Разработка принципов активной фильтрации тока сетевых источников электропитания средств связи, страница 18

Рассмотрим процессы в конверторе напряжения. Ключи ST1 и Sт2 - основные ключи, управляемые методом ШИМ, которые включаются по сигналам переменного напряжения реакторов. Ключи SL1 и sl2 работают под воздействием фиксированного импульса длительностью около половины периода. Период действия основных ключей разбивается на восемь подинтервалов: t11 - времени t18.

Интервал t11. На этом интервале, ключи ST1 и Sт2 включены, ток Ic1 протекает по контуру: Co1 - ST1 - Т - Co1- SL1- Co1. Ст2 и cl2 заряжаются до значения напряжения на конденсаторе Co1. Во вторичной цепи протекает ток по контуру: Т - VD1 - Co2- Lo1- Т и энергия передается на выход.

Интервал t12. Когда ST1 выключен, ток Ic1 протекает по контурам: Lk2 - SL1 - Co1 - CT1- Т - lk2 и Lк2 - SL1 - cl2 - T- Lk2. Конденсатор ct1 при этом заряжается, а СL2 разряжается. По окончание разряда cl2, диод VDL2 открывается и ток Ic1 протекает по контуру: Lk2 - SL1 - VDl2 - T - Lк2. Во вторичной цепи ток протекает по контуру: Т - VD1 - Со2 - Lo1- Т и уменьшается его величина, Lo1 восстанавливает свою энергию.

Интервал t13. При выключение SL1, ток начинает протекать по контурам:

Lк2- СL1 - VDL2 - Т- Lk2 и Lk2 - СT2 - Co1 - VDL2- Т- Lk2. Конденсатор СL1 заряжается, а СT2 разряжается. По окончании разряда Ст2, включается VDT2. Па этом интервале включаются ключи ST2 и SL2 и образуется КЗ контур. Во вторичной цепи ток протекает по контурам: Т - VD1 - Со2- Lo1- Т и Т - VD2 - Со2-l01- Т по направлению от VD1 к VD2.

Интервал t14. При снижении тока Ic1 до нуля, он замыкается по контуру:

C01 - ST2 - Lk2- T- SL2- C01. Интервал t13 продолжается до полного окончания передачи энергии от VD1 к VD2.

Действия на интервалах t15, t16, t17 и t18 аналогичны интервалам t11, t12, t13 и t14, соответственно.

2.2.  Параллельное соединение силовых устройств преобразования


Другой способ повышения мощности источников питания с применением КМ- это параллельное соединение силовых каналов устройств преобразования, выполненных в виде модулей ( рис.37). Модули соединяются параллельно по входу и по выходу с однофазным или многофазным принципом преобразования электроэнергии. Силовые каналы преобразователей модульной структуры могут быть выполнены по любой известной схеме.

Рис.37 Параллельное соединение преобразователя

Значение t рекомендуется /ЗЗ/ выбирать равным 40 мкс для корректора КМ, предназначенных для работы в диапазоне напряжений сети 85- 265 В, и 20 мкс в диапазоне 184- 276 В (92- 138 В).

Реальные значения времен включенного ton и выключенного toff состояний транзистора Q1 могут быть рассчитаны из выражений:

                        (14)

      (15)

Отметим, что ton практически не зависит от фазового угла сетевого напряжения Q, в то время как toff изменяется практически от нуля (вблизи моментов изменения фазы сетевого напряжения) до значений, в 6-10 раз превышающих ton (в максимумах сетевого напряжения). При этом амплитуда импульсов тока максимальна при максимальных toff и минимальна при минимальных toff.

По этой причине основным источником радиопомех в низкочастотном диапазоне (150 кГц- 2мГц) следует считать спектр гармоник, соответствующий фронтам нарастания тока через реактор во включенном состоянии транзистора Q1.

Для уменьшения этих радиопомех в питающей сети используются LC-фильтры, а также дополнительный сглаживающий конденсатор С5 (рис. 9). Для расчета параметров элементов такого фильтра представляется полезным привести выражение для расчета максимального амплитудного значения тока, протекающего через реактор:

            (16)

При этом размах напряжения на конденсаторе С5 может быть найден из выражения:

           (17)

Таким образом, из представленного выше обзора по корректорам КМ следует основная проблема в этой области - повышение мощности корректоров с использованием трехфазного напряжения и их параллельного соединения.

1.  3. Инверторы напряжения с синусоидальной формой напряжения