Структурная схема источника питания АТС

Первичный источник питается от трёхфазной промышленной сети напряжением 220 В, частотой переменного тока 50 Гц, потребляемая мощность от электросети около 2 кВт. Источник имеет два выхода с номиналами выходных напряжений 60 В и токами в нагрузках в 10 и 5 А, соответственно. Вход источника электропитания бестрансформаторный, гальваническая развязка нагрузки с электрической сетью индуктивная после преобразователя напряжения.

Амплитуда пульсации выходных напряжений не более 5 мВ, нестабильность выходных напряжений ±2 В при колебаниях электрической сети 220В±¹º%. Объём и масса источника электропитания минимально возможная ¹%.

Преобладание того или иного фактора оказывает существенное влияние как на номенклатуру, так и на количество функциональных узлов в структурной схеме. В микроэлектронных системах при большом количестве потребителей с различными и, как правило, высокими требованиями к качеству питающего напряжения, возникает особая необходимость в уменьшении взаимного влияния отдельных узлов, ослабления связи через общие шины питания. Удовлетворению этих требований наиболее полно отвечают источники со стабилизаторами напряжения с непрерывным законом регулирования.

Однако следует иметь в виду, что применение общего стабилизатора значительной мощности порождает немало трудностей. Во-первых, при питании от одного мощного стабилизатора приходится использовать провода большого сечения. Сказывается падение напряжения в соединительных проводах. При импульсном потреблении тока, индуктивности проводов влияют на качество напряжения.

Во-вторых, полупроводниковые приборы очень чувствительны к перегрузкам. Поэтому в устройствах на полупроводниковых приборах должны быть предусмотрены схемы защиты. Но при использовании общего стабилизатора и при наличии схемы защиты в нём, может привести к снятию питания со всех потребителей при аварийной ситуации одного из них.

Разрешить возникшие трудности в построении системы стабилизации может децентрализация последней, т.е., замена общего стабилизатора соответствующим маломощных стабилизаторов, приближение их к нагрузкам и создание защиты в каждом из них.

Стабилизаторы непрерывного действия не решают задачу построения экономичных и малогабаритных вторичных источников питания из-за их низкого КПД.

В последнее время на смену непрерывным стабилизаторам пришли импульсные стабилизаторы с преобразователями или стабилизированные преобразователи, совершающие преобразование напряжения при значительном различии входного и выходного напряжений, сохраняя высокий КПД.

Таким образом, структурное построение ИВЭП микроэлектронной аппаратуры может сводится к совмещению принципов централизации и децентрализации, которые состоят в том, что частично источник выполняется централизованно в виде самостоятельного блока, а частично рассредоточивается по блокам и функциональным узлам потребителей.

Наряду с общепринятым назначением ИВЭП, получение заданной мощности в нагрузке, он должен выполнять ряд дополнительных функций:

осуществлять гальваническую развязку первичного источника и вторичных цепей;

защищать первичную сеть и потребителей;

включаться и отключаться по команде;

допускать индивидуальное управление отдельными номиналами и др.

В импульсных источниках с бестрансформаторным входом важную роль играют трансформаторы преобразователей. Применение трансформаторов на ферритовых сердечниках даёт возможность работать на частотах вплоть до 1 МГц. Однако с повышением рабочих частот свыше 100 кГц уменьшение габаритов трансформаторов может быть ограничено значением напряжения на один виток обмотки. Это приводит к невозможности изготовления трансформатора в минимально возможных габаритах с обеспечением заданной точности выходных напряжений [4].