ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ЭЛЕМЕНТЫ И УЗЛЫ ИСТОЧНИКОВ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Глава первая

Общие характеристики источников вторичного электропитания

1.1. Требования, предъявляемые к источникам вторичного электропитания

Характеристики входной электроэнергии

При проектировании и расчетах ИВЭ учитываются следующие основные параметры источников входной электроэнергии

1. Номинальное напряжение питающей сети переменного тока (/о или постоянного тока (/п.. В.

2. Предельные значения отклонения напряжения питающей сети переменного тока t/cmax" tc min. постоянного тока Unmax lamin. В, или относительное изменение питающей сети

в сторону повышения:

ac=={Ucmax-lc)/ici (Lla)

an-Wamax-Uu)/fJn: (Ыб) в сторону понижения

fce = (f/c-f/cmln)/t/c: (1.2а)

6„ = (t/„-t/nmm)/n. (1.26) Изменение входного питающего напряжения сети переменного

тока

ДУо = Uc max-min = («с + &с) t/e (1.За) и постоянного тока

Дп = tn тах-(п min = («п + п) • (I • 36)

3. Провалы и выбросы напряжения питающей сети, нх амплитуда, %, и длительность, с.

4. Частота питающей сети fc и пределы ее изменения /с max и fcmin, Гц.

5. Число фаз питающей сети переменного тока.

6. Искажение формы кривой входного синусоидального напряжения, которое учитывает наличие высших гармоник в кривой потребляемого тока и характеризуется коэффициентом искажения

формы,%, определяемым как отношение первой гармоники тока сети к действующему значению тока /с.д, потребляемого от сети источником питания

йф=--100. (1.4)

Прн синусоидальном напряжении и токе кф = 1. При расчетах напряжение входной сети можно считать синусоидальным, если иска-жен-ие формы кривой не превышает 6-7%.

7. Уровень и частота модуляции напряжения питающей сети. Этот параметр необходимо учитывать при расчетах сглаживающих фильтров в ИВЭ, работающих от сети с повышенной частотой (400, 1000 Гц).

Уровень низкочастотной модуляции может достигать 0,5-1%, а частота равна п/60, где п - частота вращения вала генератора или электромашинного преобразователя [1].

8. Уровень помех по входным шииам питания. Эти помехи особенно ощутимы в автономных системах единого питания ограниченней мощности постоянного тока, в которых от одного источника питаются одновременно радиоэлектронная аппаратура, электромоторы, реле, контакторы и другие электромеханические устройства. Синусоидальные помехи могут составлять 1-3% от а частота помехи от 50 Гц до 150 кГц. Импульсные помехи могут достигать 5-10% от t/n, а длительность импульсов от 1 - 10 мкс до 100 мс, частота повторения - от единиц до десятков килогерц. Этн помехи должны учитываться прн расчетах входных н выходных фильтров.

Технические требования

К источникам вторичного электропитания предъявляются следующие специальные технические требования, которые указываются в техническом задании на разоаботку.

Электрические требования

1. Номинальное значение выходного питающего напряжения постоянного тока и допуск на точность его установки в вольтах должны выбираться из следующего ряда: 0,25; 0,4; 0,6; 1,2; 2,4; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 (6,3); 9,0 (10); 12,0 (12,6); 15; 20; 24; 27; 30; 40; 48; 60; 80; 100 (125); 150; 200; 250 (300); 400 (500); 600; 800; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 4000; 5000; 6000; 8000; 10000; 12000; 15000; 20000; 25000.

Номинальные значения напряжений переменного тока в вольтах действующего значения должны выбираться из ряда: 1,2; 2,4; 3,15; 5,0; 6,0 (6,3); 12 (12,6); 15; 24; 27; 36; 40; 60; 80; ПО (115); 127; 200; 220; 380.

Напряжения, указанные в скобках, применять не рекомендуется; при необходимости их применение должно быть согласовано в установленном порядке.

Практически номинальные значения выходного напряжения определяются элементной базой проектируемого комплекса РЭА и ограничиваются небольшим числом номиналов напряжений, например, для аппаратуры на интегральных микросхемах (аналоговых и логических) используются напряжения 5, 6, 9, 12, 15 В. Для периферийных и выходных устройств ЭВМ, а также некоторых видов

радиоаппаратуры на транзисторах этот ряд дополняется напряжениями 20, 27, 40 В.

Допуск на Точность установки номинала напряжения определяется выбранной элементной базой и требованиями к выходным параметрам РЭА.

2. Значение тока нагрузки по каждой выходной цепи питающего напряжения и характер его изменения в процессе работы. Прн импульсном потреблении тока указываются его параметры: амплитуда, длительность импульса, длительность фронта, частота повторения. Для унифицированных ИВЭ широкого применения номинальные значения тока выбираются из установленного ряда по ГОСТ 18275- 72. Для ИВЭ частного применения значение тока нагрузки по каждой цепи определяется техническим заданием.

3. Переменная составляющая (пульсация) выходных напряжений постоянного тока задается в процентах от номинального напряжения или в абсолютных значениях; при этом должно быть указано, в каких значениях измеряется пульсация; действующих, амплитудных нли по двойной амплитуде (от пика до пика). Это требование весьма существенно для современных ИВЭ с высокочастотным импульсным преобразованием энергии, с импульсным регулированием или с тиристорными регулируемыми выпрямителями, в которых под видом пульсации скрываются три ее составляющие: собственно пульсация выпрямленного напряжения, кратная основной частоте, щумы с широким спектром частот, а также узкие пиковые выбросы.

Коэффициент пульсации выходных напряжений постоянного тока определяется требованиями аппаратуры и задается из следующего ряда: 0,01; 0,02; 0,03; 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 1; 2;3;5%.

4. Суммарная нестабильность выходного напряжения при воздействии всех дестабилизирующих факторов задается в процентах от номинального напряжения: 0,1; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0; 10%. Для контроля параметров ИВЭ в процессе их изготовления и испытаний задаются частные нестабильности выходного напряжения:

нестабильность по напряжению - допустимое изменение выходного напряжения при заданных пределах изменения входного напряжения питающей сетн и неизменном токе нагрузки; при этом указывается характер изменения сети - плавный или скачкообразный;

нестабильность по току - допустимое изменение выходного напряжения при заданных пределах изменения тока нагрузки и неизменном входном напряжении питающей сети. Этот параметр определяет внутреннее сопротивление ИВЭ при медленных изменениях тока. При импульсном потреблении тока указывается допустимое динамическое внутреннее сопротивление или частотная характеристика;

температурная нестабильность (ТКН) - допустимое изменение выходного напряжения прн изменении температуры окружающей среды в заданных пределах. Обычно температурная нестабильность задается совместно с частными нестабильиостями по напряжению и току.

Нестабильности н пульсации выходных постоянных напряжений являются важнейшими параметрами, которые оказывают существенное влияние на массогабаритные характеристики ИВЭ, поскольку для их реализации требуется применять сложные схемно-технические решения, большее число элементов. В качестве примера в табл. 1.1 приведены типовые требования к качеству потребляемой энергии -ддя некоторых видов приборов РЭА.