В технических условиях комбинированных блоков питания [15], содержащих выпрямители переменного тока и преобразователи постоянного напряжения, предусмотрена такая характеристика, как коэффициент пульсаций [1, 2, 13 и др.] – отношение амплитуды наиболее резко выраженной гармонической составляющей напряжения или тока на выходе устройства к среднему значению напряжения или тока (рисунок 1).
Рисунок 1. Выходное напряжение блока питания
Uвых – постоянная составляющая выходного напряжения,
Uр-р – размах напряжения пульсаций от минимума до максимума U~вых
Вычисление коэффициента пульсаций про напряжению в этом случае выполняют по формуле (1):
kп = (U~вых / Uвых)100% (1)
В современных выпрямителях, использующих импульсные методы преобразования, форма пульсаций существенно отличается от синусоидальной (рисунок 2).
Рисунок 2 Напряжение на выходе преобразователя напряжения
Если нет необходимости знать коэффициент пульсаций по каждой из гармоник, используют формулу, аналогичную (1), а именно:
(2)
где U0 – номинальное выпрямленное напряжение.
В литературе вычисленный таким образом коэффициент пульсаций иногда называют абсолютным коэффициентом пульсаций и обозначают kабс.
Требование к значению этой характеристики устанавливают исходя из разных соображений, в частности для обеспечения определенных уровней помехоэмиссии, как это сделано в стандарте [1], где установлено три класса пульсации:
Коэффициент пульсации напряжения или тока определяют при испытаниях, используя метод 204, регламентированный в [2].
Для испытаний собирают схему, приведенную на рисунке 3.
Рисунок 3 Схема для определения коэффициента пульсаций
Q1 – сетевой выключатель, Q2 – выключатель нагрузки,
AR – нагрузка, AU – блок питания, PA1 – амперметр, PV1 – подключение осциллографа для измерения коэффициента пульсаций по напряжению, PV2 – то же, по току, PV3 – вольтметр, RI1 – шунт
При проведении испытаний следует учитывать, что уровень пульсаций зависит от точки подключения приборов.
Для иллюстрации на рисунке 4 приведены осциллограммы из публикации [10], показывающие характер изменения напряжений в разных точках блока питания.
Рисунок 4 Осциллограммы выходных напряжений
Верхняя линия на нём соответствует шине +5 В, средняя – +12 В, нижняя – +3,3 В. Для удобства справа наглядно проставлены предельно допустимые значения пульсаций.
В данном блоке питания шина +12 В укладывается в эти значения легко, шина +5 В – с трудом, а шина +3,3 В – не укладывается вообще.
Высокие узкие пики на осциллограмме последнего напряжения говорят нам о том, что блок не справляется с фильтрацией наиболее высокочастотных помех – как правило, это является следствием использования недостаточно хороших электролитических конденсаторов, эффективность работы которых сильно падает с ростом частоты.
Учитывая сказанное, все измерения следует выполнять при подключении приборов к тем зажимам комбинированного блока питания, которые указаны в технических условиях или в руководстве по эксплуатации.
Приведенная на рисунке 3 схема позволяют определить не только коэффициент пульсаций по напряжению, но коэффициент пульсаций по току. В последнем случае осциллограф подключают к зажимам шунта RI1 и измеряют напряжение пульсаций на шунте при включенной выключателем Q2 нагрузке AR.
Значение коэффициента пульсаций для тока вычисляют по формуле:
В документации на комбинированный блок питания может быть предусмотрено определение коэффициента пульсации напряжения в двух режимах – под нагрузкой и (редко) на холостом ходу.
Погрешность определения коэффициентов пульсации принимают равной пределу основной относительной погрешности применяемого осциллографа.
1 Имеет одинаковую силу со стандартом ГОСТ 30372-95.
2 Имеет одинаковую силу со стандартом ГОСТ Р 50397-2011.
watcher
Для непрерывного контроля пульсаций в сети постоянного оперативного тока промышленность выпускает стационарные приборы, например Сириус-2-МПТ-КИ, см. http://www.rza.ru/catalog/ustroystva-dla-sistem-postoyannogo-operativnogo-toka/sirius-2-mpt-ki.php
тарас аплетин
ЭЛЕКТРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА. Лабораторный практикум// [Электронный ресурс], режим доступа: https://etu.ru/assets/files/Faculty-FRT/EPURES.pdf
Комментарий проверяется
Текст комментария будет виден после проверки администратором.