Электронный математический и
медико-биологический журнал. - Т. 15. -
Вып. 1. - 2016. - URL:
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/TITL.HTM
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-49-html/TITL-49.htm
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-49-html/cont.htm
УДК 621.314.626
УСТРОЙСТВО КОРРЕКЦИИ
КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ
© 2016 г. Римарев И. В., Купреев Т. А., Кокорев Д. К.
В работе представлена разработка устройства коррекции коэффициента
мощности на основе специальной микросхемы, его принципиальная схема, принцип
работы и печатная плата.
Ключевые слова: устройство коррекции, коэффициент мощности, IR1155S.
Современные импульсные
источники питания с сетевым выпрямителем и емкостным фильтром, распространенные
повсеместно, потребляют ток импульсно, что приводит к искажениям форм сетевого
напряжения и к появлению гармонических составляющих, так же происходит снижение
коэффициента мощности (КМ), который численно равен отношению
активной и полной мощностей.
Впоследствии растет по
сравнению с необходимым для передачи заданной мощности ток в проводах. С ним
растут бесполезные потери энергии в этих проводах и распределительной аппаратуре.
В настоящее время
действует гост ГОСТ 30804.3.3-2013, согласно которому
ток, потребляемый от сети, не должен содержать постоянной составляющей и четных
гармоник.
Выполнить данные
требования проще всего с помощью дополнительного сетевого фильтра, однако из-за
низких частот подавляемых помех габариты, вес и стоимость фильтра становятся внушительными.
Близкое к точному совпадение формы потребляемого тока
с формой приложенного напряжения можно добиться с помощью высокочастотного
преобразователя напряжения. Такой фильтр назван корректором коэффициента
мощности (ККМ).
Идеальным значением КМ считается – 1, 0.95 – хороший показатель и все что менее
0.8 – плохой. Типовые значения для большинства источников питания компьютерного
оборудования с выпрямителем и конденсаторным фильтром составляет менее 0.85.
Основные технические
характеристики разрабатываемого ККМ:
• Входное переменное напряжение 187…242В
• Максимальная мощность нагрузки 1,2кВт
• Выходное постоянное напряжение 400В
• Амплитуда пульсаций выходного напряжения
не более 5%
• Коэффициент мощности не менее 0,95
Рисунок 1 –
принципиальная схема ККМ
На рисунке 1
представлена схема разрабатываемого устройства на основе специализированной
микросхемы IR1155S.
Принцип работы
устройства основан на повышающем преобразователе с накоплением энергии в
индуктивности L4.
Дросселя L1-L3 вместе
с конденсаторами C6, C7, C10, C13, C14 образуют входной фильтр по току (помеха
со стороны устройства) и по напряжению (помеха со стороны сети). Варистор RU1 – защита от перенапряжения.
Терморезистор RK1 ограничивает импульс тока при включении. Высокоомный
резистор R4 и конденсатор С8 – защита от электростатики.
Сетевое напряжение
выпрямляется на диодном мосте VD4, конденсаторы
С1 и С2, расположенные в непосредственной
близости, сглаживают напряжение после моста.
При подаче питания на
плату включается в работу микросхема DA1, которая управляет транзистором VT2. В открытом состоянии
энергия протекает через дроссель L4 и накапливается в нем. Когда транзистор
заперт на стоке возникает импульсное напряжение, которое выпрямляется диодом VD3.
Облегчить работу ключевого транзистора позволяет VT1 и цепочка R10, R11 и C15,
расположенная параллельно.
Обратная связь по
напряжению поступает с резисторов R12-14 на вывод VTB.
На вход OVP через
резисторы R15-17 поступает выходное напряжение ККМ и если оно превысит значение
6.5В пропадают управляющие импульсы на затворе VT2.
Резистор R6
представляет собой датчик тока, состоящий из 10 резисторов номиналом 0.33 Ом,
расположенных параллельно.
Рисунок 2 – печатная
плата устройства
На рисунке 2 представлена
печатная плата устройства.
В ближайшее время, как
только будет изготовлена плата, планируется сборка устройства и проверка
выходных параметров с последующей настройкой и доработкой.
Литература
1. Краснов И. Ю., Черемисин В. Н. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АКТИВНОГО КОРРЕКТОРА КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ И ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЕГО РАБОТЫ// Известия Томского политехнического университета. 2009. Т. 314. № 4.
POWER FACTOR CORRECTION
Rimarev I. V., Kupreev T. A., Kokorev D. K.
The paper presents the development of the power factor correction device , based on a special chip , its circuit diagram ,
working principle and circuit board .
Key words: correction device, the power factor, IR1155S.
Филиал ФГБОУВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ»» в г. Смоленске
Поступила в редакцию 9.02.2016.