Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



Условное

Структурная

Выходная

Объем, лм

обозначение

схема

мощлость,

10-20

0,10

20-40

0,15

ВДС+ПН

40-100

примера в табл. 1 1.3 приведены основные характеристики некоторых модулей из разработанного ряда, перекрывающие диапазон выходной мощности от 10 до 100 Вт и работающие от постоянного напря жения 271J В.

Схемы управления модулями стабилизирующих преобразователей выполнены на интегральных гибридно-пленочных микросборках. В них введены ряд дополнительных функций: активное отпи рание и Запирание силовых транзисторов, защита от перегрузки и короткого замыкания в нагрузке, защита потребителя от превышения выходного напряжения, синхронизация частоты преобразования от внешнего источника.

К модулям стабилиэируюи.1,их преобразователей подключаются выходные каскады, каждый из которых содержит трансформатор питания, выпрямитель со сглаживающим фильтром или непрерывный стабилизатор, рассчитанные на ряд выходных напряжений и токов с определенным уровнем пульсации. Набор таких выходных каскадов может содержать одноканальные выпрямители, двухка-нальные выпрямители, например ±6 В; ±12 В; ±15 В, или трехка-нальные выпрямители, например +5 В и ±12 В; + 5 В и ±15 В, и т.п. Применение таких многоканальных выпрямителей, подключав мых на выход стабилизирующих преобразователей, характерно для маломощных ИВЭ.

Модули выпрямителей с выходными стабилизаторами непрерывного действия (СН) обеспечивают высокое качество выходных напряжений. Поскольку на вход стабилизаторов поступает выпрямленное напряжение с малыми пределами его изменения (после стабилизирую[цего преобразователя), потери мощности в РЭ стабилизатора незначительны. Кроме того, для повышения КПД в стабилизаторах применяется раздельное питание силовой цепи и схемы управления, вводится защита от перегрузки и короткого замыкания, а также ограничение рассеиваемой мощности на регулирующем транзисторе. Вспомогательные модули: ограничитель тока ОТ выполнен на максимальный ток включения 10 А, модуль управления и контроля УК выполнен на индикацию четырех изолированных выходных напряжений, он имеет встроенный источник питания и схему дистанционного включения и отключения ИВЭ логическим сигналом ТТЛ-уровня. Масса каждого модуля 0,1 кг. Аналогичные вспомогательные модули могут быть выполнены с другими параметрами, требуемыми для разрабатываемой системы вторичного электропитания.

Масса унифицированных модулей питания зависит от их конструкции и выбранной технологии изготовления. В модулях стаби-

Основные характеристики некоторых модулей питания



лизирующих преобразователен, данные которых приведены в табл. 11.3, схемы управления выполнены в виде гибридно-пленочных микросборок, заключенных в металлостеклянные корпуса, а силовые дискретные элементы размещаются в негерметизированном корпусе, как и выходные модули. Перспективным является применение смешанной технологии, при которой слаботочные схемы управле-яяя выполняются по твердотельной полупроводниковой технологии, а сильноточные - на бескорпусных полупроводниковых приборах с применением гибридно-пленочной технологии.

Методика проектирования ИВЭ из разработанного ряда унифицированных модулей питания состоит в выборе по заданной выходной мощности необходимого модуля стабилизирующего преобразователя и набора выходных модулей для обеспечения заданных напряжений н токов нагрузки. Вспомогательные модули входят в состав ИВЭ только в том случае, ес.1и выполняемые ими функции указаны техническим заданием.

11.3. Особенности разработки конструкции

Основанием для разработки конструкции ИВЭ является схема электрическая принципиальная с перечнем элементов и ТЗ на кон струирование. Рациональио составленная принципиальная схема ИВЭ облегчает конструктору работу по составлению компоновоч иого макета прибора, способствует размещению элементов без лиш них связей, с наименьшей длиной соединительных проводников Для этого в принципиальной схеме должны быть выделены основные функциональные узлы: силовые цепи, через которые протекают полные токи нагрузки, слаботочные цепи управления, вспомогательные цепи контроля и защиты.

Рациональность такого разделения электрической принципиальной схемы диктуется тем, что конструкция каждой функциональной части имеет свои особенности. Силовая часть конструируется с учетом размещения мощных полупроводниковых приборов и сило вых интегральных микросхем на теплоотводах, габаритные размеры которых должны быть рассчитаны на обеспечение заданного перегре ва элементов при максимальной рабочей температуре.

Схемы управления, как правило, размещаются на печатных платах с минимальной длиной проводов, чтобы устранить паразитные связи и возможную генерацию, которая может возникнуть в замк нутой цепи регулирования,

В техническом задании конструктору, кроме назначения ИВЭ и его размещения в составе комплекса РЭА. должны быть указаны требования, предъявляемые к конструкции ИВЭ, условия эксплуатации, включая механические воздействия, температура окружаю щей среды, способ охлаждения. Сведения о тепловых режимах ЭРИ (особенно для мощных полупроводниковых приборов) должны содержать значения рассеиваемой мощности в непрерывном или повторно-кратковременном режимах работы, длительности циклов. По этим данным конструктор должен рассчитать радиаторы для охлаждения элементов.

Силовые полупроводниковые приборы могут иметь индивидуаль--ные радиаторы или размещаться на общем теплоотводе. В последнем случае каждый из них, как правило, должен быть электрически изолирован от общего радиатора.



Проверить тепловые режимы элементов можно расчетным путем по разработанной конструкторской документации или опытным путем после изготовления и испытания конструктивного образца, т. е. на поздней стадии разработки. Поэтому, если на ранней стадии конструирования источников питания при выборе теплоотводов и способа охлаждения будут допущены грубые ошибки, это приведет к переработке конструкции всего прибора, увеллчению сроков разработки и изготовления аппаратуры.

Конструкция ИВЭ должна обладать определенной преемет-веииостью за счет целесообразного использования готовых илн ранее разработанных узлов и деталей; это дает существенный экономический эффект. Технологичность конструкции - основное требование производства. Разрабатываемый блок или модуль питания будет технологичным, если ои полностью удовлетворяет техническим и эксплуатационным требованиям и может быть изготовлен наиболее экономичными технологическими процессами, освоенными на предприятии. Конструкция приборов должна также быть ремонтопригодной, удовлетворять требованиям простоты и безопасности обслуживания.

Источники питания стационарной аппаратуры выполняются в виде сменных блоков на принятой для данного комплекса БНК. которая подчиняется определенному модульному размерному растру для соответствующего конструктивного уровня - унифицированной ячейки, блока или шкафа. Особенности разработки конструкции таких устройств связаны с наличием в них мощных тепловыделяющих полупроводниковых приборов и источников помех, которые необходимо подавлять в местах их возникновения. Особенно это относится к ИВЭ, использующих тиристорные регулируемые выпрямители, к источникам питания с бестрансформаторным входом. Вопросы обеспечения тепловых режимов полупроводниковых приборов рассмотрены подробно в гл. 13, а подавление помех - в гл. 12. Отметим здесь только некоторые взаимосвязанные вопросы, которые решаются на этапе разработки конструкции приборов.

В источниках питания с бестрансформаторным входом импульсный стабилизатор или регулируемый преобразователь являются источниками помех, для подавления которых необходимо применять специальные меры. Одной из них является введение в конструкцию прибора замкнутого электромагнитного экрана в форме параллелограмма, стенки которого для отвода теплоты могут быть перфорированы. Внутренняя полость экрана обычно разделяется перегородкой на две части. В одной из них размещаются силовые элементы, создающие большой уровень помех - транзисторы усилителя мощности, диоды выходного выпрямителя ц дроссель выходного фильтра. Тепловыделяющие элементы размещаются на радиаторе, который является одновременно стенкой кожуха.

Во втором отсеке размещаются узлы с минимальным уровнем помех: платы печатного монтажа с узлами управления, запуска и защиты, конденсаторы фильтра и диоды сетевого выпрямителя и другие.

Кроме экранирования в ИВЭ с импульсным регулированием и преобразованием энергии принимаются дополнительные меры подавления помех за счет рациональной конструкции приборов, а именно;



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 [150] 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189


0.021