ЖУРНАЛ СТА №1/2000

СТА 1/2000 www.cta.ru ОБ ЗО Р / АП ПА Р А Т НЫ Е С Р Е Д С Т В А 12 ными способами, что привело к появ- лению множества известных схемных и конструкторских решений. По схе- мотехнике их условно можно разде- лить на четыре наиболее широко при- меняющихся вида: с потенциальным управлением; с управлением через разделительный трансформатор; с уп- равлением от дополнительной (базо- вой) обмотки, располагаемой на сило- вом трансформаторе преобразователя; с пропорциональнотоковым управле- нием силового транзисторного ключа от трансформатора тока, когда мгно- венные значения базового тока изме- няются в соответствии с изменениями тока коллектора [1], [7]. Исследования показывают энергети- ческое превосходство ключей с транс- форматорами тока практически во всём диапазоне напряжений первично- го питания — от единиц до сотен вольт. Несомненно, что практически во всех классах устройств, особенно в ин- верторах, устройствах управления электродвигателями и устройствах коммутации и защиты, современные мощные МДПтранзисторы имеют принципиальные преимущества перед биполярными. Удельная мощность транзисторных ключей на МДПтран- зисторах и силовых устройствах на ос- нове этих ключей может быть такой, которая принципиально недостижима при применении биполярных транзис- торов. Однако из этого не следует де- лать вывода о том, что надо отказаться от разработки и внедрения устройств на биполярных транзисторах. Опыт специалистов фирмы Zicon подтверждает данный вывод. Макси- мальное значение удельной конструк- тивной мощности для cетевого ИВЭП ZX1K14624 с выходной мощностью 1,1 кВт cоставляет 330 Вт/дм 3 , КПД 85%. Относительно параметра КПД уместным будет следую- щее замечание. Зачастую в спецификациях ИВЭП, ох- лаждаемых вентилятором, не уточняется, учтена ли потреб- ляемая вентилятором электри- ческая мощность при вычис- лении общего КПД. Во многих спецификациях указывается на значительное расширение диапазона рабочих температур ИВЭП при использовании принудительного воздушного охлаждения, но при этом мало кто из производителей указы- вает на соответствующее понижение КПД. Для своих ИВЭП с установленными вентиляторами при выходных мощно- стях 350 Вт, 550 Вт, 600 Вт, 750 Вт, 1,1 кВт фирма Zicon приводит зависи- мости допустимой выходной мощнос- ти от КПД и температуры окружающей среды. На рис. 4 в качестве примера представлен график для охлаждаемых вентилятором ИВЭП с выходными мощностями 600 Вт, 750 Вт, 1,1 кВт. При расчете КПД всей системы нео- бходимо учесть, что мощность, потреб- ляемая вентиляторами на ИВЭП с вы- ходными мощностями 300 или 600 Вт, составляет 2 Вт, а на источниках с вы- ходной мощностью 550, 750 Вт и 1,1 кВт — 3 Вт. В определенных условиях увеличить значение допустимой выходной мощ- ности ИВЭП с естественным конвек- ционным охлаждением можно уста- новкой охлаждающих вентиляторов, для чего на выходных платах предусмо- трен соединитель FAN, к которому подведено напряжение 18 В постоян- ного тока для питания вентилятора. При наличии в системе достаточного обдува дополнительный вентилятор можно не устанавливать. Для обеспечения возможности опти- мального использования ИВЭП с есте- ственным конвекционным охлаждени- ем приводятся графики зависимости допустимой выходной мощности от КПД и температуры окружающей сре- ды при различных cкоростях воздуш- ного потока. На рис. 5 приведены гра- фики таких зависимостей при скоро- стях воздушных потоков 0 м/c (отвод тепла осуществляется конвекцией между поверхностью устройства и ок- ружающей его газообразной средой), 0,1 м/c, 0,2 м/c и 0,5 м/c. Скорость воз- душного потока (м/с) определяется пу- тём деления значения производитель- ности охлаждающей системы (м 3 /c) на значение площади ортогонального се- чения потока (м 2 ). Для выбора надёжного ИВЭП с мак- симальным КПД и невысокой стоимо- стью заказчику следует отказаться от метода «чёрного ящика» и более тща- тельно рассматривать некоторые тех- нические параметры. По наблюдениям автора, часть специалистов, занимаю- щихся подбором ИВЭП, показывает недостаточное понимание того, что ' эти параметры означают. Примерами таких параметров явля- ются нестабильность по сети и нагруз- ке, уровень пульсаций, время реакции, время работы при провале в сети, пока- затели надёжности, КПД и темпера- турные характеристики (о них говори- лось ранее). Эти и другие вопросы рас- сматривались достаточно подробно в публикации [8], с содержанием кото- рой настоятельно рекомендуется озна- комиться специалистам, занимаю- щимся комплектованием средствами вторичного электропитания радиоэле- ктронной аппаратуры, вычислитель- ной техники, средств электронного си- лового управления, электронной сило- вой автоматики и т. д. Несмотря на давность публикации, вопросы, осве- щённые в статье, не потеряли своей ак- туальности и в настоящее время. Естественно, прежде всего электро- оборудование должно быть безопас- ным, то есть при нормальной эксплуа- тации и в случае любого возможного отказа оно должно защищать персонал от поражения электрическим током и других опасностей. По степени защи- ты от поражения электрическим током изделия Zicon относятся к оборудова- нию класса I, в котором защита от по- ражения электрическим током дости- гается применением основной изоля- ции и наличием средств под- ключения к защитному зазем- лению в проводке здания для тех токопроводящих частей, где может появиться опасное напряжение в случае пробоя основной изоляции. Значения токов утечки на землю (табл. 1) не превышают значений максимальных токов утечки на землю, приведённых в ГОСТ Р 5037792, при синусо- идальном напряжении часто- той 50…60 Гц. В указанном стандарте значения токов утечки приводятся и для сину- 0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 50% 60% 70% 80% 90% кпд P * , % T , °C Рис. 4. График зависимости P* (допустимой выходной мощности, выраженной в % от номинального значения), от температуры окружающей среды T и КПД для охлаждаемых вентилятором ИВЭП с номинальными значениями выходных мощностей 600 Вт, 750 Вт, 1,1 кВт