Источник питания с регулировкой частоты: Источник питания с регулируемой частотой и напряжением ИПЧН

PVR 200 — Наземные источники питания , статические преобразователи частоты 400 Гц gpu для авиации компании Powerstart

PVR 200

Современный источник питания обладает наилучшими характеристиками  этого класса.

Является идеальным для проведения ремонтно-монтажных, регламентных работ, предполетных проверок, тренингов,

 тестирований авиационной техники, как в закрытых помещениях, так и на открытых стоянках.

Источник питания PVR 200 обеспечивает подачу постоянного тока напряжением 28 В и номинальной силой 200 А.

− В данном источнике питания используются современные силовые модули с выходным   напряжением 28 В.

− Подключение к  однофазной сети электропитания.

− Защищенность от помех, исключает влияние работающего источника питания на    другие  электрические приборы.

− Новейшая технология контроля выходной мощности и силы тока.

− Малые размеры, небольшой вес, простота эксплуатации.

− Применяется на открытом воздухе и в закрытом помещении.

Основными отличительными особенностями источника питания являются:

− Возможность продолжительной работы (состояние – вкл.) при температуре окружающей среды от  -20 °С до + 50 °С.

− Обеспечение многопрофильной системы защиты: при превышении нормативов по силе тока или по мощности,

 источник питания автоматически отключается.

− Высокая надежность в работе, удобство в эксплуатации и сервисном обслуживании.

− Применение микроэлектронных блоков, обеспечивающих высокую мощность и экономичность.

Эффективно используется в:

−  В аэропортах и авиастроительных предприятиях;

−  В лабораториях и конструкторских бюро;

−  В ремонтных и эксплуатационных службах авиакомпаний и аэропортов;

−  На  вертодромах и приписных площадках;

−  На авиационных выставках, шоу и прочее;

Технические характеристики

Параметры

Электропитания 1 фаза, В	220 +/-15%
Диапазон частоты входного напряжения сети, Гц.	50 +/-6%
Максимальный ток потребления из сети, А	32
Напряжение на выходе установки, В	28
Выходной ток от выпрямителя, А	200
Максимальный выходной ток, А	250
Максимальная выходная мощность, кВт	6
Пульсация на выходе (макс. ), мВ	150
Приборы контроля:	Вольтметр, амперметр
Температура эксплуатации	-20 °С до +50 °С
Класс защиты	IP44
Габаритные размеры, мм	450х230х330
Вес, кг	15

Комплектация

• Входной кабель 3м c силовым разъемом — 1 шт.
• Выходной кабель 3 м с авиационным разъемом ШРАП 500 — 1 шт.
• Технический паспорт и инструкция по эксплуатации — 1 шт.

Принадлежности

• Регулировка напряжения от 8В до 30В
• Входной кабельный удлинитель
• Выходной кабельный удлинитель
• Защитный чехол
• Авиационный разъем ШРАП500
• Возможность эксплуатации при температуре окружающей среды -65°С
• Силовой разъем
• Ответная часть силового разъема
• Соединители по типу 2РТТ, СНЦ, 2РМТ, 2РМДТ, КУН, СНЦ, Amphenol и прочие
• Возможно 3х фазное электропитание

Габаритные размеры

Дополнительные материалы

Техническая документация PVR 200.doc

ГАБАРИТЫ 200.pdf

PVR 50 — Наземные источники питания , статические преобразователи частоты 400 Гц gpu для авиации компании Powerstart

PVR 50

Современный источник питания обладает наилучшими характеристиками  этого класса.

Является идеальным для проведения ремонтно-монтажных, регламентных работ, предполетных проверок, тренингов,

 тестирований авиационной техники, как в закрытых помещениях, так и на открытых стоянках.

Источник питания PVR 50 обеспечивает подачу постоянного тока напряжением 28 В и номинальной силой 50 А.

− В данном источнике питания используются современные силовые модули с выходным   напряжением 28 В.

− Подключение к  однофазной сети электропитания.

− Защищенность от помех, исключает влияние работающего источника питания на    другие  электрические приборы.

− Новейшая технология контроля выходной мощности и силы тока.

− Малые размеры, небольшой вес, простота эксплуатации.

− Применяется на открытом воздухе и в закрытом помещении.

Основными отличительными особенностями источника питания являются:

− Возможность продолжительной работы (состояние – вкл.) при температуре окружающей среды от  -20 °С до + 50 °С.

− Обеспечение многопрофильной системы защиты: при превышении нормативов по силе тока или по мощности,

 источник питания автоматически отключается.

− Высокая надежность в работе, удобство в эксплуатации и сервисном обслуживании.

− Применение микроэлектронных блоков, обеспечивающих высокую мощность и экономичность.

Эффективно используется в:

−  В аэропортах и авиастроительных предприятиях;

−  В лабораториях и конструкторских бюро;

−  В ремонтных и эксплуатационных службах авиакомпаний и аэропортов;

−  На  вертодромах и приписных площадках;

Технические характеристики

Параметры

Электропитания 1 фаза, В	220 +/-15 %
Диапазон частоты входного напряжения сети, Гц.	50 +/-6 %
Максимальный ток потребления из сети, А	8
Напряжение на выходе установки, В	28
Выходной ток от выпрямителя, А	50
Максимальный выходной ток, А	65
Максимальная выходная мощность, кВт	1,5
Пульсация на выходе (макс. ), мВ	150
Приборы контроля:	Вольтметр, амперметр
Температура эксплуатации	-20 – + 50
Класс защиты	IP44
Габаритные размеры, мм	450х200х190
Вес, кг	7
Материал корпуса	Алюминий марки АМг2

Комплектация

• Входной кабель 1,5 м — 1 шт.
• Ответная часть выходного разъёма — 1 шт.
• Технический паспорт и инструкция по эксплуатации — 1 шт.

Принадлежности

• Регулировка напряжения от 8В до 30В
• Выходной кабель
• Входной кабельный удлинитель
• Выходной кабельный удлинитель
• Защитный чехол
• Авиационный разъем ШРАП500
• Возможность эксплуатации при температуре окружающей среды -65°С
• Силовой разъем
• Ответная часть силового разъема
• Соединители по типу 2РТТ, СНЦ, 2РМТ, 2РМДТ, КУН, СНЦ, Amphenol и прочие

Габаритные размеры

Дополнительные материалы

Техническая документация PVR 50.doc

Чертеж PVR50.pdf

Что такое электрическая частота и почему она важна? | Дракс | Drax

Поддержание постоянной частоты нашего источника питания является деликатным национальным балансированием, которое требует изменений менее чем за секунду.

Всякий раз, когда вы включаете чайник, зарядное устройство для телефона или любой другой электроприбор в Великобритании, вырабатываемая мощность представляет собой то, что мы называем переменным током (AC). Это означает, что он чередует положительное и отрицательное напряжение.

Это колебание известно как электрическая частота. Говорят, что переменный ток, который колеблется 50 раз в секунду, как это происходит в Великобритании, имеет частоту 50 герц (50 Гц).

Но какое это имеет значение?

Оборудование в вашем доме, на заводе или в офисе рассчитано на работу на частоте 50 Гц с жесткими допусками, поэтому очень важно поддерживать стабильную частоту нашего источника питания.

Вот почему каждый генератор в Англии, Шотландии и Уэльсе, подключенный к системе высоковольтной передачи , синхронизирован со всеми остальными генераторами. Все они соединены вместе и вращаются с частотой 50 Гц, образуя единый стабильный источник питания.

Как осуществляется управление частотой?

Изменения спроса и предложения на электроэнергию могут оказать существенное влияние на частоту сети. Например, если спрос на электроэнергию больше, чем предложение, то частота упадет. Или, если есть слишком много питания, частота будет расти.

И погрешность очень мала. Фактически, любая мощность с частотой всего на один процент выше или ниже стандартных 50 Гц рискует повредить оборудование и инфраструктуру, если она сохранится. Вы можете увидеть, насколько сильно частота страны в настоящее время отклоняется от 50 Гц здесь.

В Великобритании работа по управлению частотой электроэнергии возложена на National Grid . Чтобы обеспечить стабильность, сеть заключает контракты с генераторами электроэнергии, такими как электростанция Drax , для предоставления услуг частотной характеристики, поэтому при изменении частоты в сети генераторные блоки Drax могут реагировать автоматически.

При повышении частоты турбина уменьшает расход пара. Если частота падает, расход пара увеличивается. В случае генераторных установок на электростанции Drax эта реакция проявляется менее чем через одну секунду после отклонения начальной частоты.

Частота будущего

Не все технологии производства электроэнергии одинаково подходят для балансировки частоты Великобритании. Перемежающиеся технологии, такие как солнечная или ветровая, сложнее контролировать, чем блоки на тепловых электростанциях, которые можно так просто и быстро включать или выключать.

National Grid в настоящее время изучает, как лучше всего использовать такие услуги, как частотная характеристика, чтобы соответствовать развивающейся электросети Великобритании. Они сталкиваются с двумя проблемами: на энергетическом рынке поставляется меньшее количество обычных генераторов, и растет потребность в быстродействующей частотной характеристике. Идеальным сценарием является сценарий, при котором услуги могут получать все больше надежных, гибких и доступных форм низкоуглеродной генерации вместе с другими необходимыми системными услугами, такими как инерция, реактивная мощность и запуск в обесточенном состоянии.

Прочтите полную историю о том, почему нам нужна вся страна на одной частоте, на Drax.com.

Ознакомьтесь с нашей серией статей о малоизвестных рынках электроэнергии в сфере услуг по балансированию, системной поддержки и вспомогательных услуг:

Вы когда-нибудь задумывались о том, что произойдет, если вся страна отключится от электричества? Подробнее…

Энергоснабжение страны — это нечто большее, чем производство и поставка электроэнергии, как показывают эти службы поддержки системы…Подробнее

Методы управления источником питания — Советы по силовой электронике

Управление источником питания эволюционировало от примитивного феррорезонансного регулирования и линейных источников питания до простого гистерезисного управления, аналогового управления в режиме напряжения, аналогового управления в режиме тока, а теперь и различных подходов к цифровому управлению. По сравнению с импульсными источниками питания, выходной сигнал феррорезонансных конструкций регулируется не так точно, в то время как линейное регулирование может обеспечить очень точно регулируемый выходной сигнал с очень низким уровнем шума. Феррорезонансные и линейные источники питания намного проще, но менее эффективны, чем импульсные конструкции. Различные методы управления с переключением режимов в большинстве электронных систем обеспечивают наилучшее сочетание высокой эффективности и регулирования мощности.

Феррорезонансное управление — это технология на основе трансформатора, в которой используются нелинейные магнитные свойства и резонансный контур для обеспечения стабильного выходного напряжения при колебаниях входного напряжения до ±40%. Феррорезонансные источники питания устойчивы к воздействию окружающей среды, по своей природе ограничивают ток и поглощают большинство переходных процессов, вызванных линией электропередачи. До распространения технологии импульсного режима феррорезонансные источники питания были основным источником питания -48 В постоянного тока в каждом центральном телекоммуникационном офисе.

Феррорезонансный трансформатор состоит из вспомогательной вторичной обмотки с параллельным емкостным баком для обеспечения резонансного контура на частоте питающего напряжения (рисунок 1) . Регулирование является результатом характеристик насыщения железного сердечника трансформатора вместе с резонансным LC-контуром на том же сердечнике. Резонансный контур может поддерживать выходное напряжение в течение нескольких миллисекунд, если входной переменный ток изменяется или пропадает. Резонансный контур также действует как фильтр для подавления гармоник, создаваемых насыщением сердечника.

Рис. 1: Феррорезонансное регулирование — это метод управления на основе трансформатора, основанный на нелинейных свойствах резонансного LC-контура. (Изображение: Sunpower Electronics)

Линейные регуляторы

Подобно феррорезонансным конструкциям, линейные регуляторы (линейные регуляторы) представляют собой неэффективную диссипативную технологию. Базовая линейка состоит из проходного транзистора, используемого для регулирования выходного напряжения (рисунок 2) . Управление осуществляется с помощью обратной связи от резистивного делителя, измеряющего выходное напряжение. Напряжение обратной связи сравнивается с опорным напряжением в усилителе ошибки. Выход усилителя ошибки управляет проходным транзистором. Усилитель ошибки постоянно регулирует свое выходное напряжение (и ток через проходной транзистор), чтобы заставить напряжение обратной связи равняться опорному напряжению.

Рисунок 2. Линейное управление реализовано с помощью выходного транзистора, усилителя ошибки и опорного напряжения, которое сравнивается с сигналом обратной связи, полученным от внешнего делителя напряжения (R1 и R2) (Изображение: ROHM Semiconductor)

важная спецификация для линеаров. Минимальное падение напряжения требуется на регуляторе для поддержания регулирования выходного напряжения. Существует три основных типа конструкций линейных регуляторов:

• Стандартный линейный (NPN Darlington, управляемый транзистором PNP), падение напряжения до 3 В
• Линейный с малым падением напряжения (LDO), падение напряжения от 1 В до 2 В с выходным транзистором NPN, 0,7 В или менее с выходным транзистором PNP или MOSFET
• Quasi LDO с падением напряжения от 0,9 до 1,5 В

Стандартные линейные преобразователи лучше всего подходят для приложений с питанием от сети переменного тока, где требуется низкая стоимость и относительно высокий ток нагрузки. LDO лучше всего подходят для приложений с батарейным питанием, потому что более низкое падение напряжения напрямую приводит к экономии средств и увеличению срока службы батареи. Независимо от напряжения падения все линейные стабилизаторы являются понижающими стабилизаторами (таблица 1). Импульсное управление требуется для реализации повышающего, понижающего/повышающего или инвертирующего преобразования мощности.

Таблица 1: Сравнение производительности стандартного линейного регулирования и импульсного регулирования. (Изображение: ROHM Semiconductor)

Три разновидности импульсного управления

Три основные топологии импульсного аналогового управления: гистерезисная, по напряжению и по току . Каждый из них обеспечивает уникальное соотношение производительности. Гистерезисное управление (также называемое импульсным управлением) является простейшей реализацией и не требует компенсации для поддержания стабильности. Выходное напряжение измеряется и сравнивается с эталоном в гистерезисном контроллере. Цикл переключения начинается, когда выходное напряжение достигает нижнего порога, и завершается через постоянный период времени или когда выходное напряжение достигает верхнего порога (Рисунок 3) .

Рис. 3. Гистерезисное управление является простым и по своей природе стабильным без компенсации, но оно использует переменную частоту переключения, что приводит к проблемам с электромагнитными помехами. (Изображение: Texas Instruments)

Гистерезисное управление является асинхронным, мгновенно реагирующим на изменения напряжения, вызванные ступенчатыми изменениями нагрузки. Контроллеры режима напряжения и тока используют тактовый сигнал и должны ждать до следующего тактового цикла, прежде чем реагировать на любое отклонение напряжения. Быстрая переходная характеристика гистерезисного управления снижает требуемую выходную емкость, но за счет работы с переменной частотой. Управление по напряжению или по току следует использовать в приложениях, которые не могут легко работать с источником питания с переменной частотой.

Только выходное напряжение контролируется через контур обратной связи в режиме управления по напряжению. Управление в режиме напряжения синхронизирует управление с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) с тактовым сигналом (рис. 4) . Для поддержания стабильности требуется компенсация контура, что делает его более сложным в реализации, чем гистерезисное управление. В начале каждого такта управляющий ключ включается, подавая энергию на выход. Компенсированное напряжение ошибки, полученное путем объединения выходного напряжения с опорным напряжением в усилителе ошибки, сравнивается с треугольной волной от генератора ШИМ. Когда линейное изменение сигнала ШИМ пересекает компенсированное напряжение ошибки, контроллер выключает управляющий переключатель, который остается выключенным до следующего тактового импульса.

Рис. 4. Управление в режиме напряжения обеспечивает лучшую помехозащищенность, чем управление в гистерическом или токовом режимах, но его реализация может быть сложной. (Изображение: Texas Instruments)

Преимущества управления по напряжению заключаются в его относительной простоте, основанной на использовании единственного контура обратной связи по напряжению, возможности управления более коротким временем включения и хорошей помехоустойчивости. К сожалению, несмотря на то, что обратная связь выглядит просто, компенсация сложна, а разработка источников питания, работающих по напряжению, может быть относительно сложной задачей.

Управление текущим режимом также синхронизировано с тактовым сигналом. Но у него другой набор компромиссов по дизайну и производительности по сравнению с управлением по напряжению. В начале каждого тактового цикла включается управляющий ключ, подавая энергию на индуктор (рис. 5) . Как и в режиме напряжения, усилитель ошибки сравнивает выходной сигнал с опорным. Current-mode также отслеживает ток катушки индуктивности. Переключатель выключается, когда измеренный ток пересекает напряжение усилителя ошибки.

Рис. 5: Управление режимом тока быстро реагирует на изменения выходного тока, но чувствительно к скачкам тока. (Изображение: Texas Instruments)

Управление по току исключает катушку индуктивности из контура, что приводит к однополюсной передаточной функции, связанной только с выходной емкостью и сопротивлением нагрузки. Одна из проблем с управлением по току заключается в том, что шум от переходов переключения может исказить сигнал обратной связи по току, что приведет к преждевременному отключению цикла ШИМ. Для решения этой проблемы обычно используется гашение переднего края. Конструкции с токовым режимом обычно дороже, поскольку они включают в себя петли обратной связи по напряжению и току. Субгармонические колебания, которые могут возникать при рабочих циклах 50 % и выше, являются ограничениями токового управления. Эту проблему можно решить с помощью методов компенсации уклона, что приводит к дополнительной сложности конструкции.

Токовый режим является очень популярным методом управления из-за его работы на фиксированной частоте, упрощенного ограничения тока, возможности параллелизма, хорошей переходной характеристики и относительной простоты компенсации. Каждый из трех основных методов управления источником питания предлагает различные компромиссы производительности и проблемы проектирования (Таблица 2) .

Таблица 2: Сравнение эффективности управления блоком питания и сложности конструкции. (Изображение: Texas Instruments)

Цифровой отличается

Цифровые пропорционально-интегрально-дифференциальные (ПИД) регуляторы десятилетиями использовались в (относительно медленных) контурах управления двигателями. Но адаптация ПИД-регулятора для высокочастотных импульсных источников питания является относительно недавней разработкой. ПИД-регулятор может контролировать и контролировать как напряжение, так и ток.

В PID-алгоритме каждый из трех членов имеет определенное назначение (рис. 6) . Ошибка между заданным выходным напряжением и фактическим выходным напряжением является пропорциональным членом, используемым для обеспечения большей части выходных команд контура управления. Интегральный член содержит накопление пропорциональных ошибок и помогает перевести систему управления на требуемое выходное напряжение. Без интегрального члена влияние пропорционального члена на достижение желаемого выходного напряжения уменьшается по мере уменьшения ошибки. Изменение пропорциональной ошибки во времени содержит член производной. Производная составляющая используется для смягчения переходных процессов и обеспечения высокочастотного усиления контура управления.

Рисунок 6: В ПИД-регуляторе (Изображение: Microchip)

Более продвинутые ПИД-алгоритмы включают термины «упреждающей связи». Обычное ПИД-регулирование полагается на измеренную ошибку выходного напряжения, чтобы создать команду, необходимую для приближения к желаемому выходному напряжению. Цифровые сигнальные процессоры (DSP) и микропроцессоры (MCU) могут использоваться для добавления дополнительных членов в уравнение PID. Основной термин прямой связи используется для создания «идеальной» команды контура управления на основе значений компонентов системы входного напряжения и желаемого выходного напряжения. Упреждающий член добавляется к базовым параметрам PID для повышения стабильности и общей производительности.

В более продвинутых реализациях ожидаемые изменения тока нагрузки могут быть добавлены к уравнениям прямой связи. Некоторые большие цифровые ИС, такие как микроконтроллеры, переходят в спящий режим, чтобы свести к минимуму рассеивание тепла, когда они неактивны. MCU, готовящийся к выходу из спящего режима, может сигнализировать источнику питания в ожидании потребности в токе, что приводит к более быстрой переходной реакции. Упреждающие условия могут предвидеть изменения этого типа системы до того, как они отразятся на выходном напряжении источника питания. Эти условия прямой связи по своей сути стабильны и «предвосхищают».

Усовершенствованные алгоритмы цифрового управления могут динамически изменять параметры управления и адаптироваться к изменяющимся условиям эксплуатации, таким как входное напряжение и условия нагрузки, включение и выключение фаз в многофазных архитектурах и сложные схемы управления питанием системы.