| Catalog |
On portal is presented:
enterprise 1737, product 12623 |
|
|
| Научно-производственное частное унитарное предприятие "Элатек" |
 | | Name: | Научно-производственное частное унитарное предприятие "Элатек" | | Phone: | +375 17 245-65-03 | | Fax: | +375 29 500-45-25 | | E-mail: | elatek@tut.by | | URL: | www.elatek.by | | Country: | Belarus | | Address: | 220037, Беларусь, г. Минск, ул. Аннаева, 49, офис 130 |
|
Сегодня в мире практически любое электронное оборудование питается от источника постоянного тока. Этим источником может быть или гальванический элемент (аккумулятор), или сетевой источник питания. Необходимые потребителю конкретные значения напряжений и токов могут быть самыми произвольными. Поэтому постоянно возникает потребность в их преобразовании, которое сегодня чаще всего выполняется с помощью специальных импульсных электронных устройств.
Источники питания за годы своего развития прошли путь от больших стоек, использующих электровакуумные лампы и опасные высокие напряжения, к сегодняшним компактным блокам питания, выдающим более низкие и относительно безопасные напряжения постоянного тока. Так как источники питания очень широко используются в электронном оборудовании, то они составляют значительную долю мирового рынка электроники – более 8 миллиардов долларов ежегодно. Кроме того, эта доля возрастает вместе с общим увеличением мирового рынка электроники. Технология преобразователей питания вылилась не только в получение компактных твердотельных устройств, но в основном продвинулась от использования линейных источников питания к современным импульсным источникам питания, которые не только меньше и легче, но также намного эффективнее.
Линейные источники питания используют обычный трансформатор питания 50/60 Гц совместно с выпрямителем, фильтром и линейным стабилизатором. Эти, всё еще широко используемые источники, имеют КПД приблизительно 40..55%. Импульсные источники питания непосредственно выпрямляют и фильтруют напряжение сети переменного тока без использования первичного 50/60 Гц трансформатора. Полученный в результате этого постоянный ток фильтруется и коммутируется мощным ключом, а затем преобразуется высокочастотным трансформатором, и, наконец, выпрямляется и фильтруется снова. Из-за высокой частоты переключения, которая составляет от 20кГц до 1 МГц, трансформатор и конденсаторы фильтров имеют намного меньшие размеры, чем их 50/60 Гц эквиваленты. Импульсные источники имеют КПД - 60..80% и выше.
Сравнение импульсных и линейных источников питания
Хотя линейные источники питания имеют много полезных свойств, таких как простота, низкие выходные пульсации и шум, превосходные значения нестабильности по напряжению и току и быстрое время восстановления, главным их недостатком является невысокая эффективность (КПД). Импульсные источники питания становятся популярными из-за высоких эффективности и удельной мощности. В таблице сравниваются некоторые из основных особенностей линейных и импульсных источников питания. Нестабильность по напряжению и току обычно лучше у линейных источников питания, иногда на порядок величины, но в импульсных источниках питания часто используются линейные выходные стабилизаторы, улучшающие стабильность выходного напряжения.
Пиковые значения выходных пульсаций импульсных источников питания находятся в диапазоне 25..100мВ, что значительно больше, чем у линейных источников питания. Необходимо заметить, что для импульсных источников питания значения пульсаций выходного напряжения нормируются от пика до пика, в то время как для линейных источников - в среднеквадратичных значениях. Импульсные источники питания имеют также большую длительность переходных процессов, чем линейные, и значительно большее время удержания, что является очень важным в компьютерных применениях.
Наконец, импульсные источники питания имеют более широкий диапазон входных напряжений. Диапазон выходных напряжений линейных источников питания обычно не превышает 10% от номинального значения, что оказывает прямое влияние на КПД.
Сравнение импульсных и линейных источников питания
Параметр
Линейные
Импульсные
Нестабильность по входному напряжению
0,02…0,05%
0,05…0,1%
Нестабильность по току нагрузки
0,02…0,1%
0,1…1,0%
Выходные пульсации
0,5…2мВ
25…100мВ
Диапазон входных напряжений
10%
20%
КПД
40…55%
60…80%
Средняя удельная мощность
30Вт ⁄ Дм
140Вт ⁄ Дм
Время восстановления
50мкс
300мкс
Время удержания
2мс
32мс
У импульсных источников питания влияние на КПД диапазона входного напряжения очень незначительное или вообще отсутствует, а диапазон входных напряжений 20%, обычно выбираемый пользователем, дает возможность работать при сильных изменениях напряжения сети.
Рис.2. Форма пульсаций выходного напряжения импульсного ИП
Последние достижения в построении ИП
Одной из главных тенденций развития источников питания является увеличение удельной мощности (выходная мощность единицы объема источника). Удельная мощность источника питания, выполненного на линейных компонентах, достигает 30 Вт ⁄ дм3. К середине 80-х годов, благодаря использованию импульсных технологий, это значение удалось поднять до 180 Вт ⁄ дм3, а удельная мощность более поздних изделий достигает 1000 Вт ⁄ дм3. Удельная мощность изделий, выполненных по новейшим технологиям, достигает 2300 Вт ⁄ дм3. Эти впечатляющие достижения были достигнуты при помощи комбинации различных методов:
Повышение частоты переключения, позволяющее уменьшить размеры элементов, сохраняющих энергию, типа катушек индуктивности и конденсаторов. Размеры трансформаторов и фильтров также уменьшаются с увеличением частоты переключения.
Использование технологии поверхностного монтажа и современных материалов подложек типа толстых пленок, керамических гибридных материалов и IMS (изолированных металлических подложек). Компоненты, предназначенные для технологии поверхностного монтажа, значительно меньше по размерам, чем их варианты для монтажа в отверстия. Использование новых типов подложек решает проблемы отвода тепла от источников высокой температуры.
Улучшение качества компонентов, например, использование конденсаторов, имеющих лучшие значения удельной емкости, использование в качестве ключей полевых транзисторов вместо биполярных и использование новейших ферритовых материалов, подходящих для работы на высоких частотах.
Использование более высоких частот переключения предполагает некоторые проблемы. Они связаны с паразитными элементами схемы и другими явлениями, которые становятся более заметными при увеличении частоты переключения.
Также ключевым аспектом при разработке и производстве современных источников питания является применение технологии корректировки коэффициента мощности (ККМ-PFC). Это связано с необходимостью соблюдения правил мировых положений по максимуму коэффициента нелинейных (гармонических) искажений (КНИ) для устройств с питанием от сети. После принятия стандартов, таких как китайский “3Cs” (China Compulsory Sertifikate – китайский обязательный сертификат), европейский, японский и американские стандарты института IEEE, корректировка коэффициента мощности стала обязательным условием при изготовлении изделий, предназначенных для продажи и использования во всем мире. ККМ предоставляет ряд преимуществ как производителю, так и конечному потребителю. Например, при питании устройств, оснащенных электродвигателем, увеличение коэффициента мощности позволяет получить более мощные системы питания без возрастания ограничений пикового тока. В то же время, каскад ККМ генерирует очень стабильное постоянное напряжение на шине, и необходимость в защите от всплесков компонентов исключается, что позволяет использовать более рентабельные и низковольтные компоненты в последующих за ККМ каскадах.
Так как страны СНГ постепенно переходят на международные стандарты (МЭК), то в ближайшей перспективе реализация систем питания без ККМ-PFC будет невозможна.
Таким образом, потребитель при выборе из богатого разнообразия источников питания на рынке должен руководствоваться следующим:
При выборе мощного ИП между линейным и импульсным, естественно, нужно останавливаться на импульсном ИП с обязательным линейным стабилизатором на выходе. Такие приборы имеют характеристики по нестабильностям и пульсациям не хуже линейных аналогов, а цена данных ИП на треть ниже, не говоря уже о массе и габаритах.
Если ИП будет питать удаленную динамически меняющуюся нагрузку, то необходимо иметь в ИП вынесенные обратные связи, иначе питание нагрузки с клемм на передней панели будет некорректным и может привести к выходу из строя питаемого устройства. Например, при сопротивлении питающих проводов даже 0,03 Ом (а это 1м провода) при токе 10А падение на проводах составит 3В, которые нужно добавить в устанавливаемое значение напряжения, т.е. если питается нагрузка 5В, то нужно установить 8В при токе 10А, а если нагрузка динамически изменяется на 100мА, то питание подскочит до 8В и не каждое устройство выдержит перенапряжение больше 50%. Вынесенные обратные связи позволяют автоматически отслеживать изменение нагрузки, и если для питания необходимо 5В, то на приборе и вводится 5В. Единственное неудобство — это четырехпроводная схема подключения нагрузки (силовой провод на + вместе с тонким проводом обратной связи и аналогично на – ).
Если нужен мощный ИП (200Вт и выше), то в нем должен быть PFC-корректор мощности, иначе неизбежны искажения в сети при пиковых бросках тока. В мире такие устройства не сертифицируются.
В ИП должен быть встроенный измеритель напряжения и тока с погрешностью не более 1%, позволяющий обходиться без дополнительных измерительных приборов, тестеров и т.д., тем более, что он, как правило, не стоит дополнительных денег покупателю.
Если предполагается использование прибора в удаленном управлении от ПЭВМ, то с прибором должно быть и полное программное обеспечение. Иначе наличие всевозможных разъемов ДУ, RS-232, IEEE , USB и т.д. с перечнем команд в коде в инструкции приводит к тому, что пользователю придется самому писать драйвер управления и программу управления, что не для всех возможно.
И последний пункт — это цена изделия. Естественно, если в приборе нет ничего из описанного выше, то и цена на него должна быть ниже. А если цена “навороченного” прибора будет сопоставима с ценой “голого”, то вряд ли найдется потребитель, который откажется от более “навороченного”, даже если на данный момент все опции ему и не нужны. Ведь прибор покупается не на один день.
Наше предприятие разрабатывает, производит и реализует мощные ИП (Б5-80М, Б5-80 ⁄ 1М — выходная мощность 360Вт) с PFC-корректором и ИП средней мощности (Б5-80, Б5-80 ⁄ 1 — выходная мощность 160Вт) без корректора. Во всех приборах есть опции, описанные выше, а цены на наши приборы не выше аналогов, этих опций не имеющих. При этом оптовым покупателям и дилерам предлагается широкий спектр скидок.
Предприятие “ЭЛАТЕК” было создано в 1994 г. Основным видом деятельности была разработка диагностического стендового оборудования для ремонта электронных модулей (ТЭЗ) и тест-программ для тестирования и ремонта этих модулей. Нами была разработана и внедрена на предприятиях электросвязи серия стендов под именем “КАРАТ”. В настоящее время последней моделью является шестая модификация стенда “КАРАТ-М”.
С 2005 г. для стенда "КАРАТ–M" были разработаны и запущены в производство программно-управляемые (USB) источники питания средней мощности 40В 4А и 80В 2А. Эти приборы послужили в дальнейшем прототипом для серии Б5-80 и Б5-80 ⁄ 1, которые были сертифицированы, занесены в Госреестры РБ и РФ как средства измерения.
С 2007 г. было произведено около 200 приборов этой серии, которые с успехом эксплуатируются на таких предприятиях, как ОАО “ЭТАЛОН”, ООО “СПЕЦПРИБОРСЕРВИС”, ООО “СВЯЗЬИНФОРМСЕРВИС”, ОАО “ГИПРОСВЯЗЬ”, ОАО “ПРОМСВЯЗЬ”, ОАО “СВЯЗЬИНВЕСТ”, УП “БелГИМ”, различных филиалах ОАО “БЕЛТЕЛЕКОМ”.
В конце 2009 г. ИП были модифицированы в более мощные приборы Б5-80М (40В 10А) и Б5-80/1М (80В 5А).
Продукция компании
1. Автоматическая электронная система тестов КАРАТ–М
|
|
|
