| |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
г. Минск ул. Аннаева, 49-130
+375 17 245-65-03
+375 29 500-45-25
elatek@tut.by
Официальный представитель в РФ
ООО "Приборэлектро"
115280, Москва, ул. Автозаводская, дом 25, корпус 1
Телефон/факс (495) 675-00-20
Технический отдел (495) 776-81-81
priborelektro@mail.ru
www.priborelektro.ru
|
|
|
 |

НАУЧНО–ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ “ЭЛАТЕК”
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ СРЕДНЕЙ И БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ
С ЦИФРОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ И ВСТРОЕННЫМИ
ИЗМЕРИТЕЛЯМИ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА

ЭЛЕКТРОННЫЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ТЕСТОВЫЕ СИСТЕМЫ
|
 |
|
Сегодня в мире практически любое электронное оборудование питается от источника
постоянного тока. Этим источником может быть или гальванический элемент (аккумулятор), или сетевой источник питания.
Необходимые потребителю конкретные значения напряжений и токов могут быть самыми произвольными. Поэтому постоянно
возникает потребность в их преобразовании, которое сегодня чаще всего выполняется с помощью специальных импульсных
электронных устройств.
Источники питания за годы своего развития прошли путь от больших стоек,
использующих электровакуумные лампы и опасные высокие напряжения, к сегодняшним компактным блокам питания,
выдающим более низкие и относительно безопасные напряжения постоянного тока. Так как источники питания очень широко
используются в электронном оборудовании, то они составляют значительную долю мирового рынка электроники – более 8
миллиардов долларов ежегодно. Кроме того, эта доля возрастает вместе с общим увеличением мирового рынка электроники.
Технология преобразователей питания вылилась не только в получение компактных твердотельных устройств, но в
основном продвинулась от использования линейных источников питания к современным импульсным источникам питания,
которые не только меньше и легче, но также намного эффективнее.
Линейные источники питания используют обычный трансформатор питания 50/60 Гц
совместно с выпрямителем, фильтром и линейным стабилизатором. Эти, всё еще широко используемые источники, имеют
КПД приблизительно 40..55%. Импульсные источники питания непосредственно выпрямляют и фильтруют напряжение сети
переменного тока без использования первичного 50/60 Гц трансформатора. Полученный в результате этого постоянный
ток фильтруется и коммутируется мощным ключом, а затем преобразуется высокочастотным трансформатором, и, наконец,
выпрямляется и фильтруется снова. Из-за высокой частоты переключения, которая составляет от 20кГц до 1 МГц,
трансформатор и конденсаторы фильтров имеют намного меньшие размеры, чем их 50/60 Гц эквиваленты. Импульсные
источники имеют КПД - 60..80% и выше.
Сравнение импульсных и линейных источников питания
Хотя линейные источники питания имеют много полезных свойств, таких как
простота, низкие выходные пульсации и шум, превосходные значения нестабильности по напряжению и току и быстрое
время восстановления, главным их недостатком является невысокая эффективность (КПД).
Импульсные источники питания становятся популярными из-за высоких эффективности
и удельной мощности. В таблице сравниваются некоторые из основных особенностей линейных и импульсных
источников питания. Нестабильность по напряжению и току обычно лучше у линейных источников питания, иногда на
порядок величины, но в импульсных источниках питания часто используются линейные выходные стабилизаторы, улучшающие
стабильность выходного напряжения.
Пиковые значения выходных пульсаций импульсных источников питания находятся в
диапазоне 25..100мВ, что значительно больше, чем у линейных источников питания. Необходимо заметить, что для
импульсных источников питания значения пульсаций выходного напряжения нормируются от пика до пика, в то время как
для линейных источников - в среднеквадратичных значениях. Импульсные источники питания имеют также большую
длительность переходных процессов, чем линейные, и значительно большее время удержания, что является очень важным
в компьютерных применениях.
Наконец, импульсные источники питания имеют более широкий диапазон входных
напряжений. Диапазон выходных напряжений линейных источников питания обычно не превышает 10% от номинального
значения, что оказывает прямое влияние на КПД.
Сравнение импульсных и линейных источников питания
|
|
| Параметр |
Линейные |
Импульсные |
| Нестабильность по входному напряжению |
0,02…0,05% |
0,05…0,1% |
| Нестабильность по току нагрузки |
0,02…0,1% |
0,1…1,0% |
| Выходные пульсации |
0,5…2мВ |
25…100мВ |
| Диапазон входных напряжений |
10% |
20% |
| КПД |
40…55% |
60…80% |
| Средняя удельная мощность |
30Вт ⁄ Дм |
140Вт ⁄ Дм |
| Время восстановления |
50мкс |
300мкс |
| Время удержания |
2мс |
32мс |
|
У импульсных источников питания влияние на КПД диапазона входного напряжения
очень незначительное или вообще отсутствует, а диапазон входных напряжений 20%, обычно выбираемый
пользователем, дает возможность работать при сильных изменениях напряжения сети.

Рис.2. Форма пульсаций выходного напряжения импульсного ИП
Последние достижения в построении ИП
Одной из главных тенденций развития источников питания является увеличение
удельной мощности (выходная мощность единицы объема источника). Удельная мощность источника питания, выполненного
на линейных компонентах, достигает 30 Вт ⁄ дм3. К середине 80-х годов, благодаря использованию
импульсных технологий, это значение удалось поднять до 180 Вт ⁄ дм3, а удельная мощность более поздних
изделий достигает 1000 Вт ⁄ дм3. Удельная мощность изделий, выполненных по новейшим технологиям,
достигает 2300 Вт ⁄ дм3. Эти впечатляющие достижения были достигнуты при помощи комбинации
различных методов:
Повышение частоты переключения, позволяющее уменьшить размеры элементов, сохраняющих энергию, типа катушек
индуктивности и конденсаторов. Размеры трансформаторов и фильтров также уменьшаются с увеличением частоты
переключения.
Использование технологии поверхностного монтажа и современных материалов подложек типа толстых пленок,
керамических гибридных материалов и IMS (изолированных металлических подложек). Компоненты, предназначенные для
технологии поверхностного монтажа, значительно меньше по размерам, чем их варианты для монтажа в отверстия.
Использование новых типов подложек решает проблемы отвода тепла от источников высокой температуры.
Улучшение качества компонентов, например, использование конденсаторов, имеющих лучшие значения удельной емкости,
использование в качестве ключей полевых транзисторов вместо биполярных и использование новейших ферритовых
материалов, подходящих для работы на высоких частотах.
Использование более высоких частот переключения предполагает некоторые проблемы. Они связаны с паразитными
элементами схемы и другими явлениями, которые становятся более заметными при увеличении частоты переключения.
Также ключевым аспектом при разработке и производстве современных источников питания является применение
технологии корректировки коэффициента мощности (ККМ-PFC). Это связано с необходимостью соблюдения правил мировых
положений по максимуму коэффициента нелинейных (гармонических) искажений (КНИ) для устройств с питанием от сети.
После принятия стандартов, таких как китайский “3Cs” (China Compulsory Sertifikate – китайский обязательный
сертификат), европейский, японский и американские стандарты института IEEE, корректировка коэффициента мощности
стала обязательным условием при изготовлении изделий, предназначенных для продажи и использования во всем мире.
ККМ предоставляет ряд преимуществ как производителю, так и конечному потребителю. Например, при питании устройств,
оснащенных электродвигателем, увеличение коэффициента мощности позволяет получить более мощные системы питания
без возрастания ограничений пикового тока. В то же время, каскад ККМ генерирует очень стабильное постоянное
напряжение на шине, и необходимость в защите от всплесков компонентов исключается, что позволяет использовать
более рентабельные и низковольтные компоненты в последующих за ККМ каскадах.
Так как страны СНГ постепенно переходят на международные стандарты (МЭК),
то в ближайшей перспективе реализация систем питания без ККМ-PFC будет невозможна.
Таким образом, потребитель при выборе из богатого разнообразия источников
питания на рынке должен руководствоваться следующим:
При выборе мощного ИП между линейным и импульсным, естественно, нужно останавливаться на импульсном ИП с
обязательным линейным стабилизатором на выходе. Такие приборы имеют характеристики по нестабильностям и
пульсациям не хуже линейных аналогов, а цена данных ИП на треть ниже, не говоря уже о массе и габаритах.
Если ИП будет питать удаленную динамически меняющуюся нагрузку, то необходимо иметь в ИП вынесенные обратные
связи, иначе питание нагрузки с клемм на передней панели будет некорректным и может привести к выходу из строя
питаемого устройства. Например, при сопротивлении питающих проводов даже 0,03 Ом (а это 1м провода) при токе 10А
падение на проводах составит 3В, которые нужно добавить в устанавливаемое значение напряжения, т.е. если питается
нагрузка 5В, то нужно установить 8В при токе 10А, а если нагрузка динамически изменяется на 100мА, то питание
подскочит до 8В и не каждое устройство выдержит перенапряжение больше 50%. Вынесенные обратные связи позволяют
автоматически отслеживать изменение нагрузки, и если для питания необходимо 5В, то на приборе и вводится 5В.
Единственное неудобство — это четырехпроводная схема подключения нагрузки (силовой провод на + вместе с тонким проводом
обратной связи и аналогично на – ).
Если нужен мощный ИП (200Вт и выше), то в нем должен быть PFC-корректор мощности, иначе неизбежны искажения в
сети при пиковых бросках тока. В мире такие устройства не сертифицируются.
В ИП должен быть встроенный измеритель напряжения и тока с погрешностью не более 1%, позволяющий обходиться
без дополнительных измерительных приборов, тестеров и т.д., тем более, что он, как правило, не стоит дополнительных
денег покупателю.
Если предполагается использование прибора в удаленном управлении от ПЭВМ, то с прибором должно быть и полное
программное обеспечение. Иначе наличие всевозможных разъемов ДУ, RS-232, IEEE , USB и т.д. с перечнем команд в
коде в инструкции приводит к тому, что пользователю придется самому писать драйвер управления и программу
управления, что не для всех возможно.
И последний пункт — это цена изделия. Естественно, если в приборе нет ничего из описанного выше,
то и цена на него должна быть ниже. А если цена “навороченного” прибора будет сопоставима с ценой “голого”, то вряд ли найдется
потребитель, который откажется от более “навороченного”, даже если на данный момент все
опции ему и не нужны. Ведь прибор покупается не на один день.
Наше предприятие разрабатывает, производит и реализует мощные ИП (Б5-80М,
Б5-80 ⁄ 1М — выходная мощность 360Вт) с PFC-корректором и ИП средней мощности (Б5-80, Б5-80 ⁄ 1 — выходная мощность 160Вт) без
корректора. Во всех приборах есть опции, описанные выше, а цены на наши приборы не выше аналогов,
этих опций не имеющих. При этом оптовым покупателям и дилерам предлагается широкий спектр скидок.
Предприятие “ЭЛАТЕК” было создано в 1994 г. Основным видом деятельности была разработка диагностического стендового
оборудования для ремонта электронных модулей (ТЭЗ) и тест-программ для тестирования и ремонта этих модулей. Нами была
разработана и внедрена на предприятиях электросвязи серия стендов под именем “КАРАТ”. В настоящее время последней моделью
является шестая модификация стенда “КАРАТ-М”.
С 2005 г. для стенда "КАРАТ–M" были разработаны и запущены в производство
программно-управляемые (USB) источники питания средней мощности 40В 4А и 80В 2А. Эти приборы послужили в дальнейшем
прототипом для серии Б5-80 и Б5-80 ⁄ 1, которые были сертифицированы, занесены в Госреестры РБ и РФ как средства измерения.
С 2007 г. было произведено около 200 приборов этой серии, которые с успехом
эксплуатируются на таких предприятиях, как ОАО “ЭТАЛОН”, ООО “СПЕЦПРИБОРСЕРВИС”, ООО “СВЯЗЬИНФОРМСЕРВИС”, ОАО “ГИПРОСВЯЗЬ”,
ОАО “ПРОМСВЯЗЬ”, ОАО “СВЯЗЬИНВЕСТ”, УП “БелГИМ”,
различных филиалах ОАО “БЕЛТЕЛЕКОМ”.
В конце 2009 г. ИП были модифицированы в более мощные приборы Б5-80М (40В 10А) и Б5-80/1М
(80В 5А).
Официальным представителем УП "Элатек" в Российской Федерации является компания
ООО "Приборэлектро":
115280, Москва, улица Автозаводская, дом 25, корпус 1
Телефон/факс (495) 675-00-20
Технический отдел (495) 776-81-81
E-mail: priborelektro@mail.ru
http://www.priborelektro.ru
|
|
 |
|