1 / 23

Elektroniczne Układy i Systemy Zasilania

Elektroniczne Układy i Systemy Zasilania. Wykład 2. Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki dr inż. Ryszard Siurek. Układy sygnalizacji stanu pracy zasilacza. Sygnalizacja optyczna (najczęściej diody LED) - kolor zielony - poprawna praca

libby
Download Presentation

Elektroniczne Układy i Systemy Zasilania

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Elektroniczne Układy i Systemy Zasilania Wykład 2 Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki dr inż. Ryszard Siurek

  2. Układy sygnalizacji stanu pracy zasilacza • Sygnalizacja optyczna (najczęściej diody LED) - kolor zielony - poprawna praca - kolor czerwony - awaria (zadziałanie zabezpieczeń) - kolor żółty - ostrzeżenie (np. zanik napięcia sieciowego i praca z baterii) • Sygnalizacja stykowa (przekaźnik) - styki zwarte - poprawna praca - styki rozwarte - awaria zasilania • Sygnał Zaniku Napięcia Zasilania (ang. „Power Fail Signal” lub „PF”) Uwy DU Dt > 1ms DU < 5%Uo t PF Dt „1” „0” t

  3. Uwy DU DU < 5%Uo • Sygnał gotowości (ang. Power Good) t „1” PG „0” t

  4. Czas podtrzymania napięcia wyjściowego Uwe t 95% Uo Uwy Uo tp t tp – czas podtrzymania (ang. hold-up time) do kilkudziesięciu ms

  5. Zabezpieczeniazasilaczy Zabezpieczenia przeciążeniowe 1. Stabilizacja prądu obciążenia

  6. 2. Ograniczenie prądu Obciążenie rezystancyjne 3. Zabezpieczenie wyłączające 4. Zabezpieczenie termiczne

  7. Zabezpieczenie nadnapięciowe SZ – pętla sprzężenia zwrotnego (do stabilizacji) Uwy stabilizacja Uwymax SZ1 Uo Uwy SZ2 wyłączenie t Przykładowa realizacja UK - układ kontroli napięcia UK Uwy Wył. Uwy ang. crowbar - aktywizuje zabezpieczenie przeciążeniowe wyłączenie zasilacza

  8. Kompensacja spadków napięć na przewodach wyjściowych Is = 0 +S ZASILACZ rs Io DUs Uo U1 Ro Uo rs DUs -S U1 = Uo + 2DUs Stabilizowane jest napięcie pomiędzy zaciskami +S i -S

  9. Współpraca równoległa zasilaczy Zwiększenie prądu obciążenia I1, I2 I1 Zasilacz 1 Uo1 Io zasilacz 1 obciążenie 100% I2 Uo I1max Uo2 Zasilacz 2 I1 I2 Io I1max 2I1max ~ Uo1 = Uo2 I1max = I2max Wymagane zabezpieczenie przeciążeniowe ze stabilizacją prądu Układ z nierównomiernym podziałem prądu obciążenia

  10. CS - ang. current share podział prądu Zasilacz 1 I1 Uo1 CS Io I1, I2 Dodatkowe połączenie Uo I2 I1max CS Uo2 Zasilacz 2 I1 I2 I1max = I2max Io Uo1 > Uo2 (niewielka różnica) I1max 2I1max Zasilacz 1 wymusza zmiany U2 tak, aby prąd I2 był zbliżony do I1 Układ z równomiernym podziałem prądu obciążenia

  11. Zapewnienie redundancji (rezerwacji napięcia) Uwe1 D1 I1 Zasilacz 1 Uo1 Io I2 Io<I1max, I2max Uo Uwe2 Uo2 D2 Zasilacz 2 ~ Uo1 = Uo2 Redundancja 1 + 1 I1max = I2max Redundancja n + x -„n” modułów koniecznych do zapewnienia prądu obciążenia - „x” modułów może jednocześnie ulec uszkodzeniu

  12. Najważniejsze parametry dotyczące zasilacza od strony napięcia wejściowego Iu Iwe Zakres napięcia zasilającego (np. 230V +10%,-15% lub 150V – 260V) Rodzaj napięcia zasilania (jednofazowe, trójfazowe, zmienne, stałe lub jedno i drugie) Częstotliwość napięcia zasilania (np. 40Hz – 60Hz lub 40Hz – 400Hz) maksymalna wartość skutecznej wartości prądu zasilania (dla najgor- szego przypadku) Prąd udarowy (przy załączaniu) – np. 30A (typowo) Uwe t

  13. Emisja zakłóceń elektromagnetycznych Pole elektromagnetyczne zakłóceń (pomiar w zakresie od 30 MHz do 1 Ghz) ZASILACZ Przewody zasilające Prądy i napięcia zakłóceń przewodzonych (pomiar w zakresie od 0,15 MHz do 30 MHz)

  14. Zakłócenia radioelektryczne (ang. EMI) • Zakłócenia przewodzone - pomiar napięcia zakłóceń na rezystancji 50W w znormaliz- owanym układzie pomiarowym tzw. „sztucznej sieci” - zakres częstotliwości: 150kHz - 30 MHz - jednostka: dBm Zp = 20log [dBm] Zp - poziom zakłóceń przewodzonych • Zakłócenia emitowane - pomiar natężenia pola elektromagnetycznego w powietrzu - zakres częstotliwości: 30MHz - 1GHz - jednostka: dBmV/m Ze = 20log [dBmV/m) Ze – poziom zakłóceń emitowanych Poziomy określają normy, np.: PN-EN55022 – Dopuszczalne poziomy i metody pomiaru zaburzeń radioelektrycznych wytwarzanych przez urządzenia informatyczne Uz 1mV Ez 1mV/m

  15. Układ pomiarowy Kabina ekranowana Iz Uwe Sztuczna sieć Zasilacz Ro Ez Analizator widma natężenia pola elektromagnetycznego w paśmie 30MHz – 1GHz Miliwoltomierz selektywny Pomiar w zakresie 0,15 – 30MHZ

  16. Przykładowy protokół z pomiarów

  17. Współczynnik mocy i jego korekcja Uwe, Iwe U I T t f = 1/T f = 2pfDt Dt „moc całkowita” moc pozorna S [VA] = I Z 2 moc bierna Q [var] = I (X - X ) 2 L C f PF = cos f moc czynna P [W] = I R 2 Współczynnik mocy Zależności obowiązujące dla przebiegów sinusoidalnych

  18. Uwe, Iwe I1 I-sza harmoniczna I1(1) U I1(1)sk I1sk t Ks = Współczynnik kształtu Dt (f) moc całkowita (pozorna) S = I1sk U P (moc rzeczywista) Uwe, Iwe S P I1sk I2sk PF = = U t I2 PF = Ks cosf PF < 1 (0,6 – 0,75) moc całkowita S = I2sk U = P

  19. Zniekształcony przebieg prądu powoduje: • wzrost mocy pozornej (a więc i prądu pobieranego z sieci energetycznej) • wzrost zawartości harmonicznych prądu w przewodach zasilania co prowadzi do odkształceń sinusoidalnego napięcia sieciowego • wzrostu prądu płynącego w przewodach zerowych sieci wielofazowych Od 2001 roku obowiązują przepisy ograniczające zawartość harmonicznych w prądzie zasilającym urzadzenia elektryczne i elektroniczne o mocy wyjściowej od 75W – 1000W. Dokument obowiązujący: PN-EN 61000-3-2 Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) –Dopuszczalne poziomy emisji harmonicznych prądu (fazowy prąd zasilania odbiornika mniej- szy lub równy 16A) W zasilaczach stosuje się układy poprawiające kształt prądu – Aktywna Korekcja Współczynnika Mocy (ang. PFC)

  20. Odporność na zaburzenia zewnętrzne o charakterze elektromagnetycznym Wyładowania elektrostatyczne Wyładowania atmosferyczne Zewnętrzne pola elektromagne-tyczne ZASILACZ Szybkie elektryczne stany przejściowe (ang. BURST) (amplituda do 4 kV)

  21. Systemy zasilania - bezpieczeństwo - funkcjonalność - niezawodność - koszt Centralny blok zasilacza Moduł zasilany nr1 Moduł zasilany nr2 ~ U1 Uz ~ U2 Un Baterie lub akumulatory Moduł zasilany nr k Scentralizowany system zasilania

  22. - bezpieczeństwo - funkcjonalność - niezawodność - koszt Moduł zasilany nr 1 Zasilacz 1 U1 ~ ~ Moduł zasilany nr 2 Moduł zasilany nr 3 Zasilacz 2 Moduł zasilany nr 4 U2 ~ ~ UPS U3 Uz Uz’ Moduł zasilany nr 5 ~ ~ ~ ~ Moduł zasilany nr k Baterie lub akumulatory Zasilacz N ~ Un ~ Moduł zasilany nr k+1 Wielokrotny scentralizowany system zasilania

  23. - bezpieczeństwo - funkcjonalność - niezawodność - koszt Przetwornica małej mocy DC-DC Moduł zasilany 1 Przetwornica małej mocy DC-DC ~ ~ 12V - 24V U1i 220V 50Hz Moduł zasilany „i” U2i Stabilizator impulsowy z dodatkowymi napięciami wyjściowymi 12V - 24V nap. stałe U2n U1n Moduł zasilany „n” U3n Niskonapięciowy zdecentralizowany system zasilania (wysokonapięciowy zdecentralizowany system zasilania)

More Related