Расчёт технических характеристик источника питания с бестрансформаторным входом

За основу структурной схемы источника питания с бестрансформаторным входом принимаем схему, изображённую на рис.2.1 Напряжение Uвх переменного тока поступает на вход помехоподавляющего фильтра ППФ, предназначенного для снижения высокочастотных помех от источника электропитания в сторону системы электроснабжения и наоборот, из системы электроснабжения в сторону источника электропитания и нагрузки.

С выхода ППФ напряжение сети поступает на сетевой выпрямитель В1. Сетевой выпрямитель содержит устройство плавного пуска, устройство выпрямления, низкочастотный фильтр Ф1.

В зависимости от числа фаз входной сети схема выпрямления В1 может быть

трёхфазной мостовой,

трёхфазной со средней точкой,

однофазной мостовой.

Коэффициент Кn пульсаций на выходе трёхфазной мостовой схемы составляет 5,7%, трёхфазной со средней точкой 25% и однофазной мостовой 68%. Трёхфазной мостовой выпрямитель приемлем для подавляющего большинства источников электропитания (рис.2.5) [6].

Рис.2.5 Электросхема сетевого выпрямителя

Поэтому ёмкость конденсаторов фильтра определяется энергией, которую нужно накопить для компенсации провалов напряжения сети или компенсации индуктивности монтажа, а также обеспечения рекуперации энергии в сеть.

Дроссели L1 и L2 и конденсаторы С1…С3 образуют сетевой помехоподавляющий фильтр.

Выпрямление трёхфазного тока производится диодами VD1…VD6. в состав устройства плавного пуска УПП входят тиристор VS1, резисторы R1, R2, и R5, диоды VD7 и VD8, конденсатор C11. Конденсаторы С4…С8 выполняют функцию низкочастотного фильтра.

Ёмкость конденсаторов рассчитывается по формуле [4]

Сф=2Ро/6·fc·Um·∆Uf, (2.1)

где Ро - мощность на выходе сетевого выпрямителя;

fc - частота питающей сети;

Um-342В (Um= Uс ·√2+0,1 Uс·√2) –

максимальное значение амплитуды напряжения питающей сети.

∆Uf=Um-Ummin=342-264=78В

Конденсаторы С9, С10 и резисторы R3, R4 образуют ёмкостный делитель напряжения для получения средней точки при работе на полумостовую схему инвертора. В среднюю точку, т.е. в первичную обмотку силового трансформатора, включён датчик тока, содержащий трансформатор тока ТА1, резистор R6 и выпрямительные диоды VD9 и VD10.

Величина выпрямленного и сглаженного напряжения на выходе трёхфазного выпрямителя, работающего на ёмкостную нагрузку, может быть рассчитана по формуле

Uо≈ Uс ·η≈220·0,9·√2≈280В

Величина напряжения, снимаемая с каждого плеча ёмкостного делителя напряжения равна Uо/2, т.е. Uс9 = Uс10=140В.

Напряжение на зажимах вторичной обмотки силового импульсного трансформатора, с учётом падения напряжения на выпрямительных диодах ∆Uд выходного выпрямителя (В2) и на дросселе фильтра (Ф2) ∆Uф U2= Uов+∆Uд+∆Uф (2.2)

Амплитуда пульсации выходного выпрямленного напряжения не более 5мВ. Определяем номинальную Рвых. н. и максимальную Рвых. м. выходные мощности источника по формулам