Ups дипломная работа

Структурная схема драйвера представлена на рисунке 2. Входные и выходные сигналы поступают через оптопары, обеспечивающие изоляцию при разности потенциалов входной и выходной цепей драйвера до В. К системе Ups дипломная работа драйвер подключаются через вилку типа WF-6, кабельная розетка типа HU Питающее переменное напряжение через разъём X2, трансформатор T1 поступает на Ups дипломная работа RECT1.

Входное напряжение корректора Uin, выпрямленное диодным мостом, представляет собой однополярные половинки синусоиды линия 1 на рисунке Ups дипломная работа.

Рассчитаем потери Ups дипломная работа транзисторе при номинальном режиме:. Рассчитаем динамические потери в транзисторе. Таким образом, эффективную температуру структуры в установившемся тепловом режиме можно определить из соотношения:.

Отношение двух названных частот назовем щ0- параметр, характеризующий фильтр. Без учета нагрузки, считая, что комплексное сопротивление выходного конденсатора фильтра много меньше сопротивления нагрузки, получим передаточную функцию LC-фильтра.

Определим номинальное напряжение на входе инвертора:. Выбираем класс силового ключа по напряжению:. Выбираем IGBT транзистор с напряжением В. Так как в Ups дипломная работа на IGBT нет вспомогательных коммутирующих ключей, нет и времени коммутации. Определим ток через транзистор:. По вычисленным параметрам выберем транзисторный IGBT-транзистор IRG4BC20F фирмы IR.

Ключи KL1 и KL3 замыкаются и выключают генераторы тока GT1 и GT3, после чего конденсатор C2 плавно разряжается через резистор R1, в результате транзистор модуля выключается мягко, что предпочтительнее Ups дипломная работа запирания в Ups дипломная работа короткого замыкания.

Однако, за неимением другого подходящего номинала вентиля остановимся на этом, хотя он будет и недоиспользоваться. Для охлаждения тиристора применим стандартный охладитель ДЖИЦ. Данный охладитель имеет следующие параметры:. Из всего многообразия вентиляторов выберем импортный вентилятор фирмы Jamicon, Kaimei Electronic Corp. Его электрические и конструктивные параметры:.

Под инвертированием понимается преобразование постоянного тока в переменный. Сущность инвертирования Ups дипломная работа в том, что первичная обмотка трансформатора поочередно подключается к сети постоянного тока с противоположной Ups дипломная работа.

Открытый ключ KL4 поддерживает отрицательное напряжение на входе компаратора COMP3. При низком уровне сигнала IN генератор тока GT2 выключается, а GT1, GT3 включаются.

Для управления оптотиристорами Ups дипломная работа драйвер ДЖИЦ. В норме уровень сигнала VC низкий, а по оптоволокну передаётся световой сигнал. Большое значение в ИБП имеет наличие связи с ПК. Это позволяет оператору следить за состоянием сети, состоянием АБ и всей работы ИБП. В данном случае используется стандартный Ups дипломная работа связи МК и ПК - RS Это позволяет Ups дипломная работа дистанционный Ups дипломная работа ИБП.

Описанный несложный метод коррекции коэффициента мощности имеет и некоторые недостатки. Если входное напряжение Uinбудет меняться, что на практике и происходит в силу нестабильности сетевого Ups дипломная работа, измениться средний ток через нагрузку в силу изменения мгновенных значений импульсов тока Iin1, Iin2, Iin3а значит, измениться выходное напряжение Uout.

Для получения напряжения, приближенного к синусоиде, применяют ШИМ или АИМ, которые технически могут выполняться различными способами. Критерием Ups дипломная работа синусоидальности кривой Ups дипломная работа считать коэффициент гармоник Кгф получаемый на выходе фильтра, подключенного к импульсному напряжению инвертора.

Интерфейс выполнен с оптоизоляцией, что Ups дипломная работа электробезопасность при работе с ИБП. Ток инвертора номинальный равен:.

Отметим, что в этот момент ток протекает через диод VD5 и конденсатор Cout. Момент падения тока в первичной цепи до нуля служит сигналом для управляющего каскада на открытие транзистора VT, Ups дипломная работа процесс повторяется. Таким образом, фактически потребляемый ток носит характер постоянно следующих коротких импульсов переменной амплитуды. Я рассмотрел работу активного корректора в режиме прерывистого тока дросселя. Отмечу, что данный корректор может работать также в режиме непрерывного тока дросселя, тогда вид сигналов будет таким, как показано на рисунке 2.

В частности, стремясь уменьшить нежелательные гармоники на выходе, увеличивая L и C фильтра, происходит неизбежное снижение амплитуды первой основной гармоники. По этим причинам в инверторах применяются активные методы снижения гармоник, которые сочетаются с постановкой фильтров, то есть пассивными методами.

Множество нагрузок, таких, например, как электромеханические датчики, требуют синусоидальности напряжения. Тем более от инвертора требуется синусоидальное напряжение, если он входит в состав источника бесперебойного питания и его выходное напряжение должно в какие-то промежутки времени заменить сеть переменного тока. Сложность данного вопроса заключается в том, что улучшить качество выходного напряжения только постановкой LC -фильтра может оказаться невозможным или невыгодном.

Ups дипломная работа образом, входное напряжение инвертора определяется по формуле:. На входе инвертора работает выпрямитель, следовательно, Uвых выпрямителя равно Uвх инвертора. Схема выпрямления - однофазная мостовая. Соберем ее на тиристорах. Определим среднее значение тока вентильного элемента:.

При этом на обмотках трансформатора появляется переменное напряжение прямоугольной, трапецеидальной, ступенчатой или синусоидальной формы. Устройства, которые осуществляют такое преобразование, получили название инверторов. Наиболее широкое применение в ИБП в качестве силовых переключающих элементов получили транзисторы. Энергетически выгодно, чтобы транзисторы работали в режиме переключений, скачкообразно изменяя полярность переключений, скачкообразно изменяя полярность напряжения на первичной обмотке трансформатора.

Кроме того, при всех частотах в спектре импульсно выходного напряжения больших, чем первая основнаямодуль W jщ уменьшается, что говорит о подавлении любой гармоники напряжения более высокой, чем первая. Знак минус, получаемый в правой части 2. Обозначим модуль W jщ как kUn - коэффициент передачи Ups дипломная работа по напряжению n-й гармоники.

Условно принимается, что для первой гармоники коэффициент передачи фильтра kU1 в 2. Подставим kUn из 2. В этом заключается смысл соотношения 2. Начнем рассмотрение ШИМ с однократной модуляции, когда на полупериоде выходного напряжения располагается только один импульс рис.

Амплитудное значение напряжения на вентиле определяется из соотношения:. Значение повторяющегося импульсного напряжения на вентиле определяется:. Проведем тепловой расчет выбранных вентилей. Для определения средней мощности основных потерь в силовых полупроводниковых приборах используется уравнение:. Таким образом, полная мощность потерь в вентиле на низких частотах определяется выражением:. Эффективная температура структуры вентиля Ups дипломная работа установившемся тепловом режиме может быть определена с достаточной для инженерных расчетов точностью по формуле:.

Когда величина напряжения, снимаемая с датчика тока ДТ Ups дипломная работа, сравнивается с величиной напряжения, вырабатываемой датчиком входного напряжения ДНуправляющий каскад УК схемы управления закрывает транзистор VT и происходит спад тока в первичной цепи до нулевого значения.

Конденсатор C2 быстро заряжается, положительное напряжение через буферный усилитель A1 и выходные каскады драйвера открывает транзистор модуля.

Балластная ёмкостная нагрузка на выходе драйвера, конденсатор C6, нивелирует крутизну фронтов выходных импульсов при различной входной ёмкости модулей и предотвращает высокочастотный звон. Диоды V6, V7 обрезают выбросы напряжения на затворе, которые могут возникнуть в процессе переключения модуля. Защитная цепочка R7, Ups дипломная работа, V10 защищает модуль от высоковольтных выбросов на коллекторе, возникающих при запирании транзистора, приоткрывая транзистор на время выброса.

Изменение сопротивления нагрузки Zn также будет менять выходное напряжение, так как спад индуктивного тока в элементе L будет происходить медленнее или быстрее. Изображенный на схеме рисунке 2. С выхода датчика снимается напряжение, пропорциональное напряжению нагрузки Uout. Умножитель напряжении УН перемножает сигналы Uin и Uout с необходимым коэффициентом пропорциональности.

Микропроцессор управляет драйверами силовых ключей, а также устройствами индикации интерфейсом подключения к ПК. Драйверы и блок МП питается от источника питания собственных нужд, выходные напряжения которого составляют .

Это напряжение контролируется датчиком входного Ups дипломная работа ДН. Когда транзистор VT Ups дипломная работа схемой управления в проводящее состояние, ток Ups дипломная работа индуктивности L начинает линейно нарастать. Величина входного тока Iin фиксируется датчиком тока ДТ и преобразуется в напряжение Uiin, пропорциональное величине тока Iin. Величина индуктивности L выбирается такой, чтобы нарастание и спад тока в ней происходило значительно быстрее нарастания и спада входного напряжения.

Компаратор COMP1 при нормальном выпрямленном напряжении поддерживает на выходе оптопары Ups дипломная работа уровень сигнала PC. При высоком уровне сигнала IN на выходе оптопары F1 уровень высокий. При этом включен генератор тока GT2, а генераторы тока GT1, GT3 выключены, напряжение на конденсаторе C2 отрицательно, и через буферный усилитель A1 и выходные каскады драйвера двухтактный эмиттерный повторитель V3, V4 оно поступает на затвор G модуля.

Можно графически показать, каким образом происходит исключение той или иной гармоники из спектра импульсного Ups дипломная работа u щt.

Полученный выходной сигнал с УН управляет транзистором VT. Структурная схема системы управления представлена на рисунке 2. Датчики отслеживают значения напряжения и тока в схеме и посылают соответствующую информацию на блок микропроцессора МП.

В этом случае потери мощности в транзисторах будут наименьшими, а. Форма выходного напряжения или тока инвертора, другими словами количество гармоник в напряжении или токе, должны быть определены при разработке весьма тщательно. Получение на выходе напряжения тока близкого к синусоидальному является важной задачей, поскольку в противном случае ухудшается коэффициент мощности, возрастают электромагнитные помехи и шумы как на силовых выводах, так и в цепях управления.

Для Ups дипломная работа достаточно заметить, что именно показывает общее выражение 2. Например, функция U3cos3щt при импульсном напряжении 2. Подтверждение этому показано на рисунке 2. Если на рисунке 2. Рассмотрим блок-схему простейшего типового корректора коэффициента Ups дипломная работа, приведённую на рисунке 2. В этой схеме, помимо выполнения функции коррекции PF, дополнительно осуществляется стабилизация выходного напряжения.

Для управления IGBT Ups дипломная работа берем драйвер ДЖИЦ. Задержка срабатывания защиты 3 мкс, задержка начала выключения 4,5 мкс, время спада напряжения около 8 мкс. Схема защиты сбрасывается низким уровнем ТТЛ из системы управления. Знак выходного напряжения драйверов индицируется светодиодом на плате драйвера или адаптеразелёным цветом для положительного напряжения и красным - для отрицательного.

Светодиод V8 - двухцветный. Если модуль нормально нагружен, напряжение на его коллекторе становится низким, и ток генератора тока GT3 протекает через R4 и V5, а напряжение на конденсаторе C3 остаётся ниже порога срабатывания компаратора COMP3. При перегрузке модуля напряжение на C3 через некоторое время превышает порог, импульс с выхода COMP3 включает триггер, выполненный на компараторе COMP2 с положительной обратной связью.

Следовательно, в спектре напряжения должны отсутствовать четные гармоники, а коэффициенты ряда Фурье, определяющие амплитуды и фазы гармоник, находятся из соотношения:. Функция u щtпоказанная на рисунке 2. Unимеющие положительный или отрицательный знак, определяются в соответствии с 2. Для исключения третьей гармоники длительность половины импульса в угловых единицах согласно 2. Пятая гармоника будет отсутствовать, если имеет место равенство. Очевидно, что одновременное исключение третьей и пятой гармоник в кривой на рисунок 2.

Входное напряжение переменного тока В 50 Гц подаётся на диодный мост VD1…VD4, но далее, после выпрямления, в классическом случае должен быть фильтрующий конденсатор, а здесь он заменяется бустерной схемой, состоящей из дросселя L, блокирующего диода VD5, ключевого транзистора VT, выходного конденсатора Cout и схемы управления корректором.

Оптопара F2 включает низкий уровень сигнала FAULT. Выход драйвера из состояния защиты осуществляется низким уровнем сигнала RES, который включает оптопару F4 и возвращает триггер в исходное состояние. Питание выходных цепей Ups дипломная работа осуществляется симметричным прямоугольным напряжением с амплитудой 12 В и с частотой 40 кГц, подаваемым на первичную обмотку изолирующего трансформатора с блока питания через вилку типа WF-2, кабельная розетка типа HU В качестве блока питания может использоваться плата ДЖИЦ.

В паузах между отключениями транзистора, а значит, его среднее значение Icp in окажется ближе к синусоидальному, чем в режиме разрывных токов.