Джерела живлення телекомунікаційних пристроїв телефонних станцій

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсова робота

Джерела живлення телекомунікаційних пристроїв телефонних станцій

Вступ

Бурхливий розвиток індустрії зв'язку на основі використання останніх досягнень сучасних інформаційно-комп'ютерних технологій вимагає і відповідного рівня їх енергетичного забезпечення, так як енергозабезпечення являється невід'ємною складовою будь-якого високотехнологічного процесу. Щодо важливості останнього може свідчити наступний факт. В 70-ті роки минулого століття засоби перетворювальної техніки займали від 30 до 70 процентів від обсягу та маси всієї системи. Причому основний процент відмов у системі припадав саме на засоби енергетичного забезпечення. Таким чином стабільність роботи будь-якої системи залежить від якості енергозабезпечення. На сьогодні питома вага засобів енергетичного забезпечення в системі зменшилась до 10 відсотків. Це пояснюється двома причинами. По-перше, зменшується енергоємність сучасних технологій, по-друге, відбувся і значний прогрес у розвитку технологій і методів побудови засобів перетворювальної техніки.

Основні загальні вимоги до енергетичного забезпечення сучасних засобів і систем зв'язку можуть бути сформульовані наступним чином:

- висока якість вихідних напруг в усьому діапазоні зміни всіх збурюючих факторів;

- низький рівень створюваних електромагнітних завад;

- високий коефіцієнт корисної дії;

- високий рівень питомих показників (рівень вихідної потужності в одиниці обсягу та маси) і надійності;

- 100% діапазон зміни струмів навантаження;

- високий рівень динамічних характеристик;

- низька собівартість.

Крім того, висувають і додаткові вимоги:

- створення високоефективних керованих імпульсних джерел електроживлення із 100% діапазоном зміни вихідних струмів і напруг;

- забезпечення високого рівня уніфікації розроблюваної апаратури, тощо.

В курсовій роботі розглянуті основні схемотехнічні рішення, а також аналіз їх ефективності, що дозволяє підійти більш усвідомлено до розробки нових джерел електроживлення або до вибору готових приладів.

1. Корекція коефіцієнта потужності

Сучасні вимоги до рівня електромагнітних завад і до гармонічного складу струму первинної мережі вимагають використання активної корекції коефіцієнта потужності (рис. 9.1) в джерелах електроживлення з перетворенням частоти.

Корекція коефіцієнту потужності (ККП) дозволяє наблизити форму сигналу до синусоїди.

Найбільше поширення отримали прилади коректування коефіцієнту потужності за схемою ШІМ-перетворювача (рис. 9.2), завдяки відносно низьким втратам і простоті забезпечення постійного струму. Керування широтно-імпульсним модулятором здійснюється сигналом, що формується схемою керування таким чином, щоб споживаючий струм за формою співпадав з випрямленою напругою.

Відрізняють три основних методи керування коефіцієнтом потужності: метод розривних струмів і його різновид - « граничне керування»; метод керування за піковим значенням струму і керування за середнім значенням струму.

Перші два методи застосовують у коректорах коефіцієнту потужності малої та середньої потужності (до 300 Вт) через великі амплітуди пульсацій струму, значні електромагнітні завади, необхідність установки громіздких мережевих фільтрів і невисоку точність корекції. Коректори коефіцієнту потужності з керуванням за середнім струмом позбавлені вказаних недоліків. Як правило, пікове значення пульсацій струму дроселя вибирають в межах 20% від середнього значення, а схема зворотного зв'язку за струмом має низьке підсилення на частоті перетворення, що значно підвищує завадостійкість коректора коефіцієнту потужності та точність відстеження форми сигналу.



Рисунок 1 - Корекція коефіцієнту потужності

Існує три підходи реалізації коректора коефіцієнту потужності з керуванням за середнім струмом: використання класичної схеми, використання схеми з перемиканням транзистора за нульової напруги - квазірезонансний коректор коефіцієнту потужності (рис. 9.3) та застосування карбід-кремнієвого чи арсенід-галієвого діоду Шоткі в класичній схемі.

На рис. 9.4 наведена типова діаграма розподілу втрат в активних компонентах схеми. Як наведено на рисунку, найбільша потужність розсіювання на ключовому транзисторі і діоді. Втрати в мережевому мостовому випрямлячі важко піддаються зниженню, зменшення їх за рахунок застосування більш потужних діодів не завжди виправдано, так як спричинює за собою неадекватне збільшення габаритів і вартості.

Рисунок 2 - Коректор коефіцієнта потужності на основі схеми ШІМ-перетворювача



Рисунок 3 - Квазірезонансний коректор коефіцієнта потужності

Рисунок 4 - Типова діаграма розподілу втрат в активних компонентах

електропостачання радіоцентр акумуляторний телефонний

У коректорі коефіцієнту потужності за класичною схемою від 70 до 90% потужності розсіювання на ключовому транзисторі і кремнієвому буферному діоді припадає на динамічні втрати, із них майже 50% зумовлені ефектом зворотного відновлення діоду.

На відміну від кремнієвих p-n діодів, процес вимкнення p-i-n діодів Шоткі не супроводжується процесом розсмоктування заряду в n-області і струм зворотного відновлення відсутній. Існує лише незначний струм заряду ємності переходу, який не залежить від температури і di/dt.

На рис. 9.5 наведені діаграми розподілу повної потужності втрат в діодах і ключовому транзисторі для трьох типів напівпровідників. Проста заміна кремнієвого Ultra Fast діоду на SiC-діод Шоткі Zero Recovery (Cree) дозволяє знизити теплове навантаження майже вдвічі. При застосуванні Ga-As-діодів Шоткі втрати потужності зменшуються більш ніж на 20%. Це зумовлено тим, що Ga-As не є напівпровідником з великою шириною енергетичної забороненої зони, тому максимальна напруга, на яку може бути розрахований діод, не перевищує 300 В. Для отримання 600-вольтових приладів виробники з'єднують всередині корпусу послідовно два кристали, що є причиною надзвичайно великого прямого падіння напруги. Внаслідок цього динамічні втрати знижуються, а статичні стрімко зростають.

Рисунок 5 - Діаграма розподілу повної потужності втрат

Альтернативою є використання схеми з перемиканням транзистору за нульової напруги, спрощена структурна схема якої наведена на рис. 9.3. Керування такою схемою може бути реалізоване на базі стандартного контролера, наприклад US2855A. В схемі є ряд суттєвих недоліків, один з яких - виникнення перехідного процесу з подвоєною амплітудою від'ємної полярності, що призводить до триразового перенавантаження на VD3. Для усунення викидів застосовують одне з снаберних кіл, або послідовне VD4-R_сн, як видно з рис. 9.3, або послідовно з L2 включають дросель насищення. В останньому випадку в осерді дроселя виділяється значна потужність, що примушує або відводити від нього тепло, або використовувати осердя великих розмірів. Це значно знижує ефективність такої схеми.

На рис. 9.6 наведена діаграма сумарних втрат і орієнтовна вартість основних компонентів для трьох розглянутих варіантів коректора коефіцієнту потужності. Найменші втрати забезпечує класична схема коректора з Si-C-діодом Шоткі. Квазірезонансна схема має на 30% більше втрат, в цій ситуації вона містить в три рази більше активних компонентів, є найбільш дорогою і найменш надійною.

Таким чином, згідно з діаграмами на рис. 9.5 та рис. 9.6, найбільш ефективною з технічної точки зору є класична схема коректора коефіцієнту потужності з використанням Si-C-діодів Шоткі. Орієнтована вартість коректора з використанням кремнієвого діода є найнижчою з усіх розглянутих варіантів, що робить дане схемотехнічне рішення найбільш економічно вигідним, але в свою чергу сумарні втрати потужності усіх компонентів такого варіанту коректора коефіцієнту потужності є найбільшими.

Рисунок 6 - Діаграма сумарних втрат і орієнтовна вартість

Таким чином, використання якісних стандартних контролерів з керуванням за середнім струмом в поєднанні з SiC-діодом Шоткі і сучасним МДН (метал-діелектрик - напівпровідник) транзистором з малим опором стоку (R_{ds on}) дозволяє створювати недорогі, надійні та ефективні коректори.

2. Структурна схема електропостачання передавального радіоцентра

Сучасний передавальний радіоцентр є складною електротехнічною структурою, для якої основним джерелом електричної енергії є енергосистема, тобто промислова мережа змінного струму. Для нормального електропостачання стаціонарного радіоцентра повинні забезпечуватися такі умови:

– безперервність роботи;

– оперативне керування електрообладнанням з пристроями сигналізації і захисту;

– лінії електропередачі, що підходять до території радіоцентра, не повинні порушувати нормальної роботи антен и перешкоджати їх встановленню і ремонту;

– простота і економічна доцільність схеми.

На рис. 9.7 представлена однолінійна структурна схема електропостачання передавального радіоцентра. Повітряні високовольтні лінії електропередачі ЛЕП₁ і ЛЕП₂ закінчуються недалеко від радіоцентра і підводяться до знижувальної підстанції 1, де передбачаються блоки захисту ліній від перенапруги. Винесення знижувальної підстанції з території 2 радіоцентра пояснюється тим, що за умови близького розташування ЛЕП до антенного поля в лінії можуть наводитися високочастотні струми, що порушують нормальну роботу деяких елементів підстанції і призводять до зменшення випромінюваної антенами корисної потужності. З метою забезпечення безперервного енергопостачання підстанція радіоцентра, як правило, отримує енергію через дві лінії електропередачі, одна з яких є резервною. Резервну лінію приводять у дію в тому випадку, якщо виникла несправність основної.

Схеми знижувальних підстанції різні. На рис. 9.7 зображено схему підстанції, з допомогою якої напруга знижується з 35 до 10 кВ. В склад підстанції входять трансформатори знижувального типу Тр₁ і Тр₂, роз'єднувачі Р₁ і Р₂ і масляні вимикачі ВМ₁, ВМ₂.

На розподільчій підстанції напруг знижують з 10 до 0,4 кВ, і електроенергія розподіляється на споживачів радіоцентра. В устаткування підстанції входять роз'єднувачі Р₃ і Р₄, масляні вимикачі ВМ₁ - ВМ₆, силові трансформатори Тр₃ - Тр₅, освітлювальні, анодні, вимірювальні і захисні трансформатори струму і напруги, прилади захисту, розподільчі щити 4. Крім того на підстанції можуть бути автономні джерела напруги для схем сигналізації, захисту і автоматики. Від розподільчих щитів підстанції електрична енергії надходить до споживача.

Для живлення апаратури радіорелейних станцій, що працюють без постійної присутності обслуговуючого персоналу, застосовують автоматизовані електромашинні установки з інерційними маховиками. Основу установки складають електромашинні прилади і автоматизовані дизель-генераторні електростанції. Електромашинний пристрій містить двигун і генератор, які змонтовано на одному валу з інерційними маховиками. Установку приводить в дію двигун змінного струму. Маховик забезпечує обертання генератора на час запуску автоматизованої електростанції, граничне значення якого дорівнює 30 с. Комплектація установки електромашинними пристроями і дизельними електростанціями визначається потребами апаратури живлення і умовами електропостачання.

3. Електроживлення автоматичних телефонних станцій

Систему електроживлення ПС-60/48В (надалі - ПС) призначена для електроживлення автоматичних телефонних станцій (АТС) і іншої апаратури зв'язку з номінальною напругою живлення 60/48 В та допустимими відхиленнями:

для напруги 60 В - від 54 до 72 В;

для напруги 48 В - від 43,2 до 57,6 В.

ПС має модульну структуру, що дозволяє варіювати вихідну потужність шляхом зміни кількості випрямних блоків.

Система електроживлення ПС-60/48 У

Система електроживлення ПС-60/48 У (універсальна) можна використовувать як з акумуляторною батареєю (АБ), так і без неї. За умови роботи з акумуляторною батареєю виріб забезпечує буферний режим або режим з окремим змістом.

Максимальний вихідний струм системи визначено кількістю встановлених випрямних блоків. Максимальний струм випрямного блоку - 5А.

До складу системи ПС (рис. 9.8) входять наступні блоки:

системна шафа;

касета БСЕ для установки ВБ і БІС;

пристрій комутації й захисту;

випрямні блоки ВБ-60/48-5В (надалі - ВБ);

блок індикації й сигналізації (БІС);

пристрій захисту акумуляторної батареї (ПЗАБ);

акумуляторна батарея (АБ);

вузол захисту живлення (ВЗЖ).

Залежно від струму споживання АТС у ПС можуть установлюватися одна або дві касети БСЕ. Залежно від конструкції ПС розташування й кількість касет БСЕ може бути різною. До складу однієї касети БСЕ входять до п'яти випрямних блоків ВБ-60/48-5В (виконання 60 В) і один БІС.

Блок БСЕ забезпечує перетворення напруги мережі 230 В 50 Гц у сталу напругу електроживлення АТС 54-72 В, а також формування аварійних сигналів щодо відсутності напруги мережі й непрацездатності блоків ВБ-60/48-5У и вимір напруг і струмів блоків ВБ-60/48-5В і АТС.

Рисунок 8 - Функціональна схема роботи ПС

Технічні дані системи наведені в таблиці 1.

Таблиця 1

Параметр	Значення параметра
Напруга електроживлення, В	Однофазна, 230±10% Трифазна, 230/400 В
Частота напруги електроживлення, Гц	50
Вихідна напруга за умови роботи без АБ або з окремим змістом, В	60±0,6 / 48±0,48
Вихідна напруга за умови роботи з АБ в буфері, В	67,5±0,675 / 54±0,54
Кількість робочих випрямних блоків ВБ в одній касеті, шт. (+ «гарячий резерв»)	4+1 / 5+1
Кількість робочих випрямних блоків ВБ в двох касетах, шт. (+ «гарячий резерв»)	9+1 / 11+1
Кількість робочих випрямних блоків ВБ в трьох касетах, шт. (+ «гарячий резерв»)	17+1
Максимальний струм навантаження одного блоку ВБ, А	5±0,1
Відхилення вихідної напруги від встановленого значення за умови зміни мережі ±10%, %	±0,1
Пульсація вихідної напруги, не більше: Середньоквадратична за умови широкополосного вимірювання, мВ За умови селективних вимірів а) в діапазоні частот 0-3 кГц, мВ б) в діапазоні частот 3-150 кГц, мВ в) в діапазоні частот 0,15-30 МГц, мВ	250 200 45 10
ККД для номінальної вихідної напруги 60В/48В не менше	0,85/0,8
Коефіцієнт потужності, не менше	0,9
Робоча температура навколишнього середовища,°С	Від +5 до +40
Охолодження	природне

За наявності напруги мережі система забезпечує електроживлення навантаження постійною напругою 60В без акумуляторної батареї чи 67,5 В у буфері з акумуляторною батареєю та одночасний заряд включеної в буфері акумуляторної батареї з обмеженням струму заряду, формування сигналів щодо стану вихідної напруги системи кожного випрямного блоку, а також можливість виміру напруг і струмів.

У випадку відсутності напруги мережі система забезпечує електроживлення навантаження від акумуляторної батареї, формування аварійних сигналів щодо відсутності напруги мережі й непрацездатності випрямних блоків, відключення навантаження від акумуляторної батареї під час її розряду до 54В.

При відновленні напруги мережі система автоматично переходить на електроживлення від мережі.

Примітка - опис роботи ПС наведений для ПС із касетою й за умови напруги електроживлення 230 В /50 Гц.

Пристрій комутації й захисту забезпечує:

а) ручне відключення будь-якого ВБ або всіх одночасно від мережі 230 В;

б) ручне відключення навантаження й АБ;

в) автоматичне відключення системи від мережі 230 В і АБ від системи за умови виникнення перевантажень і коротких замикань.

Напруга електроживлення 230 В / 50 Гц через автомати Al, A2 надходить на завадоподавляючий фільтр (ЗПФ), з виходу якого подається на ВБ.

Випрямні блоки ВБ1-ВБn об'єднані входом й працюють паралельно на загальне навантаження. АБ підключається до виходів ВБ через ПЗАБ і працює в буферному режимі.

За наявності напруги мережі й повністю зарядженої АБ на виході системи підтримується напруга 67,5 В. Струм навантаження розподіляється між ВБ.

У разі зникнення напруги мережі електроживлення навантаження забезпечується АБ, за такої умови вихідна напруга системи поступово зменшується в міру розряду АБ.

У випадку зменшення вихідної напруги системи до 55 В БІС формує попереджуючий сигнал, що надходить на АТС.

В разі зменшення напруги АБ до 54 В ПЗАБ вимикається й відключає все навантаження від АБ, щоб уникнути її глибокого розряду.

З появою напруги мережі 230 В ВБ автоматично включаються й забезпечують електроживлення навантаження й заряд АБ. Під час цього вихідна напруга системи поступово підвищується. За умови досягнення значення 67,5 В вихідна напруга системи стабілізується, струм заряду АБ поступово зменшується до величини струму підтримки АБ.

БІС дозволяє контролювати вихідну напругу системи, вихідну напругу кожного ВБ, сумарний вихідний струм ВБ, струм навантаження й струм АБ (як зарядний, так і розрядний). Значення контрольованого параметра відображається на рідкокристалічному індикаторі БІС.

У випадку аварії одного із ВБ або ручному відключенні його (якщо необхідно), струм навантаження розподіляється між тими, що залишилися, тобто робота АТС не порушується. Під час цього на АТС видається сигнал щодо відмови відповідного ВБ. ВБ, що відмовив або відключений вручну, можна замінити іншим ВБ без порушення роботи АТС.

За необхідності (проведення профілактичних робіт й ін.) можна вручну здійснити наступні перемикання: автоматами ВКЛ1, ВКЛ2 (Al, A2) відключається напруга електроживлення 230В на всіх ВБ; вимикачем на передній панелі ВБ (положення - 0) відключається даний ВБ; автоматом АБ (A3) відключається АБ; автоматом НАТР (А4) відключається навантаження від виходу системи; вимикачем на передній панелі БІС відключається вимірювальний вузол; перемикачем КОНТРОЛЬ на передній панелі БІС виконують вибір контрольованого параметра системи.

Вузол захисту живлення призначений для захисту блоків від різних (імпульсних або тривалих) перевищень напруги електромережі 230 В 50 Гц. Рівень спрацьовування захисту (380±10) В за амплітудою. За умови тривалого перевищення напруги мережі необхідно виключити мережні автомати А1 й А2.

Блок ПАС установлюється на систему електроживлення ПС, якщо вона працює з АТС інших типів, що відрізняються від АТС ФМ, і він призначений для узгодження формувачів аварійних сигналів ПС із використовуваної в цей час у телефонній мережі системою передачі аварійних повідомлень, під час якого аварійному повідомленню відповідає замикання шлейфа на станційний плюс.

Блок індикації й сигналізації

Блок індикації та сигналізації є індикатором-аналізатором і призначений для роботи в складі системи електроживлення ПС і виконує наступні функції:

- контроль вихідної напруги системи;

- контроль вихідної напруги кожного блоку ВБ-60/48-5В, установлених у системі;

- контроль сумарного вихідного струму блоків ВБ-60/48-5В та струму навантаження системи;

- контроль зарядного й розрядного струмів акумуляторної батареї (АБ);

- контроль наявності напруги мережі 230 В з видачею аварійного повідомлення на АТС; контроль вихідної напруги стабілізатора з видачею аварійного повідомлення й, якщо необхідно, сигналу відключення на АТС.

Результати контролю напруг і струмів відображаються на рідко-кристалічному індикаторі (РКІ).

Основні технічні характеристики наведені в таблиці 2

Таблиця 2

Параметр	Значення параметра
Напруга електроживлення, В	Від 40 до 80
Діапазон вимірюваних напруг, В	Від 40 до 80
Діапазон вимірюваних струмів, А	Від 0 до ± 20
Поріг спрацьовування вузла контролю напруги мережі 220В, В	Від 150 до 180
Поріг спрацьовування вузла контролю перевищення вихідної напруги, В	71+ 0,1
Поріг спрацьовування вузла контролю зниження вихідної напруги, В	55± 0,1
Поріг спрацьовування вузла контролю розряду АБ, В	54± 0,1

БІС складається з наступних основних вузлів:

В - вимірювач; ДЖ1 - джерело електроживлення вузла В; КНМ - контроль напруги мережі 230 В; КВН - контроль вихідної напруги; ДЖ2 - джерело електроживлення вузла КВН.

Функціональна схема БІС зображена на рис. 9.9. Вузол В реалізований на мікросхемах DA1 й DD2. Результати вимірів відображаються на трирозрядному РКІ, установленому на окремій платі, що підключає до розніму XS1 плати БІС. Перемикач SA2 призначений для вибору вимірюваного параметра. ДЖ1 реалізований на транзисторах VT1, VT2, трансформаторі TV1, діодах VD1, VD2, стабілітроні VD3, дроселі i конденсаторах С1-СЗ. Вузол КНМ реалізований на наступних елементах: запобіжниках FU1, FU2, конденсатоpax С11, С16, резисторах R24, R32, R49, R50, R53, діодах VD12, VD15, VD18, оптроні V1. Вузол КВН реалізований на мікросхемах DA2, DA3, транзисторах VT4, VT5, V2. Вузол ДЖ2 призначений для формування напруги живлення вузла КВН (15В). ДЖ2 реалізований на транзисторі VT3, стабілітронах і конденсаторі С13.

За умови включення тумблера SA1 напруга 60 В надходить на вузол ДЖ1. Резистор R1 обмежує струм, споживаний імпульсним перетворювачем на транзисторах VT1, VT2 і трансформаторі TV1. Вихідна напруга з TV1 випрямляється діодами VD1, VD2, обмежується стабілітроном VD3 на рівні мінус 9 В і згладжується фільтром Cl, L1, СЗ.

Рисунок 9 - Функціональна схема БІС

Вихідна напруга ДЖ1 подається на вузол В (виводи 1 й 26 мікросхеми DA1). На виводі 37 DA1 формується стабілізована напруга мінус 5В, використовувана для електроживлення вихідних каскадів самої мікросхеми DA1, а також мікросхеми DD1, елемент 12, 13, 11 якої призначений для одержання сигналу, інверсного стосовно сигналу на виводі 21. Елементи С5, R15 визначають тактову частоту мікросхеми DA1 (40 кГц). Елементи С6, С7, С9, R16 визначають режим роботи інтеграторів мікросхеми DA1. Елементи R12-R14 визначають чутливість мікросхеми DA1 (200 мВ).

Напруги з контрольних точок ПС надходять на перемикач SA2, призначений для вибору вимірюваного параметра. Дільник R3, R5-R8 з коефіцієнтом розподілу 1:1000 підключають тільки за умови виміру напруг з виходів блоків ВБ-60-5. За умови виміру струмів напругу з датчиків подають на мікросхему DA1 безпосередньо. Залежно від значення вимірюваного параметра мікросхема DA1 формує відповідні сигнали, що надходять на РКІ.

Напруга 60 В надходить також на вузол ДЖ2, транзистор VT3 якого формує постійний струм приблизно, біля 22 мА. На стабілітроні VD7 формується постійна напруга приблизно, біля 15 В для електроживлення вузла КВН. На мікросхемі DA3 вузли КВН формується опорна напруга 2,5 В. Напруга 60 В надходить також на регульовані дільники R19-R21, R27-R29 і компаратори DA2.1, DA2.2 й DA2.3 порівнюють напруги із зазначених дільників з опорною напругою й залежно від їхньої величини встановлюються в низький або високий стан. Компаратор DA2.1 настроюється на напругу < 55 В, DA2.2 - на напругу < 54 В, DA2.3 - на напругу > 71 В. Якщо напруга 60 В перебуває в межах (55-71) В, всі три компаратори закриті. Під час цього транзистор VT5 відкритий, світлодіод HL4 (НОРМ) включений, транзистор оптрона V2 відкритий, компаратор DA2.4 відкритий, транзистор VT4 закритий. Цей режим відповідає нормальній напрузі 60 В. Якщо напруга 60 В перебуває в межах (54-55) В, відкривається компаратор DA2.2, включається світлодіод HL1 (<55 В), світлодіод HL4 вимикається, транзистор оптрона VI закривається. Цей режим відповідає попередженню АТС щодо наближення напруги електроживлення до мінімального значення.

Під час виходу напруги 60 В за межі (54-71) В відкривається відповідний компаратор (DA2.2 або DA2.3), включається відповідний світлодіод HL2 (<54 В) або HL3 (>70 В), світлодіод HL4 вимикається, транзистор оптрона V2 закривається, компаратор DA2.4 закривається, транзистор VT4 відкривається, АТС вимикається. Якщо необхідність відключення АТС за умови перевищення напруги 60 В значення 71 В відсутня, потрібно зняти перемичку П для уникнення нестаціонарності роботи компараторів. Останні мають позитивний зворотний зв'язок за напругою, тобто компаратори повертаються в закритий стан за умови напруг, що відрізняються від їхніх порогів відкривання. Так DA2.1 закривається за напруги (57,5+ 1) В, DA2.2 - за напруги (58,8+ 0,5) В, DA2.3 - за напруги (68+ 1) В.

Напруга мережі 230 В через запобіжники FU1, FU2 вузли КНМ надходить на конденсатор С11, що формує синусоїдний струм, пропорційний величині напруги мережі. На конденсаторі С16 формується стала напруга, пропорційна току через С11. Дільник R49, R50 обраний так, щоб за нормальної напруги мережі (>180 В) напруга на резисторі R50 перевищувала напругу пробою світлодіода оптрона VI і стабілітрона VD18, під час цього через світлодіод оптрона буде протікати струм, і транзистор оптрона відкриється. Для АТС це є сигналом нормального стану мережі 230 В. За напруги мережі <150 В напруга на резисторі R50 буде менша, ніж напруга пробою VI, VD18, і транзистор оптрона VI буде закритий, що є сигналом відсутності напруги мережі.

Випрямний блок ВБ-60/48-5В

Блок ВБ-60/48-5В (ВБ) призначений для перетворення напруги мережі 230 В 50 Гц у постійну напругу 60 В з можливістю ручного регулювання. Допускається паралельне включення декількох ВБ для збільшення максимального струму навантаження. ВБ входить до складу касет БСЕ

Основні технічні дані ВБ-60/48-5В (виконання 60 В) наведені в таблиці 9.3.

Таблиця 3

Параметр	Значення параметра
Напруга електроживлення, В	Однофазна, 230±10%
Частота напруги електроживлення, Гц	50±2
Вихідна напруга (межі регулювання), В	Від 54 до 72
Вихідна напруга (заводська установка), В	67,5 з акумуляторними батареями АБ 60,0 без АБ
Максимальний струм навантаження, А	5±0,1
Відхилення вихідної напруги від установленого значення, %	±1
Середньоквадратична за умови широкополосного виміру, мВ Пульсація вихідної напруги, не більше: За умови селективних вимірів: а) у діапазоні частот 0-3 кГц, мВ б) у діапазоні частот 3-150 кГц, мВ в) у діапазоні частот 0,15-30 МГц, мВ	240 200 45 10
ККД, не менш	0,87
Коефіцієнт потужності, не менш	0,9
Габаритні розміри, мм	82x245x250
Маса, кг	2,0
Робоча температура навколишнього середовища,°С	Від +5 до +40

Пристрій захисту акумуляторної батареї

Пристрій захисту акумуляторної батареї (ПЗАБ) призначений для роботи в складі системи електроживлення ПС і виконує наступні функції:

- вимкнення навантаження від АБ у разі розряду АБ до напруги 54В;

- заряд АБ до напруги приблизно 62,5В без можливості її розрядки, у випадку провалу напруги мережі;

- ввімкнення АБ в буферний режим (за напруги більше 63,5В);

- забезпечує електроживлення навантаження від АБ за відсутності напруги мережі.

Основні технічні характеристики наведені в таблиці 4

Таблиця 4

Параметр	Значення параметра
Напруга вимкнення, В	54+ 0,1
Напруга ввімкнення, В	62,0 - 63,0
Струм навантаження, А: виконання 864.883.321 виконання 864.883.321-01	20 40
Падіння напруги за умови максимального струму навантаження, В	0,3

ПЗАБ складається з наступних основних вузлів:

ДЖ - джерело живлення; К - компаратор; Кл - ключ; ВІ - вузол індикації.

Функціональна схема ПЗАБ зображена на рис. 10

Рисунок 10 - Функціональна схема ПЗАБ

Вузол ДЖ виробляє напругу 15В, призначена для електроживлення інших вузлів ПЗАБ. ДЖ реалізовано на транзисторі VT1 і стабілітронах VD1, VD2.

Вузол Кл являє собою потужний електронний ключ і призначений для комутації кола

«АБ-навантаження». Вузол реалізований на транзисторах VT5-VT12.

Вузол К призначений для керування станом ключа Кл залежно від величини напруги на АБ. Вузол реалізований на мікросхемі DA1 і транзисторах VT2 - VT4.

Вузол ВІ призначений для індикації стану ключа і реалізований на світлодіодах HL1, HL2.

Напруга 60В надходить на вузол ДЖ. Каскад на транзисторі VT1 і стабілітроні VD1 являє собою джерело струму величиною приблизно, біля 20 мА. Спільно зі стабілітроном VD2 зазначений каскад утворить джерело напруги 15 В с максимальним струмом навантаження близько 18 мА.

Вихідна напруга ДЖ подається на вузол К, на який також надходить контрольована напруга 60 В. Ця напруга через дільник R4-R6 надходить на вхід мікросхемиDA1. Якщо його величина більше граничного значення, мікросхема DA1 відкрита, транзистори VT2, VT4 закриті, транзистор VT3 відкритий. На виході вузла К висока напруга (приблизно, біля 14 В), під час цього транзистори ключа Кл відкриваються, замикаючи коло «АБ-навантаження». Світлодіод HL1 виключений, світлодіод HL2 (АБ ВКЛ) увімкнено.

Якщо величина контрольованої напруги менше граничного значення, мікросхема DA1 закривається. Відкривається транзистор VT2, транзистор VT3 закривається, транзистор VT4 відкривається, на виході вузла К0 установлюється низька напруга (порядку 1В). Транзистори ключа Кл закриваються, розриваючи коло «АБ-навантаження». Поріг спрацьовування вузла К0 дорівнює 54В и встановлюється за допомогою підстроюваного резистора R6.

Коло R12, VD3 забезпечує необхідну величину гістерезису граничної напруги. За умови зазначених номіналах резисторів ввімкнення транзисторів VT5-VT12 відбувається за напруги порядку (62,0-63,0) В. Зазначений гістерезис необхідний для унеможливлення повторної роботи повністю розрядженої АБ на навантаження з короткочасною появою напруги мережі. У такий спосіб робота АБ на навантаження можлива тільки після її заряду до ємності приблизно від 20 до 30% від номінальної.

Схема електрична принципова системи електроживлення зображена на рис. 11.



Висновки

1. Основні загальні вимоги до енергетичного забезпечення сучасних засобів і систем зв'язку можуть бути сформульовані наступним чином:

- висока якість вихідних напруг в усьому діапазоні зміни всіх збурюючих факторів;

- низький рівень створюваних електромагнітних завад;

- високий коефіцієнт корисної дії;

- високий рівень питомих показників (рівень вихідної потужності в одиниці обсягу та маси) і надійності;

- 100% діапазон зміни струмів навантаження;

- високий рівень динамічних характеристик;

- низька собівартість.

2. Відрізняють три основних методи керування ККП: метод розривних струмів і його різновид - « граничне керування»; метод керування за піковим значенням струму і керування за середнім значенням струму.

3. В ККП за класичною схемою від 70 до 90% потужності розсіювання на ключовому транзисторі і кремнієвому буферному діоді припадає на динамічні втрати, із них майже 50% зумовлені ефектом зворотного відновлення діоду.

4. Сучасний передавальний радіоцентр є складною електротехнічною структурою, для якої основним джерелом електричної енергії є енергосистема, тобто промислова мережа змінного струму.

5. Умови для нормального електропостачання стаціонарного радіоцентра:

- безперервність роботи;

- оперативне керування електрообладнанням з пристроями сигналізації і захисту;

- лінії електропередачі, що підходять до території радіоцентра, не повинні порушувати нормальної роботи антен и перешкоджати їх встановленню і ремонту;

- простота і економічна доцільність схеми.

6. Для живлення апаратури радіорелейних станцій, що працюють без постійної присутності обслуговуючого персоналу, застосовують автоматизовані електромашинні установки з інерційними маховиками.

7. Система електроживлення ПС-60/48В автоматичних телефонних станцій електронних має модульну структуру, що дозволяє змінювати вихідну потужність шляхом зміни кількості випрямних блоків.

8. Основні складові системи ПС-60/48В:

- системна шафа;

- касета БСЕ для установки ВБ і БІС;

- пристрій комутації й захисту;

- випрямні блоки ВБ-60/48-5В (надалі - ВБ);

- блок індикації й сигналізації (БІС);

- пристрій захисту акумуляторної батареї (ПЗАБ);

- акумуляторна батарея (АБ);

- вузол захисту живлення (ВЗЖ).

9. Блок БІС є індикатором-аналізатором і призначений для роботи в складі системи електроживлення ПС.

10. Блок ВБ-60/48-5В (ВБ) призначений для перетворення напруги мережі 230 В 50 Гц у сталу напругу 60 В з можливістю ручного регулювання.

11. Пристрій захисту акумуляторної батареї (ПЗАБ) призначений для роботи в складі системи електроживлення ПС.

12. Блок БСЕ забезпечує перетворення напруги мережі 230 В/50 Гц у сталу напругу електроживлення АТС 54-72 В.

Список використаної літератури

1. Алиев И.И. Электротехнический справочник / И.И. Алиев. - 4-е изд., испр. - М.: РадиоСофт, 2004 или 2006. - 383 с.

2. Березкина Т.Ф. Задачник по общей электротехнике с основами электроники: Учеб. пособие для сред. спец. учеб. заведений / Т.Ф.

3. Березкина, Н.Г. Гусев, В.В. Масленников. - 4-е изд., стер. - М.: Высш. шк., 2001. - 380 с.

4. Иванов И.И. Электротехника: Основные положения, примеры и задачи / И.И. Иванов, А.Ф. Лукин, Г.И. Соловьев. - Изд. 3-е, стер. - СПб.: Лань, 2004. - 191 с.

5. Владимиров В.С. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1976. 2. Владимиров В.С. и др. Сборник задач по уравнениям математической физики. М.: Наука 1982.

6. Годунов С.К. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1979.

7. Владимиров В.С. Обобщённые функции в математической физике. М.: Наука, 1979. 5. Бахвалов Н.С. Численные методы. М.: Наука, 1975.

8. Люк Ю. Специальные математические функции и их аппроксимации. М.: Мир, 1980.

9. Мальцев А.И. Основы линейной алгебры. М.: Наука, 1970.

10. Андре Анго. Математика для электро- и радиоинженеров. М.: Наука, 1967.

11. Бессонов Л.А. Электромагнитное поле. М.: Высшая школа, 1986. «Микропроцессоры» под. ред. Л.Н. Преснухина, М.: Высшая школа, 1986.

Размещено на Allbest.ru