Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



верке правильности заданных параметров по ТЗ, уточнении токов потребления по каждой выходной цепи, определении помех по входным шинам питания, наводок и помех от ИВЭ, а также других взаимных влияний, определяющих надежность аппаратуры.

При разработке ИВЭ с особо жесткими требованиями по надежности возникает необходимость их резервирования. Такую задачу приходится решать при разработке необслуживаемой аппаратуры с длительным сроком службы или при разработке автоматов, которые должны выполнять возложенные на них функции при одном отказе любого комплектующего элемента. Одним из возможных способов построения источников питания такой аппаратуры является поэлементное резервирование. Однако при этом возрастают потери мощности в блоке питания, возникают трудности проверки резервированных элементов. Более рациональным является покаиальное построение аппаратуры, прн которой каждый резервируемый объем функциональной РЭА выполняется со своим автономным источником питания. При этом включение и выключение аппаратуры, а также проверка резерва осуществляются подачей на ИВЭ входного напряжения питания.

Обычно аппаратура повышенной надежности выполняется трех-канальной с мажоритарным элементом, обеспечивающим работоспособность при исправных любых двух каналах с автономными источниками питания в каждом канале. Габариты и потребляемая мощность такой аппаратуры существенно возрастают. Улучшить массогабаритные и энергетические характеристики можно за счет двухканального построения аппаратуры, из которых один канал является рабочим, а второй находится в «холодном» резерве. В этом случае источники питания также выполняются автономными для каждого канала, а переключение каналов осуществляется специальным автоматом. Питание этого автомата нельзя осуществлять мн от первого, ни от второго каналов, так как в момент переключения каналов он вообще будет обесточен. Для питания такого автомата выполняется отдельный маломощный ИВЭ, обычно трехканальиый

Глава двенадцатая

Подавление электромагнитных помех в источниках вторичного электропитания

Источники вторичного электропитания содержат цепи с изменяющимся во времени током. Большинство ИВЭ являются источниками электромагнитных помех (ЭМП), интенсивность и спектральные характеристики которых зависят от скорости и степени изменения тока (напряжения), конструкции помехоизлучающих элемен тов, монтажа межузловых соединений и контуров заземления. Высокий уровень регулярных импульсных помех создают инверторы, конверторы, импульсные стабилизаторы напряжения перемениого и постоянного тока

Электромагнитная совместимость (ЭМС) источников вторич ного электропитания в РЭА обеспечивается на этапе их проектирования прогнозированием возможных источников ЭМП, снижением уровня ЭМП в местах их возникновения, подавлением помех, излу



о J 1 a

Г"

If г

OJ f <>

ИВЗ Ч г

Рнс. 12.1. Структурные схемы распространения кондуктнвных помех по симметричному (а) и несимметричному (б) путям. Эквивалентные сопротивления: Z,„ - сети питания ИВЭ; Zy - утечки от корпуса на шину заземления; 2(2 - нагрузки ИВЭ; Zci, Zc2, Z,ei, Zjo - нагрузки в цепи несимметричных помех

чаемых в пространство, и помех, передаваемых по проводам пита ния, сигнализации и управления, выполнением монтажных соеди нений с учетом требований помехоподавления, снижением восприимчивости к помехам от ИВЭ в аппаратуре, т. е. помехозащищенностью ее. Удельные массогабаритные показатели устройств помехоподавления не должны существенно снижать характеристики всей системы электропитания.

Распространение ЭМП по проводам {кондуктивные помехи), происходит по симметричному (рис. 12.1. а) и несимметричному (рис 12 1.6) путям. Распространение ЭМП в окружающее ИВЭ пространство (помехи излучения) проявляется в виде электрического, маг интного и электромагнитного поля в ближней или дальней зоне приема помех. Особенностью ИВЭ является преимущественное проявление электрического и магнитного поля в ближней зоне, в то же [зремя кондуктивные помехи могут распространяться на десятки и сотни метров от источника помех.

ПЛ. Методы подавления электромагнитных помех

Схемотехнические методы подавления ЭМП используются на начальных стадиях проектирования ИВЭ при выборе схемы и электрических режимов работы элементов, при размещении их н соединении с корпусом.

Выбор схемы построения ИВЭ. Относительно низкий уровень ЭМП обеспечивают:

двухтактные схемы преобразователей напряжения с независимым возбуждением и поочередной коммутацией транзисторов 3:

тиристорные ИВЭ с включением ключевого элемента прн переходе фазы сети через нуль;

импульсные стабилизаторы постоянного тока, не инвертирующие- «юлярность;

шаторами, использую-871;

инверторы с насыщающимися трансфор щие коррекцию асимметрии переключения

преобразователи с амплитудно-импульсным преобразованием тока треугольной формы.

Применение элементов в схеме ИВЭ должно предусматривать выбор транзисторов с граничной частотой коэффициента передачи тока, не превышающей времени обратного восстановления диода в контуре переключения;



выбор выпрямительных диодов с минимальным временем вое становления обратного сопротивления;

плавную характеристику насыщения сердечника дросселя выходного фильтра импульсного стабилизатора постоянного тока;

незначительное снижение магиитной проницаемости сердечника дросселя при увеличении тока в его обмотке;

минимальную емкостную связь между обмотками в трансформаторе преобразователя напряжения;

- использование во входных и выходных фильтрах конденсаторов с малым эквивалентным последовательным сопротивлением.

Электрические режимы элементов и узлов ИВЭ. Скорости нарастания и спада тока при формировании импульса переключения должны быть ограничены. Это достигается использованием следую-щих схемных решений.

включением последовательно с ключевым транзистором иидук тивности /-п.т. значение которой определяется по формуле

-ИТ > («„-«„) „, (12.1)

включением параллельно коммутирующему диоду конденсатора C(,j, емкость которого выбирается из условия 881

1Т„А„ In (/?„ •„), - Сд > Сш > (0,16Тф -„) - Сд, (12.2)

где Тф - длительность фронта переключающего импульса; Сд - общая емкость диода.

В переключающих транзисторах коэффициент избыточности тока базы 1: бб шах выбирается так, чтобы ои не превышал значения, определяемого условием минимальных потерь на переключение (3.

Входной LC фильтр ПН или ИСН должен ограничивать импульсное потребление тока от питающей сети в соответствии с заданным коэффициентом 71ульсации тока Л„о i и выбранной скважностью С?. Индуктивность фильтра ири входной емкости Сп.ф и частоте преобразования / должна выбираться из условия

-вх.ф > 8 (1~I/Q) - Сз,.ф /г„„,. (12.3)

Некоторые примеры схемотехнических решений, предусматривающие снижение уровня ЭМП от ИВ.Э, приведены в табл. 12.1.

Конструктивное размещение элементов ИВЭ должно предусматривать

взаимную компенсацию магнитных потоков в контуре переключения, например, применение бифилярного монтажа цепей с импульсным током;

поузловое экранирование элементов схемы ИВЭ в силовом контуре;

снижение паразитных емкостных связей между корпусом и элементами с импульсным током.

Подключение узлов с импульсным током должно осуществляться наикратчайшим монтажным соединением. Необходимо разделять цепи посгоямного и импульсного тока при соединении этих цепей в отдельных конструктивно определенных точках, исключать неконтролируемое присоединение к общей шине, цепи с импульсным током монтировать с учетом возможных путей распространения ЭМП.

В табл. 12,2 приведены примеры конструктивного размещения и монтажного соединения некоторых элементов ИВЭ.



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


0.0109