Блок питания собственных нужд

 

Блока питания собственных нужд должен обеспечить соответствующими напряжениями узлы и каскады схемы управления силовым инвертором, усилителей мощности, блока обратной связи, защиты, устройства контроля напряжения сети переменного тока, зарядного и разрядного устройств. Источником питания для него служит выпрямленное напряжение сети переменного тока, а в аварийном режиме выходное напряжение повышающего преобразователя (РУ), питающегося от резервного источника (АБ). Анализ принципиальных схем всех блоков СГЭП позволяет определить количество выходных каналов, уровни и качество напряжения в них и величины потребляемых каждым каналом токов. Основные электрические параметры блока питания приведены в таблице 2.1.

 

Т а б л и ц а 2.1

 

Параметры	Значения параметров
1	2	3	4	5	6
Количество каналов	4	4	1	1	1
Выходное напряжение Uн, В	+5	–5	+15	–15	+15
Допустимые отклонения напряжения ∆Uн, %	±5	±5	±5	±5	±5
Суммарный ток Iн, А	4	1	0,8	0,5	0,1
Переменная составляющая в выходном напряжении, %	2	2	2	2	–

 

Учитывая, что выпрямленное напряжение питающей сети переменного тока может изменяться в пределах от 170 В до 341 В, а выходное напряжение повышающего преобразователя не выходит за рамки этих пределов, а также потребляемую мощность всех каналов, не превышающую 50 Вт, целесообразно реализовать блок питания на базе однотактного преобразователя напряжения [4, 15, 17, 21]. Это позволит уменьшить количество компонентов силовой части схемы и упростить схему управления. Для уменьшения напряжения на силовом транзисторе воспользуемся схемой однотактного преобразователя, выполненного на двух транзисторах. В выходных цепях применим прямое включение выпрямительных диодов. Передача энергии в нагрузку в таких схемах осуществляется на этапе включенного состояния транзисторов. Относительная длительность времени открытого состояния транзисторов не превышает 0,5. Принципиальная схема блока питания приведена на рис. 2.32.

Для стабилизации напряжения в каналах +5В; +15В; –15В используется ШИМ-стабилизатор понижающего типа, выполненный на базе микросхемы 142ЕП1А, схема которого приведена на рис. 2.32, обеспечивающий повышенный КПД при больших значениях выходного тока и незначительных падениях напряжения на регулирующем элементе. Когда транзистор VT3 открыт, ток дросселя L1 возрастает и заряжает конденсатор С4. Напряжение на С4 увеличивается до тех пор, пока напряжение на входе 12 микросхемы DA1 не превысит опорного напряжения на входе 13 и не закроется транзистор VT4. При этом энергия, запасенная в индуктивности L1, сбрасывается в нагрузку через диод VD1. При этом разряжается и конденсатор С4, пока напряжение на входе 12 не станет ниже, чем на входе 13. Транзистор VT3 открывается, и цикл повторяется. Выходное напряжение преобразователя колеблется около величины U_{вых ном} с амплитудой переменной составляющей, определяемой соотношением .

,

где f = 40 кГц — частота коммутации при закороченных входах 14 и 15 микросхемы, которая может изменяться в зависимости от температуры от 25 до 100 кГц;

U_вх = 20 В — входное напряжение;

U_вых = 5 В или 15 В — выходные напряжения;

I_{вых max} — максимальный ток нагрузки канала.

Номинал резистора R1, включенного между выводами 5 и 7 микросхемы зависит от величины входного напряжения U_вх (в данном случае R1 = 15 кОм). Выходное напряжение регулируется с помощью резистора R9.

 

Рисунок 2.32 — Блок питания собственных нужд

Заключение

В рассматриваемом варианте проектирования системы гарантированного электропитания (СГЭП) основное внимание было уделено расчёту параметров и выбору элементов силовых цепей устройства. Эти вопросы и их решение являются наиболее общими при проектировании практически любого устройства. В каждом конкретном случае могут быть включены различные дополнительные требования, например, вопросы электромагнитной совместимости, уменьшения массы и габаритов устройства, контроля и индикации о состоянии отдельных блоков или узлов устройства и т.д. Ввиду многообразия вариантов решения этих вопросов в данном случае они не рассматриваются.

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться: