 mA |
Eingangsstrom bei Volllast bei 24 VDC | 6831 mA | 6831 mA | 6868 mA | 6831 mA | 6831 mA | 6868 mA |
Wirkungsgrad bei 24 VDC und Volllast | 91,5 % | 91,5 % | 91 % | 91,5 % | 91,5 % | 91 % |
Maximale externe kapazitive Last | 20.000 µF | 15.400 µF | 6250 µF | 20.000 µF | 15.400 µF | 6250 µF |
Remote-Ein-/Ausschaltlogik | Positiv | Positiv | Positiv | Negativ | Negativ | Negativ |
Eingangs-/Ausgangsisolation | 5000 VAC | 5000 VAC | 5000 VAC | 5000 VAC | 5000 VAC | 5000 VAC |
Gehäuse | Half-Brick | Half-Brick | Half-Brick | Half-Brick | Half-Brick | Half-Brick |
| Parameter | Spezifikation |
|---|---|
Maximal zulässige Dauereingangsspannung | −0,3 bis 36 VDC |
Eingangsstoßspannung | maximal 50 VDC für 100 ms |
Maximaler Eingangsstrom | 8 A bei 22 VDC und Volllast oder bei 18 VDC und 80 % Last |
UVLO-Einschaltschwelle | mindestens 15,6 V, typisch 16,5 V, maximal 17,5 V |
UVLO-Abschaltschwelle | mindestens 14,6 V, typisch 15,5 V, maximal 16,5 V |
UVLO-Hysterese | typisch 1 V |
Eingangsfilter | Pi-Filter |
Rückwirkender Eingangsrippelstrom | 30 mA Spitze-Spitze über eine 12-µH-Induktivität, 5 Hz bis 20 MHz |
Genauigkeit des Ausgangsspannungs-Sollwerts | ±1 % |
Lastregelung | ±0,2 %, Volllast bis Leerlauf |
Netzregelung | ±0,2 %, höchste Eingangsspannung bis niedrigste Eingangsspannung bei Volllast |
Temperaturkoeffizient | ±0,02 %/°C |
Spitze-Spitze-Ripple und -Rauschen | 150 mV für 12-V- und 15-V-Modelle; 240 mV für 24-V-Modelle |
Effektivwert von Ripple und Rauschen | 60 mV für 12-V- und 15-V-Modelle; 100 mV für 24-V-Modelle |
Überstromschutz | mindestens 110 %, typisch 140 %, maximal 160 %; Hiccup-Modus mit automatischer Wiederherstellung |
Kurzschlussschutz | Dauerhaft mit automatischer Wiederherstellung |
Überspannungsschutz | 115 % mindestens, 125 % typisch, 140 % maximal der Nennausgangsspannung |
Einstellbereich der Ausgangsspannung | −20 % bis +10 % |
Remote-Sense-Bereich | Bis zu +10 % der Nennausgangsspannung |
Fehlerband bei Lastsprüngen | ±5 % bei einem Lastsprung von 75 % auf 100 % des maximalen Ausgangsstroms |
Erholzeit bei Lastsprüngen | 250 µs |
Einschaltverzögerung der Fernsteuerung | 1,5 ms |
Einschaltverzögerung am Eingang | 3 ms |
Anstiegszeit der Ausgangsspannung | 10 ms von 10 % bis 90 % der eingestellten Spannung |
Isolation Eingang zu Ausgang | 5000 VAC für eine Minute |
Isolation Eingang zu Gehäuse | 2500 VAC für eine Minute |
Isolation Ausgang zu Gehäuse | 2500 VAC für eine Minute |
Isolationswiderstand | 1000 MΩ |
Isolationskapazität | 80 pF typisch bei 100 kHz und 0,25 V |
Berührungsstrom | maximal 10 µA |
Kriechstrecke Eingang zu Ausgang | 8 mm |
Luftstrecke Eingang zu Ausgang | 8 mm |
Schaltfrequenz | mindestens 185 kHz, typisch 200 kHz, maximal 215 kHz |
Steuerung mit positiver Logik | Niedrig oder 0–1,2 V schaltet das Modul aus; hoch, offen oder 3,5–36 V schaltet es ein |
Steuerung mit negativer Logik | Niedrig oder 0–1,2 V schaltet das Modul ein; hoch, offen oder 3,5–36 V schaltet es aus |
Eingangsstrom im Abschaltbetrieb | typisch 1,5 mA, maximal 3 mA |
Abschaltung bei Übertemperatur | 105°C in der Mitte der Grundplatte; nicht verrastend |
Wiedereinschalttemperatur nach Übertemperatur | 88°C |
Gehäusetemperatur im Betrieb | −40°C bis +100°C bei entsprechender Derating-Berücksichtigung |
Lagertemperatur | −55°C bis +125°C |
Luftfeuchtigkeit | maximal 95 % r. F., nicht kondensierend |
Betriebshöhe | 5000 m |
Transporthöhe | 12.000 m |
MTBF bei Volllast und 25 °C | 1,346 Millionen Stunden für 12 V; 1,391 Millionen Stunden für 15 V; 1,725 Millionen Stunden für 24 V |
Gewicht | 128 g |
Gehäusematerial | DAP-Kunststoff, UL 94V-0 |
Grundplattenmaterial | Aluminium |
Vergussmaterial | UL 94V-0 |
Pin-Material | Kupfer mit Nickel- und Mattzinnbeschichtung |
Sicherheitsstandards | IEC 60601-1 und ANSI/AAMI ES 60601-1; IEC/UL 60601-1 Third Edition 2 MOPP-Zulassung |
Schock, Vibration und Temperaturschock | MIL-STD-810F |
EMI-Standards | EN 60601-1-2, EN 55032, EN/IEC 61204-3, FCC Part 15B, EN/IEC 61000-6-4 und ICES-003 Issue 7 mit einem externen Class A Filter |
EMS-Standards | EN 55035, EN/IEC 61204-3, EN/IEC 61000-6-1, EN/IEC 61000-6-2 und EN 60601-1-2 Edition 4.1 |
FAQs
für CHM150-Serie – medizinischer Half-Bridge-DC-DC-Wandler mit 150 Watt, 18–36 VDC und 2:1-Eingang
Die Serie ist mit geregelten Einzelausgängen von 12 VDC, 15 VDC und 24 VDC erhältlich. Die entsprechenden maximalen Ausgangsströme betragen 12,5 A, 10 A und 6,25 A, bei einer Nennausgangsleistung von 150 W pro Modell.
Modelle ohne den Zusatz N verwenden eine positive Remote-On/Off-Logik. Modelle mit dem Zusatz N verwenden eine negative Logik; das Modul ist also ausgeschaltet, wenn der Remote-Control-Pin offen ist oder auf High gehalten wird, und eingeschaltet, wenn der Pin auf Low gezogen wird.
Die elektrische Auslegung bietet 2 MOPP, eine Eingangs-/Ausgangsisolation von 5000 VAC und einen Berührungsstrom von bis zu 10 µA und ist für CF-klassifizierte Anwendungen vorgesehen. Die Konformität des kompletten Medizinprodukts muss jedoch in der finalen Leistungsarchitektur sowie anhand von Gehäuse, Verdrahtung und Applied-Part-Konfiguration bewertet werden.
Die Kühlung hängt von Eingangsspannung, Ausgangslast, Umgebungstemperatur, Luftstrom und davon ab, ob ein Kühlkörper montiert ist. Die Gehäusetemperatur, gemessen in der Mitte der Aluminium-Grundplatte, muss bei 100 °C oder darunter bleiben; außerdem sollten die entsprechenden Derating-Kurven bei der Systemauslegung berücksichtigt werden.
Ja. Mit der Trim-Funktion lässt sich die Nennausgangsspannung mithilfe eines externen Widerstands oder Potenziometers von −20 % bis +10 % anpassen. Dabei muss die resultierende Ausgangsleistung innerhalb der Nennleistung von 150 W und der maximal zulässigen Ausgangsstromgrenze bleiben.
Die positiven und negativen Sense-Anschlüsse können Spannungsabfälle von bis zu 10 % der Nennausgangsspannung ausgleichen. Empfohlen werden verdrillte Adernpaare oder geschirmte Leitungen; Sense-Leitungen mit einer Länge von mehr als 400 mm können jedoch je nach Leitungsimpedanz und Lastbedingungen Instabilitäten verursachen. Wenn kein Remote Sensing verwendet wird, sollte jeder Sense-Pin lokal mit dem entsprechenden Ausgangsanschluss verbunden werden.
Ein direkter Parallelbetrieb wird nicht unterstützt. Reihenschaltung und redundante Konfigurationen sind möglich, wenn die angegebenen externen Induktivitäten, Kondensatoren, Dioden und Stromgrenzen eingehalten werden.
Ja. Es ist keine interne Eingangssicherung vorhanden, und für alle Modelle wird eine träge 15-A-Sicherung empfohlen. Ein Transientenspannungsschutz sowie eine geeignete Eingangskapazität werden ebenfalls empfohlen, wenn Schutz gegen Überspannung, schnelle Transienten und verpolte Eingangsspannung erforderlich ist.
Ja. Die angegebenen Emissions- und Störfestigkeitswerte setzen die für das gewählte Ausgangsmodell definierten externen Filter- und Schutzschaltungen voraus. EMV-Prüfungen sollten in der finalen Konfiguration von Leiterplatte, Gehäuse und Verkabelung erneut durchgeführt werden.
Ripple und Rauschen werden mit über den Ausgang geschalteten Keramikkondensatoren von 10 µF und 1 µF charakterisiert. Nahe an der Last platzierte Low-ESR-Kondensatoren können zudem das Transientenverhalten verbessern, sofern die modellspezifisch zulässige maximale kapazitive Last nicht überschritten wird.
