Новини

Применение источников питания серии Westcor от компании Vicor в электроэнергетике
Компания Vicor существует на мировом рынке электроники с 1981 года. С каждым годом требования к источникам питания все более и более увеличиваются. Низкое потребление мощности, компактность размеров, соответствие стандартам безопасности — и это далеко не весь перечень требований к современным импульсным источникам питания. Сегодняшний украинский рынок нуждается в энергосберегающих, высоконадежных источниках питания, способных отвечать разработкам любых уровней сложности и любых уровней мощности. Преобразователи постоянного и переменного тока от компании Vicor способны удовлетворить вышеперечисленным требованиям. Для применений в такой специфической, но в то-же время популярной области - электроэнергетике, компания Vicor разработала AC-DC-источники питания серии Westcor. Данная серия включает в себя сконфигурированные источники питания, мощность которых может составлять до 600 Вт. Среди преимуществ AC-DC Westcor следует выделить возможность работы их в параллель, использование в устройствах с низким уровнем шума, наличие встроенного вентилятора, а также легкость при извлечении или демонтаже.
Примеры источников питания из модулей Westcor приведены в таблице:
Основные типы AC/DC-продукции серии Westcor
Источник питания | Мощность | Источник питания | Мощность |
AC-DC VI-200/VI-J00 ConverterPACs (с выходной мощностью до 200 Вт) | |||
ModuPAC (M) | до 200 Вт | RamPAC (R) | до 100 Вт |
DualPAC (D) | 2 выхода до 100 Вт каждый | DualQPAC (LD) | до 100 Вт |
JuniorPAC (J) | до 100 Вт | BatPAC (B) | до 200 Вт (программируемый источник питания) |
QPAC (L) | до 200 Вт | JrQPAC (LJ) | до 100 Вт |
AC-DC Maxi ConverterPACs(с выходной мощностью до 600 Вт) | |||
UniPAC (XU) | до 500 Вт | QPAC (XQ) | до 500 Вт |
FinPAC | до 600 Вт | FinPAC (PZL) | до 600 Вт |
AC-DC MegaPAC Family | |||
Mini MegaPAC | до 1 кВт | PFCMegaPAC-EL/HPEL | до 2.4 кВт |
PFC MegaPAC/HP | до 2.4 кВт | 4 kW MegaPAC-EL | от 2 до 4 кВт |
Autoranging MegaPAC | до 1.6 кВт | 4 kW MegaPAC | от 2 до 4 кВт |
AC-DC импульсные источники питания семейства LoPAC, преобразователи FlatPAC-EN | |||
PFCMini | до 1500 Вт | PFC Micro | до 800 В |
PFC MicroS | до 600 Вт | Flatpac-EN | 425 Вт или 500 Вт |
В данной статье мы остановимся на двух наиболее применяемых типах ИП: AC-DC Front End (слева) и MegaPAC (справа):
Технические характеристики ИП указаны в следующей таблице:
Характеристики AC-DC/DC-DC MegaPAC и PFCFrontEnd
Название | Входное напряжение, В | Выходное напряжение, В | Выходная мощность, Вт | Габаритные размеры, мм | Другие характеристики |
AC-DC MegaPAC | 85-264 (AC), 208/240 (AC) 3-фазное, 100-380 (DC) | 2-95 | 25-4000 | 86.4 x 152.4 x 241.3 |
|
AC-DC PFC Front End | 85-264 (AC), 47-800 Гц, 100-380 (DC) | 360, 375, 384 | до 2200 | 43.6 x 162.6 x 177.8 |
|
PFC Front End
Блок-схема PFC-модуля приведена на рисунке ниже. PFC Front End состоит из автономного однофазного блока корректора коэффициента мощности, внешнего интерфейса, фильтра электромагнитных
помех, охлаждающего вентилятора, пользовательского интерфейса и вспомогательной схемы.
Архитектура модуля Vicor PFC Front End
Входное напряжение сети переменного тока подается через соответствующий разъем на фильтр электромагнитных помех, соответствующий классу А стандарта EN55022.
После включения входной ток ограничивается термистором с положительным температурным коэффициентом. После выпрямления входное напряжение пропускается через повышающий преобразователь, который сохраняет входной ток синусоидальным, синхронизированным с входным напряжением. Далее ток поступает на конденсаторы и высоковольтную схему.
При начальном включении PFC Front End выходной управляющий канал отключен для ограничения скачка тока. Обратноходовый низковольтный преобразователь обеспечивает пониженным постоянным напряжением вспомогательную схему и вентилятор.
Вспомогательное напряжение VCC поступает через 2 секунды после включения питания. Как только напряжениена высоковольтной шине достигнет допустимого диапазона — линия «AC Power Ok» включается в состояние TTL = 1 индицируя, что выходное питание находится в норме, и подключает выход. Вспомогательный выход 5-В DC обеспечивает ток до 0.3 А.
Опторазвязанный выход «Enable/Disable» управляет преобразователями, которые используются совместно с устройством. Если вывод «Enable/Disable» имеет низкий уровень напряжения, то срабатывает оптрон и отключает соответствующий выход модуля. Номинальная измеренная задержка при «отпускании» вывода «Enable/Disable» составляет 5–10 мсек. Общая функция «ShutDown» управляет всеми выводами одновременно и работает аналогично.
MegaPAC
Рассмотрим принцип работы этого устройства на примере AC-DC в размере Mini.
Архитектура модуля Vicor PFC MegaPAC
Шасси Mini MegaPAC состоит из автономного однофазного АС модуля, фильтра электромагнитных помех, охлаждающего вентилятора, пользовательскогоинтерфейса и вспомогательных схем. Входной ток подается на входную колодку. EMI фильтр, через который проходит этот ток, отвечает стандарту EN55022 (классы А и В). При включении пусковой ток ограничивается терморезистором с отрицательным температурным коэффициентом. Выпрямитель построен по мостовой схеме. Эта конструкция работает от 230 В переменного тока как мостовой выпрямитель или вручную переводится в режим удвоения напряжения для сети 115 В, поставляя нерегулируемые 300 В DC плате высокого напряжения. Она осуществляет питание преобразователей ConverterPAC, которые обеспечивают необходимые низкие напряжения. Преобразование напряжения осуществляется DC-DC конвертерами, выполненными по технологии переключения при нулевом токе (ZCS). Эта запатентованная технология имеет много уникальных свойств:
- малые потери при переключении;
- высокая частота преобразования определяет малые размеры трансформаторов и конденсаторов;
- превосходная линейность и регулирование нагрузки;
- широкий диапазон регулированиявыходов;
- низкое излучение помех;
- высокая эффективность.
При начальном включении выходы Mini MegaPAC отключены до тех пор, пока пусковой ток не войдет в установленный диапазон. Обратноходовый преобразователь с ШИМ преобразует высокое постоянное напряжение шины в регулируемое низковольтное напряжение для питания вспомогательных схем и вентилятора охлаждения DC. При напряжении питания в 115 В напряжение на вспомогательную схему подается с задержкой около 2 секунд, а при 230 В питания — через 500 мс. Как только напряжение на высоковольтной шине достигает допустимого диапазона — линия «AC Power Ok» включается в состояние TTL = 1, индицируя, что выходное питание находится в норме, и подключает выход с задержкой менее 50 мс. Вспомогательное напряжение 5 В с током до 0.3 А может использоваться периферийными устройствами с разъема J10-9.
Опторазвязанный выход «Enable/Disable» управляет преобразователями Converter PAC. Если вывод «Enable/Disable» имеет низкий уровень напряжения, то срабатывает оптрон и отключает соответствующий выход модуля. Номинальная измеренная задержка при «отпускании» вывода «Enable/Disable» составляет 5–10 мсек. Общая функция «ShutDown» управляет всеми выводами одновременно и работает аналогично.
Обнаружение потерь входной мощности занимает ограниченный период времени, после этого сигнал «ОК» переменного питания изменяется с TTL = 1 в «0». Этот сигнал можно использовать в течение 1.2 с после первоначального запуска. Одним из применений данного сигнала может быть обнаружение потенциальных потерь мощности. Минимальное время предупреждения составляет 3 мс. После потери мощности на входе при падении напряжения на шине ниже операционного порога выводы блокируются.
Области применения источников питания серии Westcor
Одним из энергетических применений источников питания PFC Front End и MegaPAC Vicor являются системы проверки трубопроводов. В системах дистанционного управления трубопроводами обеспечивается проверка на коррозию и выявление других потенциальных угроз без прерывания работы трубопровода. MegaPAC отвечает требованиям по питанию для освещения, ультразвука, рентгеновского излучения и других систем. PFC Front End используется для фильтрации электромагнитных помех и борьбы с переходными процессами, которые являются неизбежными при использовании длинных кабелей высокой мощности.
Среди других применений источников питания Westcor в электроэнергетике можно выделить следующие:
- контроль переработки нефти;
- тракторы и экскаваторы;
- устройства добычи нефти в море;
- микротоннельные машины.
Загрузить статью в формате PDF (656 кб)
За более подробной информацией об источниках питания для электроэнергетики обращайтесь к официальному дистрибьютору компании Vicor в Украине - ООО «Виаком».
Менеджера по данному направлению: Скрышевский Руслан
Телефон +380 044 507-02-02 (добавочный номер 159), e-mail: ruslan.skryshevskyi@biakom.com
