Разработка принципов активной фильтрации тока сетевых источников электропитания средств связи, страница 19

В настоящее время большое число фирм ("Tripp Life", "Victon Energie" и др.) выпускают широкую гамму сетевых инверторов, работающих от напряжения 12- 48 В и обеспечивающих на выходе прямоугольное напряжение с частотой 50 Гц и действующим напряжением 220 В. Хотя форма выходного напряжения инверторов оптимизирована с точки зрения получения минимального коэффициента нелинейных искажений, он теоретически не может быть менее 29%.Кроме того, амплитудное значение выходного напряжения таких инверторов изменяется пропорционально входному напряжению, что ограничивает допустимый диапазон его изменения. Имеется целый ряд потребителей электроэнергии критичных к форме питающего напряжения (например, некоторые виды аппаратуры связи, системы контроля и управления технологическими процессами, электронно- вычислительные комплексы). Для таких потребителей необходимо применение сетевых инверторов с синусоидальным выходным напряжением высокого качества.

Формировать кривую входного тока в этом случае можно с помощью двух датчиков: датчика тока в индуктивности ДТ и датчика выпрямленного напряжения ДВН. При этом в корректорах малой и средней мощности включение транзистора происходит в момент достижения напряжением на выходе ДТ нуля, а выключение - в момент равенства выходного сигнала ДТ и сигнала ДВН, который является в этом случае модулирующим   - UМОД (рис. 3,в). На каждом цикле переключения потребляемый ток имеет треугольную форму, максимальное его значение определяется произведением kДUМОД(t)), а среднее за цикл - половиной этой величины (kД -коэффициент передачи ДТ ). В структуре, показанной на рис. 3,а, модулирующее напряжение равно выходному напряжению ДВН – UДВН. При этом среднее значение потребляемого тока (усредненное уже на интервале полупериода сетевого напряжения) пропорционально среднему значению выпрямленного напряжения и не зависит от сопротивления нагрузки, по отношению к которой такая система является источником мощности. При таком управлении выходное напряжение корректора будет изменяться как при изменении входного напряжения, так и при изменении величины тока нагрузки. Подобные характеристики корректора, конечно, неудобны для получения на выходе всей системы питания стабильного напряжения, к чему обычно стремится потребитель. Предпочтительнее было бы иметь на выходе корректора предварительно стабилизированное, пусть и не высокой степени точности, напряжение.

Этой цели добиваются путем включения в структуру СУ усилителя сигнала рассогласования (УСР) по обычной схеме, когда на входы УСР подаются сигнал источника опорного напряжения (ИОН) и сигнал датчика выходного напряжения (ДН). Модулирующий сигнал, пропорциональный произведению выпрямленного напряжения на выходной сигнал УСР, создается при этом новым функциональным блоком (рис.3,6), характерным лишь для корректоров - умножителем сигналов (УМН).

Временные диаграммы этой структуры не отличаются от диаграммы для рис.3,а, просто модулирующее напряжение теперь является произведением к kUУСРUДВН, а в коэффициенте k должен учитываться и коэффициент передачи умножителя. Изменение напряжения UУСР=(UИОН-UДН) компенсирует в этом случае изменения сетевого напряжения и тока нагрузки, поддерживая постоянным выходное напряжение. Здесь осуществляется граничный режим (critical conduction mode). При средних мощностях (до 300 Вт)работа корректора с такой СУ позволяет обеспечивать хороший коэффициент мощности (порядка 0,99). Однако при повышении мощности он снижается, и возникает потребность в еще более гладкой кривой изменения потребляемого тока.

Этого можно достичь, включая силовой транзистор по сигналу цепи, содержащей второй умножитель, настроенный на нижний порог. В этом случае получается режим , называемый просто непрерывным.

1.2.2. Система управления корректора коэффициента мощности

В настоящее время MOTOROLA выпускает СУ корректорами трех типов: наиболее простые и дешевые МС34261, МС33261; усовершенствованные МС34262, МС33262 и наиболее совершенную и дорогую микросхему МС33368.