Лекция 13 - Конспекты (1095382), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Это небольшая ёмкость, котораясуществует между всеми обмотками, где разность напряжений (В/виток) междувитками ведет себя подобно конденсатору. Этот конденсатор при высокойчастоте действует как шунт вокруг обмотки и позволяет высокочастотномупеременному току протекать в обход обмоток.Междуиндуктивностьюсамойобмоткииэтойраспределённоймежвитковой ёмкостью формируется колебательный контур. Выше точки45Электропитание РЭАГлава 7.3авторезонанса влияние ёмкости становится больше влияния индуктивности, чтоснижает уровень затухания при высоких частотах.Этот эффект можно уменьшить, умышленно использовав конденсатор Схбо́ льшей ёмкости. Частота авторезонанса является той точкой, в которойпроявляется наибольшее возможное затухание для фильтра.
Таким образом,путём выбора методa намотки трансформатора можно разместить эту точкуповерх частоты, которая требуется для самой лучшей фильтрации, например, нагармоническом пике в спектре шума неотфильтрованной системы.Ещё одной областью повышенного внимания является добротностьфильтра при авторезонансе. Если добротность слишком высока (или, другимисловами, коэффициент затухания слишком мал), то фильтр фактически будетгенерировать шум в форме узкополосного "звона ".
С этим можно разобратьсяв процессе проектирования.После того как значения для компонентов синфазного фильтраопределены, наиболее важными для обеспечения требуемого КПД каскадафильтра становятся физическая конструкция трансформатора и компоновкапечатной платы. Магнитные связи, обусловленные восприятием дорожками икомпонентами высокочастотного шума, возникающего из-за паразитнойиндуктивности, могут сделать фильтр совершенно неэффективным. Кроме того,дроссель фильтра синфазных помех при частотах, превышающих его частотуавторезонанса, становится всё более и более емкостным. Поэтому при частотах20-40 МГц следует побеспокоиться о высокочастотных характеристикахфильтра.Важную роль также играет физическая компоновка печатной платы.Фильтр должен располагаться линейным образом, так, чтобы входная частьфильтра физически была отдалена от его выходной части.
Кроме того, следуетиспользовать широкие низкоиндуктивные дорожки, не забывая при этом отребованиях спецификаций к длине пути тока утечки.46Электропитание РЭАФильтрГлава 7.3синфазныхпомех,посуществу,отфильтровываетшум,создаваемый между двумя линиями электропитания (или тремя в случаетрёхфазной сети). Однако иногда высокочастотное затухание недостаточно дляудовлетворения спецификациям, и к фильтру ЭМП необходимо добавитьтретий полюс. Такой фильтр, как правило, применяют для фильтрациидифференциальных помех. Его частота излома характеристики обычно та же,что и у фильтра синфазных помех.
Этот фильтр состоит из отдельного дросселянакаждойлинииэлектропитанияиразмещаетсямеждувходнымивыпрямителями и фильтром синфазных помех, как это показано на рисунке7.115.Фильтр дифференциальных помех должен иметь более низкий коэффициент затухания,чемфильтрсинфазных помех,поскольку прииспользовании более высоких коэффициентов затухания объединённая реакциязатухания всей секции фильтра будет слишком инертной.Приемлемкоэффициент затухания минимум 0,5.Добавление этого каскада фильтрации позволит управлять затуханием наочень высоких частотах и приведёт к затуханию любых помех придифференциальном включении на выводе заземления. Кроме того, он дастобъединённое затухание на частоте преобразования ИЭП.ИЭП, подключаемый к сети переменного тока, должен соответствоватьпредъявляемым нормам по электробезопасности.
Максимальное значение тока,которое может быть допустимо для человека при нормальном (неаварийном)режиме работы электроустановки, не должно превышать 0,3 мА, а приаварийном – не более 6 мА (при продолжительности воздействия более 1 с).Аварийный режим может произойти, если, например, металлический корпусИЭП не соединён "с землёй". По этой причине Y-конденсаторы не могут бытьбольшой ёмкости. Ток Iу, проходящий через конденсатор на "землю", можетбыть найден какI у U с0C y ,где Uс – напряжение сети.47(7.192)Электропитание РЭАГлава 7.3Б.Корректор коэффициента мощностиС выхода выпрямительного моста ВС выпрямленное пульсирующеенапряжение частоты 100 Гц поступает на вход активного ККМ.
Керамическийконденсатор С1 (ёмкость 0,47-1 мкФ, напряжение не менее 630 В) облегчаетначальный пуск ККМ и осуществляет частичную фильтрацию ВЧ-помех.ККМ является повышающим (до напряжения 350…400 В) импульснымстабилизатором выпрямленного сетевого напряжения. Основные элементыККМ: силовой ключ VT1, диод VD1, накопительный дроссель L1, выходнойэлектролитический конденсатор C2, схема управления СУ1 на основеконтроллера ККМ.Cиловой ключ VT1 – мощный высоковольтный (600…800 В) МОПтранзистор, имеющий низкое сопротивление открытого канала "сток-исток" ивысокое быстродействие. Диод VD1должен иметь обратное напряжение нениже 600 В и малое время восстановления (десятки наносекунд).
Обычныетребования к дросселю L1: индуктивность 200-1000 мкГн и минимальныепаразитные параметры. Дроссель L1 чаще всего выполняется на кольцевыхсердечниках из магнитодиэлектриков, например МП140, МП250 или ихзарубежных аналогов. Выходной конденсатор С2 – электролитический снапряжением450Винизкимвыходнымимпедансомначастотепреобразования (не менее 100 кГц).В.Преобразователь напряженияПН – это однотактный прямоходовой преобразователь, выполненный посхеме так называемого "косого" моста на МОП-транзисторах VT2 и VT3,работающих синхронно.
Диоды VD2 и VD3 рекуперируют избыточную энергиюнамагничивания силового трансформатора TV2 обратно в ККМ. Эти диодыдолжны иметь обратное напряжение не ниже 600 В и малое значение временивосстановления. Управление силовыми ключами производится от схемыуправления СУ2 на основе ШИМ-контроллера с развязкой посредствомуправляющего трансформатора.48Электропитание РЭАГлава 7.3Параметры быстродействия МОП-транзистора в процессе переключенияопределяются величинами его паразитных емкостей, причем:- входная ёмкость определяет время задержки при включении и частичнопри выключении;- ёмкость Миллера влияет на время нарастания и спада напряженияканала сток-исток, а также в бо́ льшей степени влияет на передачу помех вуправляющую входную цепь транзистора;- выходная ёмкость определяет длительность заднего фронта импульса наканале сток-исток.Основное средство уменьшения величины тока несимметричных помех втранзисторе – это уменьшение величины паразитной ёмкости относительнокорпуса ИЭП.
С этой целью, а также для уменьшения динамических потерьмощности применяют демпфирующие цепи, которые затягивают фронтимпульса напряжения на стоке и одновременно уменьшают его выброс.Высокочастотныйсиловойтрансформатортакжепричастенкобразованию помех. Любой трансформатор, особенно высокочастотный,представляет собой многочастотную резонансную систему, поскольку наличиеиндуктивности первичной обмотки и паразитных емкостей, а также паразитныхиндуктивностей обмоток приводит к колебательным процессам на выходетрансформатора.
Поэтому при подаче на вход трансформатора импульсовпрямоугольной формы на его выходе всегда будет импульс искажённой формы.В результате, на переднем и заднем фронтах импульсов будут присутствоватьВЧ-колебания не только основной частоты (преобразования), но и высшиегармонические составляющие, являющиеся, по сути, помехами.Г.Выпрямитель с выходным фильтромВыходной ВЧ-выпрямитель (диоды VD4, VD5) должен выполняться нанизковольтныхобратногодиодахнапряженияШоттки,(45-200имеющихВ),соответствующеенаименьшее(0,35…0,6 В) и малое время восстановления (35…75 нс).49падениезначениенапряженияЭлектропитание РЭАГлава 7.3Диоды обычно устанавливают на теплоотводящем радиаторе, которыйсоединён с корпусом (шасси) ИЭП.
В случае использования диодов Шотткиони очень часто представляют собой "двойку", то есть интегрированы в одномкорпусе и их катоды (или аноды) соединены вместе и связаны с металлическимоснованием. В этом случае диоды изолируют от корпуса электроизоляционнойшайбой из материала с высокой теплопроводностью. Возможен также вариант,когда диоды устанавливают на радиатор, который сам изолирован от корпусаИЭП.
Но в любом случае между катодами диодов и корпусом ИЭП всегда естьпаразитная ёмкость той или иной величины. Через эту ёмкость протекает накорпус ток несимметричной помехи.Сглаживающий фильтр ВЧ-пульсаций и кондуктивных помех выполнендвухзвенным. При этом первое звено (L2-C3-С4) обеспечивает "главное"подавление пульсаций на частоте переключения. Второе звено (L3-C5-С6) вбо́ льшей степени осуществляет подавление гармоник основной частотыпульсаций и помех.Для предотвращения влияния ИЭП на нагрузку зачастую в выходномфильтрепредусматриваюттакназываемыепроходныеконденсаторы(фильтры). Это конденсаторы с тремя выводами, два из которых представляютконцы одного проводника, соединяющего источник помехи и нагрузку.Третий – вывод на "землю". Частотная характеристика такого фильтра имеетсамую малую крутизну.
Для увеличения эффективности помехоподавленияконденсатор и индуктивности соединяют в различной комбинации, образуяфильтры LC, П и Т-типов. Все рассматриваемые фильтры – фильтры нижнихчастот, которые пропускают постоянный ток и сигнал на частоте ниже частотысреза и ослабляют ВЧ-помехи. Частоту среза определяет только значениеёмкости конденсатора.В качестве такого проходного фильтра при проектировании выходнойцепи фильтрации отлично зарекомендовал себя отечественный LC-фильтр типаБ26 производства компании "Гириконд" (г. Санкт-Петербург), отвечающий50Электропитание РЭАГлава 7.3самым современным требованиям к подавлению помех в цепях РЭА.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
