Источники гарантированного питания
Источники такого типа, в принципе, выполняются по стандартным структурам и схемам, за исключением входного устройства. Входное устройство ИГП дополнительно снабжено быстродействующим переключателем, с помощью которого возможно автоматически отключить источник от основной сети электропитания и подключить к резервной.
Поскольку типовое значение времени удержания обычно составляет 20 мс, то быстродействие переключателей должно быть в пределах 2-10 мс (в среднем не хуже 5 мс). В качестве переключателей в большинстве случаев используются бесконтактные, в основном, полупроводниковые модули на основе симисторов, тиристорных (оптотиристорных), MOSFET, IGBT-структур.
ИГП используются в аппаратуре военного назначения или в специальной промышленной аппаратуре, в которой по условиям эксплуатации недопустимы перерывы электропитания.
Источники бесперебойного питания
ИБП – еще один шаг к повышению независимости выходных напряжений ИВЭП от состояния сети электропитания.
С этой целью в ИБП встраивается аккумуляторная батарея (АБ). При уменьшении сетевого напряжения ниже допустимого значения или полном его пропадании подключается АБ на время от 5 до 30 минут и более. В этом режиме от АБ работает преобразователь (инвертор), имеющийся в каждом импульсном источнике питания. В обычном режиме аккумуляторная батарея подзаряжается от зарядного устройства, которое также входит в состав такого ИБП.
|
|
ИБП могут работать в режиме "офф-лайн" (off-line) – когда источник подключается к АБ только в том случае, если сеть не "в порядке", либо в режиме "он-лайн" (on-line), когда источник постоянно питается от аккумуляторной батареи в буферном режиме, в то время как АБ непрерывно подзаряжается от сети.
ИБП предназначены для питания оборудования электроники, вычислительной техники, систем связи, а также аппаратуры охранной и пожарной сигнализации, автоматики и видеонаблюдения.
Источники питания с универсальным входом (ИВЭП-УВ)
ИВЭП-УВ снабжены переключающими устройствами, позволяющими изменять схемную конфигурацию для адаптации к пониженному сетевому напряжению.
При понижении напряжения питании до определенного порогового уровня два диода мостового выпрямителя и два электролитических конденсатора в полумостовом преобразователе образовывают удвоитель напряжения. Это позволяет получить постоянное напряжение, необходимое для работы полумостового преобразователя.
Подобные источники широко используются для ослабления влияния относительно медленных провалов напряжения (до 30% и более) в сети электропитания.
|
|
Особенности разработки ИВЭ-УВ:
1. Значительное увеличение емкости сетевого выпрямителя, чтобы, с одной стороны, обеспечить пульсации напряжения на нем в допустимых пределах и, с другой стороны, выполнить стандартное требование по величине времени удержания выходного напряжения (не менее 20 мс).
2. Обеспечение изменения основного параметра регулирования в широких пределах, например, коэффициента заполнения (duty cycle) при широтно-импульсном регулировании (ШИМ) или частотного коэффициента при частотно-импульсном регулировании (ЧИМ).
Современные ИВЭП-УВ способны нормально функционировать в широком диапазоне изменения входного напряжения: сетевого переменного ~85... 264 В частотой 47-440 Гц или постоянного 120…374 В.
Источники питания с коррекцией коэффициента мощности (ИВЭП-ККМ)
Применение стандартных импульсных ИВЭ с конденсаторами большой емкости в сетевом выпрямителе приводит к снижению коэффициента мощности (KM) или Power Factor (PF) за счет появления высших гармоник потребляемого из сети тока. Типовое значение KM составляет 0,5–0,7.
ИВЭП-ККМ могут обеспечить КМ порядка 0,97-0,99, то есть практически синусоидальную форму потребляемого из сети тока при нулевом фазовом сдвиге относительно напряжения.
|
|
Вступившие в действие в Европе и в других развитых странах мира новые стандарты ЭМС (EN61000-3-2-95; IEC 6100-3-2) вызвали в России появление аналогичных стандартов, в частности, ГОСТ Р 51317.3-2-99.
Для уменьшения содержания высших гармоник тока при построении ИВЭП-ККМ можно использовать два способа:
1) Пассивная коррекция: установка дросселя в цепи переменного тока после сетевого фильтра или после выпрямительного моста.
2) Активная коррекция: применить активный ККМ.
Первый способ обычно применяют для сравнительно маломощных источников из-за больших массогабаритных показателей подобных дросселей.
При втором способе после сетевого выпрямителя низкочастотное пульсирующее напряжение поступает на повышающий импульсный стабилизатор напряжения, работающий на высокой частоте (см. рис. 3). В этом случае на выходе сетевого выпрямителя целесообразно применение небольшого керамического конденсатора емкостью 1-10 мкФ. Конденсатор облегчает запуск корректора и, что немаловажно, уменьшает уровень помех – как на частоте переключения, так и коммутационных.
Рис. 3. Структура активного ВЧ-корректора коэффициента мощности.
|
|
В состав корректора КМ входят: накопительный дроссель, силовой MOSFET (IGBT) ключ, бустерный диод, выходной буферный конденсатор и ККМ-контроллер. Выпрямленное сетевое напряжение стабилизируется на уровне 350-400 В.
Стабилизация выходного напряжения ККМ осуществляется ШИМ-контроллером, работающим от комбинированных сигналов управления: от обратной связи по напряжению – с делителя напряжения на выходе ККМ; от обратной связи по току (токовое управление) – с датчика тока. Такое управление также ограничивает амплитуду выходного тока и его пульсации, в том числе и низкочастотные (100-120 Гц).
Прямое корректирующее воздействие с делителя выпрямленного напряжения увеличивает быстродействие корректора при резких изменениях (бросках) сетевого напряжения. При использовании активного ККМ, благодаря наличию двух контуров стабилизации напряжения (ККМ и преобразователь), сравнительно несложно реализовать блок питания класса ИВЭП–УВ.
Активный ККМ позволяет существенно уменьшить уровень генерируемых кондуктивных помех во входной (силовой) цепи ИВЭП, поскольку во время открытого состояния силового ключа практически нет режекции помех от преобразователя в ИВЭП. Это объясняется тем, что, во-первых, сопротивление MOSFET-ключа в открытом состоянии очень мало (RDSon = 0,05...0,5 Ом), а бустерный быстродействующий диод заперт обратным напряжением, равным выходному напряжению ККМ (350-400 В).
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1100; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!