Elektroniczne Układy i Systemy Zasilania

  • View
    33

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Elektroniczne Ukady i Systemy Zasilania. Wykad 2. Politechnika lska w Gliwicach Wydzia Automatyki, Elektroniki i Informatyki dr in. Ryszard Siurek. Ukady sygnalizacji stanu pracy zasilacza. Sygnalizacja optyczna (najczciej diody LED) - kolor zielony - poprawna praca - PowerPoint PPT Presentation

Transcript

  • Elektroniczne Ukady i Systemy ZasilaniaPolitechnika lska w GliwicachWydzia Automatyki, Elektroniki i Informatyki

    dr in. Ryszard SiurekWykad 2

  • Ukady sygnalizacji stanu pracy zasilacza Sygnalizacja optyczna (najczciej diody LED)- kolor zielony - poprawna praca- kolor czerwony-awaria (zadziaanie zabezpiecze)- kolor ty-ostrzeenie (np. zanik napicia sieciowegoi praca z baterii)Sygnalizacja stykowa (przekanik)- styki zwarte-poprawna praca- styki rozwarte-awaria zasilaniaSygna Zaniku Napicia Zasilania (ang. Power Fail Signal lub PF)UwyPFttDtDUDt > 1msDU < 5%Uo10

  • Sygna gotowoci (ang. Power Good)DUUwyttPGDU < 5%Uo01

  • Czas podtrzymania napicia wyjciowego95% UoUwyUoUwetptp czas podtrzymania (ang. hold-up time) do kilkudziesiciu mstt

  • Zabezpieczenia zasilaczyZabezpieczenia przecieniowe1. Stabilizacja prdu obcienia

  • 2. Ograniczenie prduObcienie rezystancyjne3. Zabezpieczenie wyczajce4. Zabezpieczenie termiczne

  • Zabezpieczenie nadnapicioweUwyUoUwymaxtWy.UKUK - ukad kontroli napiciaUwywyczenie zasilaczawyczeniestabilizacjaUwySZ1SZ2SZ ptla sprzenia zwrotnego (do stabilizacji)UwyPrzykadowa realizacjaang. crowbar - aktywizuje zabezpieczenie przecieniowe

  • Kompensacja spadkw napi na przewodach wyjciowychRorsrs+S-SUoDUsDUsUoIoIs = 0ZASILACZU1Stabilizowane jest napicie pomidzy zaciskami +S i -SU1 = Uo + 2DUs

  • Wsppraca rwnolega zasilaczyZwikszenie prdu obcieniaZasilacz 1Zasilacz 2I1I2UoUo1Uo2Uo1 = Uo2~IoIoI1maxI1, I2I1maxI1I22I1maxzasilacz 1 obcienie 100%I1max = I2maxUkad z nierwnomiernym podziaem prdu obcieniaWymagane zabezpieczenie przecieniowe ze stabilizacj prdu

  • Zasilacz 1Zasilacz 2I1I2UoUo1Uo2Uo1 > Uo2 (niewielka rnica)IoIoI1maxI1, I2I1maxI1I22I1maxI1max = I2maxUkad z rwnomiernym podziaem prdu obcieniaCSCSCS - ang. current share podzia prduZasilacz 1 wymusza zmiany U2 tak, aby prd I2 by zbliony do I1Dodatkowepoczenie

  • Zapewnienie redundancji (rezerwacji napicia)Zasilacz 1Zasilacz 2I1I2UoUo1Uo2Uo1 = Uo2~IoIo < I1max, I2maxI1max = I2maxD1D2Uwe1Uwe2Redundancja 1 + 1 Redundancja n + x - n moduw koniecznych do zapewnienia prdu obcienia - x moduw moe jednoczenie ulec uszkodzeniu

  • Najwaniejsze parametry dotyczce zasilacza od strony napicia wejciowego Zakres napicia zasilajcego (np. 230V +10%,-15% lub 150V 260V) Rodzaj napicia zasilania (jednofazowe, trjfazowe, zmienne, stae lub jedno i drugie) Czstotliwo napicia zasilania (np. 40Hz 60Hz lub 40Hz 400Hz) maksymalna warto skutecznej wartoci prdu zasilania (dla najgor- szego przypadku) Prd udarowy (przy zaczaniu) np. 30A (typowo)IutUweIwe

  • Emisja zakce elektromagnetycznychZASILACZPrdy i napicia zakce przewodzonych (pomiar w zakresie od 0,15 MHz do 30 MHz)Przewody zasilajcePole elektromagnetyczne zakce(pomiar w zakresie od 30 MHz do 1 Ghz)

  • Zakcenia radioelektryczne (ang. EMI)Zakcenia przewodzone - pomiar napicia zakce na rezystancji 50W w znormaliz- owanym ukadzie pomiarowym tzw. sztucznej sieci - zakres czstotliwoci: 150kHz - 30 MHz- jednostka: dBm Zp = 20log [dBm] Zp - poziom zakce przewodzonych

    Zakcenia emitowane- pomiar natenia pola elektromagnetycznego w powietrzu- zakres czstotliwoci: 30MHz - 1GHz- jednostka: dBmV/mZe = 20log [dBmV/m) Ze poziom zakce emitowanych

    Poziomy okrelaj normy, np.:PN-EN55022 Dopuszczalne poziomy i metody pomiaru zaburze radioelektrycznych wytwarzanych przez urzdzenia informatyczneUz1mVEz1mV/m

  • ZasilaczRoUweSztucznasie Miliwoltomierz selektywnyPomiar w zakresie 0,15 30MHZIzEzAnalizator widma natenia pola elektromagnetycznego w pamie 30MHz 1GHzKabina ekranowanaUkad pomiarowy

  • Przykadowy protok z pomiarw

  • Wspczynnik mocy i jego korekcjamoc cakowitamoc pozornaS [VA] = I Z 2moc biernaQ [var] = I (X - X )2LCmoc czynnaP [W] = I R2fPF = cos fUwe, IwetDtf = 1/Tf = 2pfDtTZalenoci obowizujce dla przebiegw sinusoidalnychWspczynnik mocyUI

  • UI1Uwe, Iwetmoc cakowita (pozorna) S = I1sk UUI2Uwe, IwetP (moc rzeczywista)PF = S Pmoc cakowita S = I2sk U = P=I1skI2skPF < 1 (0,6 0,75)I-sza harmoniczna I1(1)Dt (f)Ks =I1(1)skI1skWspczynnik ksztatuPF = Ks cosf

  • Znieksztacony przebieg prdu powoduje:wzrost mocy pozornej (a wic i prdu pobieranego z sieci energetycznej)wzrost zawartoci harmonicznych prdu w przewodach zasilania co prowadzi do odksztace sinusoidalnego napicia sieciowegowzrostu prdu pyncego w przewodach zerowych sieci wielofazowychOd 2001 roku obowizuj przepisy ograniczajce zawarto harmonicznych w prdzie zasilajcym urzadzenia elektryczne i elektroniczne o mocy wyjciowej od 75W 1000W.Dokument obowizujcy: PN-EN 61000-3-2 Kompatybilno elektromagnetyczna (EMC) Dopuszczalne poziomy emisji harmonicznych prdu (fazowy prd zasilania odbiornika mniej-szy lub rwny 16A) W zasilaczach stosuje si ukady poprawiajce ksztat prdu Aktywna Korekcja Wspczynnika Mocy (ang. PFC)

  • Odporno na zaburzenia zewntrzne o charakterze elektromagnetycznymZASILACZWyadowania elektrostatyczneZewntrzne pola elektromagne-tyczneSzybkie elektryczne stany przejciowe (ang. BURST)(amplituda do 4 kV)Wyadowania atmosferyczne

  • Systemy zasilania~~U1U2UnModu zasilany nr1Modu zasilany nr2Modu zasilany nr kUzBaterie lub akumulatoryCentralny blok zasilaczaScentralizowany system zasilania - bezpieczestwo - funkcjonalno - niezawodno - koszt

  • Modu zasilany nr 1 Modu zasilany nr 2Modu zasilany nr 3Modu zasilany nr 4Modu zasilany nr 5Modu zasilany nr kModu zasilany nr k+1Zasilacz 1Zasilacz 2Zasilacz N~

    ~~~~~U1U2U3Un~~~~Baterie lubakumulatoryUzUzUPSWielokrotny scentralizowany system zasilania - bezpieczestwo - funkcjonalno - niezawodno - koszt

  • Modu zasilany 112V - 24VPrzetwornica maej mocy DC-DCU1iU2iPrzetwornica maej mocy DC-DC Stabilizator impulsowyz dodatkowymi napiciami wyjciowymiModu zasilany nU1nU2nU3nModu zasilany i~

    ~220V 50Hz12V - 24V nap. staeNiskonapiciowy zdecentralizowany system zasilania(wysokonapiciowy zdecentralizowany system zasilania) - bezpieczestwo - funkcjonalno - niezawodno - koszt

    n