česky english Vítejte, dnes je pondělí 15. červenec 2024

Flexibilní řešení napájení TESLA ELECTRIC

DPS 1/2014 | Články
Autor: PhD Alexander Goncharov

Potřebujete flexibilní modulová řešení elektrického napájení a unikátní možnosti v oblasti rozměrů, pracovních teplot a funkční spolehlivosti?

Právě pro tyto účely společnost TESLA ELECTRIC nově vyrábí řadu bez ventilátorových modulů – převodníků AC/DC v ultranízkoprofilovém provedením pláště (13...16 mm), které umožňují napájení střídavým i stejnosměrným proudem se změnou polarity. Tato řada TESAV50 – TESAV1000 umožňuje vytvářet převodníky AC/DC pracující v teplotním rozsahu od –60 do +125 °С, na jejichž základě je možné realizovat flexibilní modulové systémy napájecích zdrojů velmi malých rozměrů v porovnání s tradičními převodníky AC/DC. Pro upevnění k chladiči jsou pláště převodníků vybaveny závity. Rozměry modulů této řady jsou od 73 × 53 × 13 mm pro 50 W do 68 × 110 × 16 mm pro 1 000 W.

Uvnitř pláště se nacházejí elektronické součástky, které jsou z 80 % shodné s typickým pulzním zdrojem elektrického napájení typu AC/DC. Kromě ochrany před vnějšími vlivy byly prostřednictvím konstrukčního uspořádání a technologie řešeny také požadavky na zachování provozuschopnosti při velkých vibracích a rázech, které jsou charakteristické pro mobilní objekty, a také v podmínkách extrémních teplotních změn působících na plášť modulu, a to v teplotním rozsahu od –40 do +85 °С nebo od –60 do +125 °С.

Přehledové schéma AC/DC modulu TESAV je znázorněno na obr. 1. Prostřednictvím obr. 2 je možné získat představu o konstrukci a technologii.

Flexibilní řešení napájení TESLA ELECTRIC 1 Flexibilní řešení napájení TESLA ELECTRIC 2

Obr. 1

Obr. 2

Vstupní napětí střídavého proudu je přivedeno na vstupní piny a dále přes polovodičovou přepěťovou ochranu VS a vstupní filtr FIN na usměrňovací můstek M a konvertor C, což je transformátorový převodník stejnosměrného napětí. Charakteristickými zvláštnostmi tohoto převodníku jsou nezbytnost práce s velkým rozsahem změny vstupního napětí – do tří- až čtyřnásobku, vysoké průrazné napětí vstup-výstup – do 3 kV AC a velmi široký rozsah pracovních teplot.

Na výstupu konvertoru C se za planárním transformátorem s vinutími realizovanými na plošném spoji nacházejí vysokofrekvenční usměrňovač VD a výstupní filtr FOUT.

Také zde existuje systém nezbytných zpětných vazeb, které stabilizují výstupní napětí, zajišťují paralelní funkčnost, omezují výstupní proud a zabezpečují různé ochranné funkce, jako je ochrana před zkratem, přepětím, tepelná ochrana apod.

Modul má i speciální vývody pro připojení vnějšího kondenzátoru s velkou kapacitou CIN, viz obr. 1.

Tento kondenzátor může plnit běžné funkce filtračního kondenzátoru, který se obvykle v převodnících AC/DC zapojuje za usměrňovač. Také může být použit CIN s velkou kapacitou a pro takový případ jsou převodníky AC/DC vybaveny funkcí, která je udržuje v provozuschopném stavu při krátkodobých výpadcích a při ztrátě vstupního napětí trvající od desítek ms do zlomků sekundy. Nakonec se díky paralelnímu zapojení vyrovnávacího akumulátoru ke kondenzátoru CIN přemění celý modul v zdroj nepřerušeného elektrického napájení.

V případě, že je zapotřebí modifikovat funkčnost převodníku AC/DC, například kvůli splnění požadavků EN5022 třídy B, je možné připojit vnější modulový filtr, který vyrábí rovněž společnost TESLA ELECTRIC, nebo filtr od jiných výrobců. Doplňkově je možné ke vstupu připojit modul korektoru účiníku apod.

V čem tkví výhoda této konstrukce převodníku AC/DC?

Zakázka na převodník AC/DC se širokým teplotním rozsahem vyžaduje od výrobce užití speciálních technologií a v důsledku toho může cena jednoho kusu vystoupat až k několika tisícům eur a doba dodání se může prodloužit i na několik měsíců.

Přitom při využití modulu série TESAV s pracovním teplotním rozsahem od –60 do +125 °С budete v mnohých případech potřebovat doplnit pouze speciální vysoce spolehlivý vstupní kondenzátor dimenzovaný pro Vámi požadovaný široký teplotní rozsah.

Cena takového modulového řešení bude samozřejmě daleko nižší než výroba na zakázku.

Flexibilní řešení napájení TESLA ELECTRIC 3

Obr. 3

Na obrázku 3 je znázorněn modul TESAV500 pro 500 W (rozměry 110 × 84 × 15 mm) společně se třemi vstupními kondenzátory (externími z důvodu nízkoprofilového provedení) a vstupním filtrem, také naší výroby, s tloušťkou předpokládané konstrukce pro 500 W 16 mm!

Všechny nezbytné charakteristiky najdete na www.teslaelectric-eu.com.

Jak je dále zřejmé z přehledového schématu, můžete také používat vstupní napětí DC. Přitom bude modul při přechodných procesech v systému primárního elektrického napájení chráněn před změnou polarity vstupního napětí a také bude zachována jeho nepřetržitá provozuschopnost. Pracovní rozsahy vstupního napětí: střídavé 25–53 VAC – přípustný rozsah stejnosměrného 36–75 VDC, střídavé 80–140 VAC – přípustný rozsah stejnosměrného 82–198 VDC a střídavé 176–242 VAC – přípustný rozsah stejnosměrného 120–350 VDC. Hodnoty stejnosměrného napětí jsou přizpůsobeny požadavkům typových palubních sítí mobilních objektů provozovaných v náročných podmínkách, v oblasti telekomunikačních systémů, průmyslové výroby, automatiky a zejména železniční dopravy.

www.aeps-group.cz