Лекция 3а Принципы построения импульсных ИВЭП (..


Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов презентации:

Лекция 3Принципы построения импульсных ИВЭПВопросы:1. Принципы построения импульсных ИВЭП.2. Понятие об устройствах бесперебойного питания.Литература: 1. Грумбина А. Б. Электрические машины и источники питания радиоэлектронных устройств. , с. 132 – 135;2. Хрусталева З. А. Источники питания радиоаппаратуры, с.36 – 42.


1. Принципы построения импульсных ИВЭПНедостатки линейных ИВЭП: большой вес и габариты; низкий КПД (до 50%) Достоинства импульсных ИВЭП: высокий КПД (до 95%); меньший размер и вес; более широкий диапазон входных напряжений; более широкий диапазон температур из-за низкой мощности рассеивания коммутирующего элемента (РЭ).Недостатки ИИВЭП: сложная схема; повышенные пульсации UВЫХ; наличие высокочастотных помех и шумов из-за работы РЭ в режиме ключа. Применение ИИВЭП нежелательно для питания чувствительного р/приемника, рассчитанного на высокое отношение сигнал/шум. Здесь лучше использовать линейный ИВЭП.

Рис.1. Структурная схема импульсного ИВЭП с регулируемым инвертором220В,50ГцСетевойвыпрямитель и фильтр (НСВ) Транс.Выпрямитель и фильтр UНИнверторМодуляторШИМГТНUГТН UШИМИмпульсный преобразователь(РИ)А. Импульсный стабилизированный одноканальный ИВЭП с регулируемым инвертором
Рис.2. Принцип стабилизации выходного напряжения в импульсном источнике питания с ШИМttUШИМUРИUН НОМ.UН < UН НОМ. t 1 t 2
Принцип работы: напряжение сети UС поступает на нерегулируемый сетевой выпрямитель (НСВ), выпрямляется, фильтруется от помех и подается на регулируемый инвертор (РИ). Это автогенератор прямоугольных импульсов, работающий на частотах от десятков до сотен кГц. Импульсы с РИ поступают на высокочастотный трансформатор, преобразующий импульсы одного напряжения в импульсы напряжения требуемой величины. Затем они выпрямляются выпрямителем, сглаживаются фильтром и выпрямленное напряжение подается в нагрузку. Оно же в качестве напряжения обратной связи используется для стабилизации. Длительность импульсов РИ зависит от напряжения на выходе выпрямителя, поступающего на другой вход РИ. Например, для широтно-импульсной модуляции (ШИМ) длительность импульсов РИ определяется величиной напряжения на нагрузке UН . Если выходное напряжение уменьшается (UН<UН.НОМ.), то длительность импульсов генератора увеличивается (t2>t1), и наоборот. Таким образом стабилизируется выходное напряжение.
Достоинства: - совмещение функций преобразования и стабилизации выходного напряжения позволяет упростить схему управления; меньше габариты и вес, чем у линейных ИП;Недостатки: - сложность импульсных ИП.КонвекторUН = constUРСВ = constf = const, (q = const),UС Рис. 3. Структурная схема импульсного ИП с регулируемым сетевым выпрямителем РСВНИТрансформаторВФRНУУИОНUУУ - varБ. ИМПУЛЬСНЫЙ ИП С РЕГУЛИРУЕМЫМ СЕТЕВЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ

Принцип работы: здесь используется нерегулируемый инвертор (НИ). Стабилизация выходного напряжения обеспечивается регулированием напряжения на входе НИ с помощью регулируемого сетевого выпрямителя (РСВ). Для этого выходное напряжение сравнивается с эталонным в устройстве управления. В результате получается напряжение ошибки (напряжение рассогласования), которое управляет РСВ, а он поддерживает постоянным величину напряжения на входе нерегулируемого инвертора (на выходе РСВ), а в итоге и на выходе выпрямителя. Обычно РСВ выполняется на тиристорах с фазовым регулированием. В остальном работа данной схемы такая же, что и предыдущей. Достоинства: - инвертор работает при пониженном напряжении (обычно 1,5 …2 раза), что заметно облегчает работу ключей.
В. Импульсные многоканальные ИВЭПUН2UН1UСНСВНИТрансфор.ВФСН1ФСН2Рис. 4. Структурная схема многоканального ИВЭПс индивидуальной стабилизациейВ
Рис. 5. Структурная схема многоканального ИВЭП с групповой стабилизациейUСНСВРИТранс.В,Ф1В,ФnУУИОНRНRН В схеме на рис. 4 используется нерегулируемый инвертор и индивидуальные стабилизаторы напряжения СН 1 … СН n в отдельных каналах. Такая схема может использоваться при небольшом числе выходных каналов. В схеме на рис. 5 используется регулируемый инвертор, управляемый напряжением одного канала. При этом стабилизация выходных напряжений других каналов ухудшается. Для улучшения стабилизации напряжения этих каналов можно использовать индивидуальные стабилизаторы, как в схеме на рис. 4.
2. Понятие об устройствах бесперебойного питания Устройство бесперебойного питания (УБП) – это автоматическое электротехническое устройство, предназначенное для питания нагрузки энергией при возникновении в сети аварий, а также для корректировки параметров напряжения сети.Рис. 6. Структурная схема УБП резервного типав нормальном и аварийном режимах работы~ UВЫХ~ UВХЗарядноеустройствоИнверторБатареяА. УБП резервного типа

Принцип работы: в нормальном режиме нагрузка питается от сети, а аккумуляторная батарея заряжается. При возникновении аварии нагрузка питается от УБП. При этом постоянное напряжение аккумуляторной батареи преобразуется инвертором в переменное с заданными параметрами, поступающее в нагрузку. За параметрами входной сети следит микропроцессор. Он же осуществляет переключение УБП. Достоинства: - простота, экономичность, низкая стоимость. Недостатки: - длительное время переключения (8 мс); неспособность устранять все искажения входного напряжения; преждевременный износ аккумуляторной батареи из-за частого переключения питания с аккумулятора на сеть и наоборот. Применяют для защиты некритичных нагрузок (ПК, рабочие станции локальных вычислительных сетей и другие).


Б. Линейно – интерактивный УБПРис. 7. Структурная схема линейно – интерактивного УБП~ UВЫХ~ UВХЗарядное устройствоБатареяИнверторФильтр
Принцип работы: в линейно-интерактивном УБП микропроцессор отслеживает параметры входного напряжения. В нем, также имеется схема автоматического регулирования напряжения (схема AVR – автотрансформатор). Эта схема позволяет расширить диапазон регулирования входного напряжения и тем самым уменьшить число переключений на режим работы от батареи. При изменении входного напряжения происходит переключение обмоток трансформатора, компенсирующее напряжение на выходе. Такие УБП способны выдерживать и кратковременные и долговременные изменения входного напряжения без перехода на аккумуляторы, т. е. продлить срок службы последних. Достоинства: - большая надежность. Недостатки: - более сложен, стоит дороже; - все-таки мал срок службы; - большое время переключения (8мс). Применяют для питания ПК, файловых серверов вычислительных сетей, офисного и другого оборудования, критичного к неполадкам электросети.


Схема обхода (Bypass)~ UВЫХ~ UВХ Рис. 7. Структурная схема УБП двойного преобразованияФильтрИнверторВыпрям.БатареяВ. УБП двойного преобразования
Принцип работы: переменное входное напряжение преобразуется выпрямителем в постоянное, которое используется для питания инвертора и заряда аккумуляторов. Затем с помощью инвертора снова происходит преобразование в переменное напряжение со стабильной частотой и фиксированным напряжением синусоидальной формы. Инвертор постоянно генерирует стабильное напряжение, параметры, которого никак не зависят от параметров входного. При пропадании входного напряжения (аварии) происходит переход на питание инвертора от аккумуляторной батареи. В случае неисправности основного канала (выпрямителя, инвертора, аккумулятора) УБП двойного преобразования имеет цепь обхода (схема Bypass), автоматически подключающая нагрузку к электросети. Достоинства: - полностью фильтрует все помехи, надежен; - формирует идеальное синусоидальное напряжение со стабильными параметрами (частотой, напряжением, формой); имеет нулевое время переключения. Недостатки: - сложен, дорог, ниже КПД. Применяют для питания ответственного РЭО, например, аэродромной РЛС.


Импульсный источник питания (ИИП)
ЗАДАНИЕ НА САМОПОДГОТОВКУЗакрепить материал по учебникам:1. Грумбина А. Б. Электрические машины и источники питания радиоэлектронных устройств. , с. 132 – 135;2. Хрусталева З. А. Источники питания радиоаппаратуры., с.36 – 42;3. Конспект.



Приложенные файлы

  • pptx 22673961
    Размер файла: 408 kB Загрузок: 2

Добавить комментарий