СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-8

В ВЕДЕНИЕ Система энергоснабжения сложных автономных авиационных и косми ческих комплексов включает в себя первичные источники электропита ния – электромашинные генераторы и преобразователи, аккумуляторные и солнечные батареи и др., а также боль шое число различных источников вторичного электропитания (ИВЭП), предназначенных для радиоэлектрон ной аппаратуры (РЭА). Для электро снабжения функциональныхшкафов, блоков, приборов имодулей, входящих в комплекс РЭА, требуются ИВЭП, рас считанные на различные выходные напряжения и токи нагрузки. Длямаломощныхпотребителейобыч ноприменяются ряды унифицирован ных модулей питания, рассчитанных на широкий диапазон входных и вы ходных параметров, а для мощных (не делимых) потребителей, как правило, разрабатываются специальные источ ники электропитания. Вместо одного стабилизирующего ИВЭП большой мощности предлагается использовать систему вторичного электропитания (СВЭП) из нескольких одинаковых ИВЭП меньшей мощности, работаю щих на общую нагрузку. При параллельном соединении ис точников питания, работающих в ре жиме «горячего» резервирования, на дёжность системы существенно по вышается. Упрощается компоновка аппаратуры, поскольку разместить несколько малогабаритных приборов легче, чем один громоздкий блок. Уменьшаются объёмимасса ЗИП, об легчается ремонт аппаратуры, так как при отказе требуется замена только от казавшего прибора. Возможность по очерёдной коммутации отдельных ка налов позволяет уменьшить пусковые токи и выбросы питающего напряже ния при включении и отключении аппаратуры. Следует отметить, что уменьшение пусковых токов важно при работе РЭА от автономного пер ПРАКТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 60 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2011 вичного источника питания ограни ченной мощности. П АРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ИВЭП НА ОБЩУЮ НАГРУЗКУ Преимущества системы вторичного электропитания с параллельным вклю чением ИВЭП реализуются наиболее полно, если в источниках питания пре дусмотрены устройства, обеспечиваю щие равномерное, заданное или раци ональное распределение между ними общего тока нагрузки. Существуют различные схемы для распределения тока нагрузки между параллельно работающими ИВЭП: ● схема с ведущим и ведомыми кана лами; ● схема с кольцевой связью между ка налами; ● схема с перекрёстными связямимеж ду каналами; ● схема с ограничением тока нагрузки каждого канала. Наиболее известной является систе ма электропитания, состоящая из ве дущего и нескольких ведомых каналов [1]. Входящие в систему электропита ния ИВЭП могут быть выполнены по любой структурной схеме, с непрерыв ным или ключевым регулирующим элементом. В каждомИВЭПпредусмот рен резистивный датчик тока нагрузки (ДТ), включенный в одну из силовых шин. Схема управления ведомого ка нала содержит дифференциальный усилитель постоянного тока (УПТ), ис точник опорного напряжения (ИОН), делитель выходного напряжения (ДН) и согласующее устройство (СУ), свя занное с регулирующим элементом. В схему управления каждого ведущего канала входят усилитель отрицатель ной обратной связи по току (УОСТ), один вход которого подключен к ДТ своего ИВЭП, а другой вход всех УОСТ подключен к ДТ ведущего канала. Выход УОСТ через СУ подключен к ре гулирующему элементу k го ведущего канала. ВедущийИВЭП обеспечивает стаби лизациюнапряжения на выходе СВЭП, а ведомые каналы воспроизводят с за данной точностью ток нагрузки веду щего ИВЭП при воздействии любых возмущающих факторов, т.е. ток на грузки каждого ведомого канала авто матически устанавливается равным то ку нагрузки ведущего канала. Напри мер, при сбросе тока нагрузки системы или при выходе из строя одного или нескольких ведомых каналов изменя ется ток нагрузки ведущего канала, что приводит к соответствующему изме нению тока нагрузки оставшихся ве домых каналов. Чтобы система могла обеспечить ра ботоспособность питаемой РЭА при выходе из строя одного или несколь ких ведомых каналов, в ней должен быть предусмотрен «горячий» резерв, т.е. включено соответствующее количе ство дополнительных ведомых ИВЭП. Отметим, что выход из строя ведуще го канала приведёт к выходу из строя всей системы питания, поэтому необ ходимоприниматьособыемерыдляпо вышения надёжности ведущего канала, что является существенным недостат комтакойсистемы. Ведущийиведомые ИВЭП имеют разные схемы, что также является недостатком. По этим причи нам система с ведущим и ведомыми ка налами далее не рассматривается. Система электропитания с кольце выми связямимежду каналами состоит из нескольких одинаковых импульс ных ИВЭП, которые содержат специ альное устройство для выравнивания токов между источниками питания, ра ботающими на общую нагрузку [2, 3]. Каждый ИВЭП содержит ключевой элемент (КЭ), LCD фильтр, импульс ную и аналоговую части схемы управ ления и специальное выравнивающее устройство (ВУ). Схема управления служит для стабилизации выходного напряжения ИВЭП на заданном уров не, а выравнивающее устройство обес печивает равномерное распределение тока нагрузки системы между парал лельно работающими каналами. Выравнивающее устройство содер жит датчик токанагрузки (ДТ) идиффе ренциальный усилитель (ДУ). На один из входов ДУподаётся сигнал обратной связи по току – напряжение, пропор Способы параллельного включения ИВЭП Юрий Шуваев (Москва) Рассмотрены два варианта параллельного включения импульсных стабилизирующих источников вторичного электропитания с перекрёстными связями между каналами и с ограничением тока нагрузки каждого канала. © СТА-ПРЕСС