Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 75

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 75)

33.13. Эта схема имеет следующие особенности: в цепи датчика тока 21,, установлен фильтр )!с, С„„ослабляющий импульсы помех прн коммутации силовых транзисторов !'Т1, ~'72! напряжение обратной связи на вход усилителя сигнала ошибки !вывод1 ИМС) снимается с делителя на сопротивлениях 2!о !!6 выходное напряжение конвертора определяется по формуле: ~/„.,„= (l„, (1 + !1, 1)1,.), где ~/„„= 5 В,. Леюям 34, Элект онные ко екто ы коз цисдга'ма~плести время паузы определяется делителем на сопротивлениях Я„ь Ям подключен- ных к выводу 4 ИМС и источнику опорного напряжения (У„, !вывод !4 ИМС); отлосительная длительность паузы определяется по формуле тз„= !„1 т= 145 — ю111 + к„,1КД~% и пе может быть меньше 4% периода Т колебаний задающего генератора; период колебании Т задающего генератора устанавливается с помощью двух внешних элементов К,, С„подключенных к выводам 5 и 6 ИМС, соответ- частота задаюгцсго генератора определяется по формуле ~, = !1т=1,!1121,с)-".1бокгтг! частотная коррекция усилителя сигнала ошибки выполняется элементами Я„С,, подключенными между выводами 2 и 3 ИМС; плавпып запуск преобразователя обеспечивается емкостью С„„включенной мокшу входом регулирования паузы !вывод 4 ИМС) и источником опорного напряжения б'.„(вывод 14 ИМС); время выхода на рабочий режим при плавном запуске определяется по формуле г„, = 2С, .)!се Лекиия 34.

Электронные корректоры коэффициента мощности Коэффициент мощности и его роль в импульсных источниках питания. Коэффициентом мо1пности К,, называется отношение активной мощности Р переменного и пульсирующего тока, измеренной ваттметром, к кажугцейся мощности Я, определяемой как произведение действующих значений напряжения 1/ и тока К измереппых вольтметром и амперметром: л Р ~ Кв =- — = с 2 < 1. (34. 1) При рсзистивдой нагрузке Р=УТ т.

е. имеет место предельное значение К⻠— 1 Прн синусоидальной форме тока и напряжения Р=Ь)созар, поэтому в соответствии с (34.1) К„'--соэср, где ср — сдвиг фазы между напряжением и током в сети. В Европе Международная электротехническая комиссия (МЭК) разработала стандарт 1ЕС-555, содержащий требования к допустимому уровню вносимых в сеть переменного тока высших гармоник„шумов и колебаний напряжения для всех электронных приборов. При этом обеспечение требуемого значения К„обязательно необходимо для любого электрооборудования, потребляющего от сети мощность более 300 Вт и имеющего на выходе сетевого выпрямителя емкостнои фильтр, в том числе для электробытовых приборов, микропроцессоров и компьютеров, медицинского электронного оборудования, электронной контрольно-поверочной аппаратуры, лабораторных источников электропитания. Вступающий в действие новый стандарт МЭК 1ЕС-1000-3-2 (вместо 1ЕС-555-2) значительно ужесточает требования к нормам на коэффициент мощности потребителей энергии.

Придерживаться этого стандарта должны все производители изделий, которые выходят на международный рынок. В связи с этим задача улучшения качества потребляемой мощности становится весьма актуальной для разработчиков источников питания Хорошо известны многие потребители, которые значительно снижают значения К„. К нх числу относятся лампы дневного света с индуктивным балласгом, импульсные источники питания с емкостным фильтром на входе, асинхронные двигатели и др.

Для повышения коэффициента мощности таких потребителей в настоящее время используют пассивные и активные корректоры коэффициента мощности. Пассивные корректоры коэффициента мощности обычно выполняются на конденсаторах и коммутирующих диодах. Такие корректоры применяются при индуктивном характере нагрузки -- это источники питания ламп дневного света„ асинхронные двигатели н др. Так, например, на рис. 34.1 приведена схема пассивного корректора коэффициента мощносги для питания лампы дневного света мощностью 40 Вт. Рааосл 7.

Источники элека опитааия элскт оиных сг оиств Рис 34 Н Сксма иассияисго коррсккора коаффицисаса моиааости хая Лдц В этой схеме параллельно лампе ЛДС с дросселем Др включена диод- но-емкостная схема на элементах Р1, Р2, РЗ и конденсаторах Сь С . Емкости Сь С, подбираются такими, чтобы компенсировать индуктивный характер нагрузки, а диоды Р1 ..

РЗ обеспечивают их коммутацию при изменении мгновенного значения напряжения питания. Основным недостатком пассивных Лсклия34. Элект онныс ко скто ы коэ иаисита мощности корректоров является невозможность их использования при изменяющейся нагрузке и импульсной форме тока. Пассивный корректор, приведенный на рис. 34.1, при мощности ЛДС 40Вт обеспечивает соыр=0,95. Упрощенная схема импульсного источника питания приведена на рис.

34.2а. Эта схема состоит из сетевого выпрямителя Д, емкости С фильтра и высокочастотного конвертора ВК, Выходное напряжение конвертора поступает на нагрузку Гс„. При синусоидальном напряжении сети и, выходное напряжение выпрями~ела и, и ток, потребляемый от сети, имеют пульсирующую форму. Как видно из временной диаграммы, приведенной на рис. 34.26, форма тока, потребляемого из сети, имеет вид узкого импульса большой амплитуды и малой длительности.

При такой форме импульсов тока их спектр оказывается очень широким и содержит большое число гармоник. В результате коэффициент мощности источника питания снижается до значения 0,5... 0,7. Повысить коэффициент мощности можно и в этом случае при помощи пассивной схемы коррекции, однако такая схема должна включать индуктивности„которые на частоте 50Гц будут иметь большие габариты и массу. Кроме того, такая схема потребует изменения индуктивности при изменении нагрузки. Все это показывает нецелесообразность применения пассивных корректоров мощности для импульсных источников пи анин.

Активные корректоры коэффициента мощности. Для работы с импульсными источниками питания фирма М)сто 1.1пеаг в 1989 году разработала первую микросхему М14812 управления активным корректором мощности. Позднее к разработке аналогичных схем подключились такие крупные фирмы, как 8)емелю Г)шггос)е и Могого1а. В результате этих разработок в настоящее время имеется большое количество схем управления импульсными источниками питания, совмещенными с корректорами коэффициента мощности.

Рассмотрим вначале принцип действия активно1о корректора коэффициента мощности. На рис. 34.3 приведена упрощенная структурная схема такого корректора. б) и„ 0 0 Рис. 34.2 Схема иииуяьсиосо исхо ~викс иитыо1я (а) и срсфики токов и исивяжсиии в исм И) Раздел 7 Исто шикн зцект олитания злскт ониых ст ойств Рис,34.з Птрукгурнав схема активного корректора коэффициента мосцности цц и его временныс диаграммы (6) Как видно из схемы, получение коэффициента мощности, близкого к единице, достигается за счет исключения из выпрямителя емкости фильтра, которая обычно устанавливается в импульсных источниках питания ~см. рис. 34.2) дня сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения.

Вместо этой емкости в схему вводится высокочасготный импульсный стабилизатор повьшзающего типа, с небольшой индуктивностью 1 на входе, работающий в граничном режиме прерывистого тока в индуктивпости. Схема повьппающего импульсного стабилизатора состоит из ипдуктивпости Е, клзочевого транзистора Т, диода 43, и емкости Са сглаживающего фильтра. Всоответствии с принципом действия гговышаюгцего стабилизатора напряжения при включении транзистора Т через индуктивность с начинает протекать ток, который нарастает по линейному закону. При выключении транзистора Т ток в ипдуктивпости Т, начинает спадать по линейному закону„ заряжая через диод В, емкость фильтра Са,. Включение и выключение ключевого транзистора Т выполняется устройством управления, которое состоит из датчика выпрямленного напряжения ДВН, датчика тока ДТ в нндуктивности У.

и схемы формирования импульсов управления СУ. Процесс формирования импульсов управления иллюстрируется временными диаграммами, приведенными ца рис. 34З 6. Как видно из этих диаграмм, включение транзистора Т происходит в момент времени„когда напряжение на выходе датчика тока ДТ становится равным пулю ~т. е. при нулевом токе в индуктивности 1.). Выключение тратззисзора Т происходит в момент времени, когда линейно нарастающее напряжение с датчика тока становится равным изменяющемуся по сипусоидалыюму закону напряжению с датчика выпрямленного напряжения ДВН. После выключения транзистора ток в инздуггивносги начинает спадать, и при пулевом значении тока транзистор Т вновь включается.

Далее процесс повторяется Зо2 Леиьк>и 34 Элен>' оиные ко '"ито ы коз ициелта мощности с лостаточно высокой частотой. Усредпешьый ток ьх. в индуктивности оказывается сипусондшьным по фсэрме н почти совпадающим по фазе с выпрямленным напряжением. Таким образом, бльоодаря схеме корректора достигается высокое значение коэффициента мощности.

К недостаткам приведенной схемы корректора коэффициента моьцпостн (ККМ) следует отнести отсутствие стабилизации выходного напряжения и„,„. При изменении ьшпряження сети нли ьигрузки выходное напряжение ККМ будет также изменяться. Для получения стабильного выходного напряжения в схему ККМ ввсэдится дополнительная обратная связь по выходному напряжению. Структурная схема ККМ со стабилизацией выходного им>ряжения и„я„приведена па рис. 34,4. В схеме па рис. 34.4 в дополнение ь датчикам выпрямленного напряжения ДВН л тока в индукгивностн ДТ введен датчик выходного напряжения ДН. Напряжение их„с датчика ДН сравнивается с напряжением им, источника опорного ьгапря>кения ИОН и сформированный сиппнь ошибки и...

Характеристики

Список файлов книги