Январь 2003 г.

ПРИМЕНЕНИЕ ЧИМ-ШИМ
В РЕГУЛИРУЕМЫХ ИСТОЧНИКАХ ПИТАНИЯ

<<< Назад

(Окончание)

Технологические процессы (в части их требований к источникам питания) можно разделить на несколько типов.

1тип - где необходимо обеспечение постоянного и одновременного максимального значения тока и напряжения (Р = const = max).

2тип - где необходимо относительно кратковременное одновременное увеличение напряжения и тока до максимальных значений, а в дальнейшем они снижаются. Примером является процесс гальванического покрытия хромом, когда во время "толчка тока" напряжение и ток имеют максимальное значение в течение ~30 с. Затем значение тока снижается до ~70…50% от максимального, и процесс длится 10…20 мин.

3тип - где напряжение и ток не могут одновременно принимать максимальные значения. Примерами являются процессы электродуговой сварки или заряда энергозапасающих конденсаторов.

Для процессов типа 1 применение варианта управления 3 (с ЧИМ - ШИМ) приводит только к некоторому уменьшению уровня помех за счет качания частоты, в остальном энергетических выгод нет.

Для процессов типа 2 и 3 применение варианта управления 3 обеспечивает снижение уровня помех и энергетических потерь переключения тем сильней, чем ниже среднее напряжение (или ток) процесса по отношению к максимальному.

Другое преимущество варианта управления 3 с ЧИМ - ШИМ проявляется в глубоко регулируемых источниках питания. Для определенных техпроцессов необходимо обеспечить гарантированные минимальные значения тока/напряжения.

Примерами являются гальванические аппараты , где техзадание некоторых заказчиков может требовать обеспечение I_вых =1…500 А при U_вых =0,1…15 В, причем точность поддержания I_вых= 1 А должна быть не хуже ±20%. Трудности в обеспечении минимального значения рабочего цикла связаны с тем, что переключение ШИМ компаратора происходит в самом начале нарастания пилообразного напряжения, где уровень шумов и помех сравнимы с уровнем сигнала.

Применение ЧИМ - ШИМ позволяет работать с выходными импульсами моста некоторой длительности (например, 0,5 мкс), которые формируются еще вполне четко, а снижение рабочего цикла осуществлять за счет снижения частоты переключения.

В таблице 1 приводятся данные некоторых источников питания, в которых применяется управление с фазовым сдвигом, квазирезонансом и ЧИМ - ШИМ.

Таблица 1

U,В	I,А	P ,кВт	Габариты силового блока, мм (в корпусе)	Вес силового блока, кг (с корпусом)	Примечание
0…15	1…500	7,5	210х190х360	~10,5	с реверсом
0…15	1…500	7,5	210х175х210	~7,5	без реверса
0…15	3…1500	22,5	482х200х450*	~25	с реверсом
0…50	1…125	6,25	210х175х210	~6,5	без реверса
0…50	2…250	12,5	482х200х450*	~15	с реверсом
0…50	2…500	25	482х200х450*	~25	с реверсом
0…75	4…400	30	482х200х450*	~25	без реверса

Все источники могут работать в режиме стабилизации тока или напряжения, имеют пульты дистанционного программного или ручного управления и могут управляться от компьютера. Тип охлаждения - воздушное принудительное адаптивное. Непрерывная долговременная работа при P_вых = P_max  обеспечивается при t_окр<35C .

Встроенное ПО позволяет формировать несколько интервалов с независимо устанавливаемыми значениями тока и напряжения, а также задавать необходимое и накапливать текущее значение ампер-часов [А х час].

Для источников с реверсом возможна работа с выходной частотой 0…50 Гц.

 

Литература:

1. пер. с англ. под ред. В.В.Токарева. Силовые полупроводниковые приборы.
   Воронеж, 1995.

2. Микросхемы для импульсных источников питания и их применение.
   изд. Додека, 2000.

<<< Назад