СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-8

R дт = R13 – сопротивление резистор ного датчика тока; n – число парал лельно включенных ИСН в системе электропитания; m – число неисправ ных каналов в системе; I н – суммарный ток нагрузки СВЭП; I j , I k и – токи нагрузки j го и k го ИСН при всех исправных каналах и при выходе из строя одного или m каналов. После подстановки (6), (8) и (9) в вы ражение (5) и необходимых преобра зований получим формулы для расчё та выходного напряжения СВЭП: при всех исправных каналах: ; (14) при выходе из строя одного или m ка налов: . (15) Используя выражения (10) и (11) и приравнивая U 2 к нулю, найдём соот ношение для расчёта необходимого значения коэффициента k д2 для обес печения равенства токов нагрузки всех каналов при исправной СВЭП. После преобразований получим: k д2 = k 3 / k 2 n ; (16) I j = I k = I н / n . (17) Это означает, что при всех исправ ных параллельно работающих кана лах и их правильной настройке ток нагрузки между ними распределяется равномерно. Рассмотрим распределение токов в системе при выходе из строя одного или нескольких каналов. Анализ вы ражения (15) показывает, что выход ное напряжение СВЭП , формируе мое разными каналами, имеет одина ковое значение. Учитывая принятые допущения об идентичности парамет ров и элементов ИСН, входящих в СВЭП, можно сделать вывод, что для всех каналов имеет одинаковое значе ние, т.е. . Следовательно, и при отказе m каналов ток нагрузки СВЭП распределяется равномерно между оставшимися исправными ка налами: . (18) Оценку изменения выходного на пряжения СВЭП при выходе из строя одного или нескольких каналов про ведём на конкретных примерах. П РИМЕРЫ РАСЧЁТА Исходные данные : U но = 12,00 В; I нmax = 8 А; I нраб = 6 А; n = 4; U п = 19…25 В; U оп = 8,5 В; T = 2 × 10 –4 с; R 1 = 10 5 Ом; C 1 = 2 × 10 –8 Ф; T / R 1 C 1 = 0,1. Выбираем : k 1 = 200; k 2 = 3; R дт = 0,2Ом. 1. Для получения заданного значения U н = 12,00 В по формуле (7) рас считываем необходимое значение k д1 = 8,5/12 – 0,1/200 = 0,708; 2. Поформуле (16) находим k д2 = 10/3 × × 4 = 0,833; 3. По формулам (13), (12) находим ток нагрузки исправных каналов и на пряжение на выходе УОСТ при отка зе одного или двух каналов. При n = 4, m = 1 ; при n = 4, m = 2 . 4. По формуле (15) находим выходное напряжение СВЭП при отказе одно го и двух каналов. При n = 4, m = 1 при n = 4, m = 2 Приведённый расчёт показывает, что при отказе даже двух каналов вы ходное напряжение СВЭП уменьшает ся не более чем на 0,25%. С ИСТЕМА ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С ОГРАНИЧЕНИЕМ ТОКА НАГРУЗКИ КАЖДОГО КАНАЛА Как показано в [6], параллельная работа стабилизирующих ИВЭП и распределение тока нагрузки между ними возможны без дополнитель ных выравнивающих устройств и без дополнительных связей между ними. Это обеспечивается электри ческой схемой стабилизирующих источников питания, входящих в систему электропитания, и опреде лённым алгоритмом их совместной работы. При небольшом токе нагрузки СВЭП все каналы работают в режиме стабилизации напряжения. При даль нейшем увеличении тока нагрузки источники питания поочерёдно пе реходят в режим стабилизации тока, а стабилизация выходного напряже ния системы обеспечивается за счёт остальных каналов, по прежнему ра ботающих в режиме стабилизации напряжения. При перегрузке системы по току все стабилизирующие источники пере ходят в режим стабилизации тока и через время, определяемое конденса тором временной задержки, пред усмотренным в каждом источнике, ключевые регулирующие элементы всех ИВЭП закрываются, схема «опро кидывается», и выходное напряжение и ток нагрузки системы становятся равными нулю. Структурная схема СВЭП приведена на рисунке 3. В неё входят N стабили зирующих ИВЭП, работающих парал лельно на общую нагрузку. Их пи тание осуществляется от одного или нескольких первичных источников питания. Стабилизирующие ИВЭП могут быть любого типа и выполнены по любым схемам. Это могут быть пре образователи напряжения, импульс ные или непрерывные стабилиза торы напряжения. Однако обяза тельным условием их применения является работа аналоговой части схемы управления по приведённому алгоритму. Функциональная схема стабилизи рующего ИВЭП указанного типа приведена на рисунке 4. В него вхо дят силовой ключевой регулиру ющий узел (КРУ), включенный меж ду входными и выходными вывода ми ИВЭП; резисторный датчик тока нагрузки (ДТ), включенный в плю совую шину; ШИМ; задающий гене ратор (3Г); схема управления и за щиты (СУЗ); выходной конденсатор С вых и дополнительный источник питания (ДИП). Первый вход СУЗ подключен к выходным выводам ИВЭП, второй вход – к ДТ, а выход соединён с управляющим входом ШИМ. Син хронизирующий вход ШИМ подклю чен к выходу ЗГ, а выход ШИМ связан ПРАКТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 64 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2011 © СТА-ПРЕСС