Экзамен эпу. экзамен эпу. 1 Гальванические элементы. Классификация. Назначение. Основные характеристики. Принцип работы
 Скачать 3.47 Mb.
|
|
Буферная система электропитания Коэффициент полезного действия (КПД) таких УБП определяется в основном КПД применяемых УПВ, который по данным фирм-изготовителей может достигать 91-94%. Однако буферная система при всех ее достоинствах обладает двумя заметными недостатками. Во-первых, в буферных УБП на каждый номинал выходного напряжения применяют отдельную АБ, т.е. в УБП на выходные напряжения -48 и 60 В следует установить две АБ, каждая из которых рассчитана на свой номинал. Возможно использование АБ одного номинала, но такое решение потребует включения на выходе буферного канала дополнительного преобразователя постоянного тока в постоянный (DC-DC) для получения напряжения второго канала. При этом во втором канале выходного напряжения используется дополнительное преобразование энергии, а буферный канал реализуют на полную выходную мощность УБП, что приводит к снижению КПД устройства в целом, а также к уменьшению его надежности. Во-вторых, выходное напряжение буферных УБП может изменяться в широких пределах, определяемых разрядно-зарядными характеристиками АБ. Такое положение привело к тому, что в нормативных документах на питаемую аппаратуру связи (в ГОСТ или технических требованиях) обозначаются широкие пределы рабочего напряжения, например ±20% от номинального значения -60 В. Если же аппаратура рассчитана на более узкие допуски питающего напряжения, то применяются дополнительные стабилизаторы напряжения, подключаемые к выходу буферного канала. Это также ведет к снижению КПД и надежности УБП. Описание универсального УБП. На рис. 1 показана функциональная схема универсального УБП постоянного и переменного тока, которая свободна от указанных выше недостатков. Устройство содержит сетевой выпрямитель (В), зарядно-буферный преобразователь (ЗБП), АБ и преобразователи напряжения ПН1 и ПН2 по числу требуемых независимых выходов постоянного и переменного тока. Сетевой выпрямитель 1 собран по бестрансформаторной схеме и содержит сетевые фильтры, выпрямительный мост и корректор угла сдвига потребляемого от сети тока и напряжения. Выпрямитель не содержит высокочастотного преобразователя. ЗБП 4 выполнен по схеме высокочастотного преобразования с интегральным широтно-импульсным (ИШИМ) регулированием выходного напряжения и предназначен для заряда и содержания АБ. Высокочастотные преобразователи ПН1 и ПН2 с ИШИМ регулированием обеспечивают получение бесперебойного постоянного (ПН1) и переменного (ПН2) напряжения для питания нагрузок. АБ 19 обеспечивает питание нагрузок при отключении внешней сети переменного тока 2. Устройство работает следующим образом. Напряжение внешней сети 2 подается на входные выводы сетевого выпрямителя 1, от выходных выводов которого постоянное напряжение 3 поступает на коммутаторы импульсов (КИУ) 9 и 14, а также на инверторы (И) 10 и 15 преобразователей ПН1 и ПН2. Если напряжение сети 2 находится в заданных пределах, то КИУ вырабатывает сигнал, коммутирующий импульсы управления с выходов узлов управления (УУ) 8 и 13 на входы инверторов 10 и 15, которые и преобразуют постоянное напряжение в переменное повышенной частоты прямоугольной формы. Это напряжение поступает на одну из первичных обмоток трансформатора выпрямителя (В) 12 и далее выпрямляется для питания нагрузки преобразователя ПН1. Для нагрузки переменного тока предназначается преобразователь ПН2, отличающийся от ПН1 наличием инвертора 18 на выходе. Выходное напряжение выпрямителя 1 одновременно подается на вход ЗБП 4, к выходу которого подключается АБ 19, и входы инверторов 11, 16, выходы которых подключены к первичным обмоткам выпрямителей 12, 17. При отключении сети переменного тока или повреждении выпрямителя 1 КИУ 9 и 14 подключают УУ 8 и 13 к вторым первичным обмоткам трансформаторов выпрямителей 12 и 17. и преобразователи продолжают бесперебойно выдавать электроэнергию для электропитания нагрузок. Отличие данной схемы от буферной состоит в том, что в ней подсистема заряда и содержания резервной АБ выделена в отдельную структуру только на выходную мощность, необходимую для заряда АБ, а преобразователи напряжения выходных каналов выполнены с двумя входными выводами постоянного тока: от промышленной сети переменного тока и резервной АБ. В данном УБП при питании нагрузок постоянного тока отсутствует двойное преобразование энергии, выходные напряжения не зависят от напряжения АБ, а их нестабильность - от режима заряда-разряда АБ. Один из вариантов конструктивного исполнения оборудования универсального УБП показан на рис. 2. Оборудование размещается в типовом шкафу с габаритами 600 х 2000 х 600мм. УБП содержит три канала выходного напряжения: первый: выходное напряжение постоянного тока - 60 В, номинальная мощность нагрузки - 2,4 кВт, максимальная - ЗкВт; второй: выходное напряжение постоянного тока -- 48 В. Номинальная мощность нагрузки - 2,4 кВт, максимальная - ЗкВт; третий: выходное напряжение переменного тока 220 В, 50 Гц, номинальная мощность нагрузки - 1,2 кВт, максимальная - J,8 кВт. Используются резервные АБ Net Power 12V lOOAh "Hoppecke" (9 шт). Время работы АБ при номинальной мощности - не менее 1 ч   Рис.7.9. Универсальное бесперебойное устройство электропитания электросвязи :В- бестрансформаторный сетевой выпрямитель;4- зарядно-буферный выпрямитель ЗБВ с интегральным широтно-импульсным (ИШИМ) регулированием выходного напряжения ; ПН- высокочастотный преобразователь с ИШИМ регулированием: КИУ – коммутатор импульсов. Мощность преобразовательных модулей выбрана, исходя из заданной выходной мощности каждого отдельного канала, питающего нагрузки, и оптимальной мощности комплектующих силовых элементов без параллельного их соединения в составе каждого модуля. Габаритные размеры модулей -60132460 мм. Расчетная мощность силового модуля - 600 Вт. Поскольку указанное УБП предназначено для электропитания аппаратуры связи, то все ее технические характеристики отвечают требованиям отраслевого стандарта ОСТ45.183-2001. На разработанное оборудование получен Сертификат соответствия Минсвязи России. Переходные характеристики. Представляют интерес характеристики, показывающие поведение оборудования в переходных режимах работы, например, при отключении и восстановлении внешнего источника электроэнергии переменного тока и динамических сбросов и выбросов нагрузки. В качестве иллюстраций указанных режимов можно привести осциллограммы напряжений, снятые в канале на выходное напряжение - 24 В. |