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!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!