Выбор выпрямительного устройства

Один из вариантов функциональной схемы выпрямителя дан на рисунке 3, где приняты следующие обозначения:

ФП1, ФП2 - входной и выходной LC-фильтры помех;

В1, В2, В3 - выпрямители;

ДР1, ДР2, ДР3 - драйверы (согласующие устройства управления);

К1, К2 - контроллеры управления ККМ и ППН;

ДТ1, ДТ2 - датчики тока;

УМ - усилитель мощности на силовых транзисторах;

ТР1 - высокочастотный, импульсный трансформатор;

ТР2 - маломощный трансформатор для питания цепей управления;

ФНЧ - фильтр нижних частот ППН;

УКИ - узел управления, контроля и обмена информацией по цепи Ethernet;

ДТН - датчик температуры и напряжений АБ.

Рисунок 3 - Функциональная схема выпрямителя.

Корректор ККМ выполняет функции активного фильтра сети, снижая уровень помех и реактивной составляющей входного тока. Одновременно он повышает (до 380 - 400 В) и стабилизирует на своем выходе постоянное напряжение, содержит накопительный конденсатор С1, корректор формы тока на индуктивности L1, транзисторе Т1 с цепями управления и с буферным конденсатором С2.

Усилитель мощности УМ преобразователя ППН выполняется на мощных гибридных сборках, МОП-транзисторах с изолированным затвором. Этот каскад выполняется по двухтактной полумостовой (при мощности источника до 2 кВт) или мостовой схемам, для эффективного управления которыми разработана серия специализированных интегральных микросхем: TL494, 1156ЕУ2 и др. Общим для них является использование широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с контуром обратной связи для регулирования выходного напряжения.

Основные требования к выпрямителям:

обеспечение стабилизации и регулировки выходного напряжения;

ограничение тока нагрузки;

обеспечение заряда и подзаряда АБ;

выходное напряжение в нормальном режиме должно быть равно нормируемому напряжению нагрузки и буферному напряжению АБ;

диапазон отклонения напряжения содержания АБ от задаваемого при разной температуре не должен превышать 1 %;

защита от повышения выходного напряжения и от короткого замыкания (к. з.) на выходе;

гальваническая развязка их нагрузки от входной сети;

выключение при отклонении напряжения входной сети за допустимые пределы; - задержка включения и плавный запуск.

Наибольший ток выпрямителей слагается из тока нагрузки и десятичасового тока заряда АБ с учетом 75 % загрузки выпрямителей:

 (10)

 (11)

При этом выпрямители должны иметь режим ограничения выходного тока при глубоком разряде АБ, чтобы не вывести АБ из строя.

В качестве основных типов выпрямителей в проекте используем выпускаемые Юрьев-Польским заводом выпрямители с бестрансформаторным входом ВБВ, используемые как самостоятельные изделия, так и в составе устройств электропитания аппаратуры связи - УЭПС, стоек СУЭП.

Габариты этих устройств в мм - 2250´600´600.

Устройства УЭПС и СУЭП обеспечивают:

подключение 2-х групп АБ;

одновременное питание нагрузки и заряд (буферный подзаряд) АБ;

защиту АБ от разряда ниже допустимого уровня;

изменение уставки выходного напряжения с напряжения заряда (например, 2,3 В/элемент) на напряжение непрерывного подзаряда (например, 2,25 В/эл. при 20^о С) по окончании заряда АБ;

защиту от к.з. выходных цепей выпрямителей, цепей АБ и нагрузки;

селективное отключение любого неисправного выпрямителя в них;

термокомпенсацию;

равномерное распределение тока нагрузки между выпрямителями;

батарейное тестирование;

отключение низкоприоритетной нагрузки при разряде батареи;

местную и дистанционную сигнализацию.

Максимальная выходная мощность выпрямительного устройства , смотрите пункт 2.1.

Выбор выпрямителей производится по номинальному напряжению и максимальному току, который они могут выдавать по выходу.

Выбрал УЭПС-2 48/240-88 с P_MAX=13440Вт.

Аккумуляторы могут размещаться в стойках или шкафах типа УЭПС с полезной площадью полок 545´589мм² и наружными габаритами 600´600 мм². Высота шкафов - 1050, 1650, 1950 или 2250мм. С учётом габаритов выбранных аккумуляторов получил, что на каждой полке выбранных шкафов можно разместить по четыре аккумулятора.

Все 44 аккумулятора разместил в четырёх шкафах высотой по 2,25м, в каждом из которых по 3 полки высотой 75см, на каждой полке по четыре аккумулятора. Одна полка остаётся пустой в качестве резерва.