Устройства импульсного электропитания для альтернативных энергоисточников

Фронт (начало) импульса появляется, когда результирующее напряжение сравнения U совпадает с некоторым значением напряжения А. Спад (окончание) импульса формируется при значении U, равном — А. Этот эффект называют гистерезисом. Параметры гистерезиса зависят от скорости изменения напряжения U, а инерционность срабатывания элементов определяется временем рассасывания неосновных носителей в полупроводниковых приборах. В случае генерации сигнала треугольной формы сформированная импульсная последовательность имеет некоторое отклонение от частоты исходного сигнала специальной формы.

По рис. 2.8 видно, что при совпадении величин этих сигналов происходит срабатывание компаратора.

Импульс положительного напряжения на его выходе появляется в момент превышения напряжением U импульсной последовательности как по длительности импульса, так и по частоте его следования.

Формирование импульсного напряжения на выходе компаратора происходит с некоторым запаздываем по времени и уровню, что отражает реальную картину управляющей последовательности с модуляцией положения фронта импульса. В данном случае производится генерация пилообразного сигнала с положительным нарастанием напряжения.

Рис. 2.8. Структурная схема стабилизатора напряжения

Пример оптронного стабилизатора для преобразователя напряжения

Схема оптронного стабилизатора сетевого напряжения представлена на рис. 2.9.

Рис. 2.9. Пример электрической схемы оптронного стабилизатора

Предлагаемая схема стабилизатора сетевого напряжения отличается от ранее описанных тем, что обратная связь по напряжению организована с помощью оптрона. За счет инерции осветительного прибора, входящего в оптрон ОЭП2, достигается некоторый гистерезис, обязательный в схемах с обратной связью. Без гистерезиса будет происходить релаксация схемы, которая будет выражена в мерцании лампочки HL1, которая является в данной схеме нагрузкой.

Рассмотрим работу схемы, изображенной на рис. 2.9.

В момент включения сетевого напряжения синусоидальное напряжение, ограниченное резистором R4, поступает на диодный мост VD1. На нагрузке напряжение отсутствует, поэтому сопротивление оптрона велико, транзистор VT1 открывается за счет смещения поступающего с резистора R6. Ток, протекая через резистор R5 и открытый транзистор VT1, заряжает емкость С1. В тот момент, когда напряжение достигнет уровня пробоя аналога динистора, собранного на деталях VT2, VT3, R7, R8, конденсатор С1 разрядится на первичную обмотку импульсного трансформатора Т1. В результате импульс со вторичной обмотки откроет симистор VS1. Время скорости зарядки емкости, а значит, и время открывания симистора зависят от сопротивления R5 и сопротивления перехода эмитер-коллектор транзистора VT1.

При закрывании этот транзистор мы уменьшаем напряжение на нагрузке, что и происходит за счет уменьшения сопротивления резистора оптрона. Порог, на котором наступит баланс, регулируют резистором R2, находящимся за датчиком выходного напряжения.

Налаживание такого устройства заключается в установке максимального напряжения при помощи резистора R5 при отключенном проводе от потенциометра R2 и оптрона Ш.

Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце М2000НМ размером К20х12х6. Первичная обмотка состоит из 100 витков, а вторичная — из 60 витков провода ПЭВ1 диаметром 0,15 мм.

2.5. Стабилизаторы напряжения для альтернативных источников электропитания

Высокоточные, надежные, бесшумные, с плавной регулировкой стабилизаторы напряжения серии Orion охватывают диапазон мощностей 2 кВА…450 кВА. Выпускаются модели как с регулировкой по среднефазному значению выходного напряжения (серия А), так и с независимой регулировкой по каждой фазе (серия Y). Эти модели широко используются в системах преобразования электроэнергии от альтернативных источников.

На рис. 2.10 представлен внешний вид такого стабилизатора.

Рис. 2.10. Стабилизатор мощностью 7 кВА

Модели серии А (с регулировкой по среднефазному напряжению) являются более простыми устройствами и используются исключительно для питания трехфазных нагрузок. В то же время модели серии Y (с независимой регулировкой по каждой фазе) рекомендуется применять для работы с сегментированными однофазными нагрузками (для которых требуется наличие нулевого провода) или с несбалансированными трехфазными нагрузками.

Существуют следующие модификации стабилизаторов напряжения, различающиеся допустимым диапазоном изменения входного напряжения: ±15 %, ±20 %, ±25 %, ±30 %, -25 %/+15 %, -35 %/±15 %, -45 %/±15 %.

При этом точность стабилизации выходного напряжения составляет ±1 %. Чем шире диапазон стабилизации, тем больше вес и габариты устройства, а также выше его стоимость.