12. Az elektronikus berendezések tápfeszültség ellátása



Hasonló dokumentumok
Irányítástechnika Elıadás. Félvezetıs logikai áramkörök. Irodalom

Elektronika Előadás. Teljesítmény-erősítők

Szabályozatlan tápegységek

TRANZISZTOROS KAPCSOLÁSOK KÉZI SZÁMÍTÁSA

3. Térvezérlésű tranzisztorok

Mérési útmutató Periodikus jelek vizsgálata, egyfázisú egyenirányító kapcsolások Az Elektrotechnika tárgy 5. sz. laboratóriumi gyakorlatához

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Mérési útmutató Periodikus, nem szinusz alakú jelek értékelése, félvezetős egyenirányítók

A stabil üzemű berendezések tápfeszültségét a hálózati feszültségből a hálózati tápegység állítja elő (1.ábra).

Tantárgy: TELJESÍTMÉNYELEKTRONIKA Tanár: Dr. Burány Nándor Tanársegéd: Mr. Divéki Szabolcs 3. FEJEZET

Mintavételező és tartó áramkörök

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Egyszerű áramkörök vizsgálata

Egységes jelátalakítók

Autóipari beágyazott rendszerek. Fedélzeti elektromos rendszer

A mérés célja: Példák a műveleti erősítők lineáris üzemben történő felhasználására, az előadásokon elhangzottak alkalmazása a gyakorlatban.

Hőszivattyú. Zöldparázs Kft

Bevezetés a lágy számítás módszereibe

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Szójegyzék/műszaki lexikon

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Transzformátor vizsgálata

MULTI SENTRY. ONLINE kettőskonverziós (VFI SS 111) technológia. ECONOMY üzemmód. Felhasználási területek. Nulla táphálózati visszahatás.

ELLENÁLLÁSOK PÁRHUZAMOS KAPCSOLÁSA, KIRCHHOFF I. TÖRVÉNYE, A CSOMÓPONTI TÖRVÉNY ELLENÁLLÁSOK PÁRHUZAMOS KAPCSOLÁSA. 1. ábra

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Használható segédeszköz: szabványok, táblázatok, gépkönyvek, számológép

tetszőleges időpillanatban értelmezhető végtelen sok időpont értéke egy véges tartományban bármilyen értéket felvehet végtelen sok érték

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Hőszivattyúk Makk Árpád Viessmann Akadémia. Viessmann Werke Hőszivattyúk. Chart 1

20 kva 60 kva UPS PÁRHUZAMOS REDUNDÁNS RENDSZER HASZNÁLATI UTASÍTÁSA

Vezérlés és irányítástechnológia (Mikroprocesszoros irányítás)

Napenergia hasznosítási lehetőségek összehasonlító elemzése. Mayer Martin János Dr. Dán András

I M P U L Z U S T E C H N I K A

3 Tápegységek. 3.1 Lineáris tápegységek Felépítés

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Az oszcillátor olyan áramkör, amely periodikus (az analóg elektronikában általában szinuszos) jelet állít elő.

Áramlástechnikai gépek soros és párhuzamos üzeme, grafikus és numerikus megoldási módszerek (13. fejezet)

A csatlakozó és fogyasztói vezetékek kialakításának törvényi háttere

11 kw/715 1/min. 160 kw/ /min. Dr. Emőd István. Zöllner B-220 tip. örvényáramú fékpad 3-fázisú indítómotorral

5. Aszimmetrikus és szimmetrikus erősítők

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Z Á G A N U D

Az első lépések. A Start menüből válasszuk ki a Minden program parancsot. A megjelenő listában kattintsunk rá az indítandó program nevére.

Klórérzékelı vezérlı elektronika

Kapcsolóüzemű tápegységek és visszahatásaik a hálózatra

6. SZÁMÚ FÜGGELÉK: AZ E.ON ENERGIASZOLGÁLTATÓ KFT. ÁLTAL E.ON KLUB KATEGÓRIÁBA SOROLT ÜGYFELEKNEK NYÚJTOTT ÁRAK, SZOLGÁLTATÁSOK

UPS Műszaki Adatlap S-5300X kva

ANALÓG ÉS DIGITÁLIS TECHNIKA I

300 W PROGRAMOZHATÓ ELEKTRONIKUS TERHELÉS

Billenőkörök. Mindezeket összefoglalva a bistabil multivibrátor az alábbi igazságtáblázattal jellemezhető: nem megen

Útszelepek Elektromos működtetés Sorozat SV09. Katalógus füzetek

A rendszerbe foglalt reléprogram, 1954 óta. Szilárdtest relék optocsatolóval, bekapcsolás a feszültség nullátmeneténél vagy nem szinkronizált módon

Felhasználás. Készülék jellemzők. Kalibra59

Budapesti Muszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Közlekedésmérnöki Kar, Közlekedésautomatikai Tanszék Elektrotechnika 3. félév

Elektrotechnika-tételek 3. félév (Elektrotechnika I.) 1. Villamos er tér összefüggései általánosan, pontszer töltésekre, síkkondenzátorra.

DT1100 xx xx. Galvanikus leválasztó / tápegység. Kezelési útmutató

Károlyi Benedek: Áramforrások a számítástechnikában

M4.1. KISFESZÜLTSÉGŰ ÁRAMVÁLTÓ MŰSZAKI SPECIFIKÁCIÓ:

Kondenzátorvédelmi funkció feszültségváltós kettős csillagkapcsolású telepre

Az aktiválódásoknak azonban itt még nincs vége, ugyanis az aktiválódások 30 évenként ismétlődnek!

5 Egyéb alkalmazások. 5.1 Akkumulátorok töltése és kivizsgálása Akkumulátor típusok

Villanyszerelő 4 Villanyszerelő 4

Mágneses szuszceptibilitás vizsgálata


[MECHANIKA- HAJLÍTÁS]

Árverés kezelés ECP WEBSHOP BEÉPÜLŐ MODUL ÁRVERÉS KEZELŐ KIEGÉSZÍTÉS. v ECP WEBSHOP V1.8 WEBÁRUHÁZ MODULHOZ

higanytartalom kadmium ólom

Fúvókás sugárbefúvó cső DSA-RR

ÍRÁSBELI FELADAT MEGOLDÁSA

Elektromechanika. 3. mérés. Háromfázisú transzformátor

Használható segédeszköz: szabványok, táblázatok, gépkönyvek, számológép

Az NHB Növekedési Hitel Bank Zrt. tájékoztatója a lakossági kölcsönök feltételeiről Érvényes: május 01-től május 31-ig

TYP UTR Elektronikus Hőmérsékletszabályozó UFS-2 Kezelési utasítás

Előgyergyártott konzolos és konzolos támfalas közlekedési vasbeton elemcsaládok a kerékpáros és gyalogos közlekedési területek növelésére

Rádiós diszpécser rendszerek rövid ismertetője

higanytartalom kadmium ólom

Áramlás- és zárószelepek Logikai szelep Logikai szelepek (ÉS / VAGY) Katalógus füzetek

Q (m3/h)

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Rövid idejű csúcsérték +40 C 24 órás középérték +35 C Legalacsonyabb érték -5 C Normál klíma igénybevétele

A TŰZVÉDELMI TERVEZÉS FOLYAMATA. Dr. Takács Lajos Gábor okl. építészmérnök BME Építészmérnöki Kar Épületszerkezettani Tanszék

HWDEV-02A GSM TERMOSZTÁT

Fázisjavítás. Budapesti Műszaki és. Villamos Energetika Tanszék

8.1 Az UPS bekapcsolása A bekapcsolás sorrendje Akkumulátorról indítás... 18

A tételekhez segédeszköz nem használható.

MSZ EN MSZ EN

Digitális technika (VIMIAA01) Laboratórium 1

DIGITÁLIS TECHNIKA 7. Előadó: Dr. Oniga István

PCM vezérlés CFR micro hővisszanyerőkhöz, UHP légkezelőkhöz, FBE ventilátorokhoz

Telekommunikáció Mészáros István Kábelmenedzsment

HÁROMPONT-KAPCSOLÁSÚ OSZCILLÁTOROK

VHR-23 Regisztráló műszer Felhasználói leírás

Típus Egyes Dupla Egyes+LED jelzőfény

Termékismertető. Videoelosztó, négyszeres FVY TCS TürControlSysteme AG Geschwister-Scholl-Str. 7 D Genthin

AZ ALPHA2 a legutolsó és a leginnovatívabb tagja a Grunfos magas minőségű keringető szivattyú családjának.

Véleményezési határidő: november 26. Véleményezési cím:

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Kereskedelmi, háztartási és vendéglátóipari gépszerelő Kereskedelmi, háztartási és vendéglátóipari gépszerelő

Átírás:

1 12. Az elektronikus berendezések tápfeszültség ellátása Az elektronikus készülékek egyenfeszültségű táplálást igényelnek. A hordozható készülékeknél ez akkumulátorral vagy sorba kötött elemekkel oldható meg. A helyhez kötött készülékeknél ezt a feszültséget az egyfázisú, 220V/50Hz-es hálózatból a stabilizált tápegységek állítják elő. Igénytelenebb feladatoknál elegendő a stabilizálatlan tápfeszültség (pl. akkumulátortöltők). Igényesebb feladatoknál az egyenfeszültséget még stabilizálni is szükséges. (pl. számítógépnél)

2 12.1 Stabilizálatlan tápegység Mint ismeretes, a tápegység egy egyfázisú transzformátorból, egy diódás egyenirányító hídból (Graetz-kapcsolás), és egy szűrőkondenzátorból (elektrolit kondenzátor) áll. 12.2. Stabilizált tápegységek A stabilizált tápegység az alábbi hatásokat csökkenti vagy küszöböli ki: - a bemeneti (egyen- vagy hálózati) feszültségek ingadozásait; - a terhelőáram (fogyasztói áram) változásait; - a referenciafeszültség és a szabályozó áramkör hőmérsékletfüggését; - a búgófeszültség elnyomása; - a terhelésváltozásokból eredő tranzienseket. A stabilizált tápegység jellemző mutatói: a.) a bemeneti feszültség ingadozásának hatása a kimenti feszültségre: Uki ki Su = U Ube Ube b.) a terhelőáram változásának hatása a kimeneti feszültségre: Uki ki St = U It It c.) a hőmérsékletváltozás hatása a kimeneti feszültségre: Uki ki S θ = U θ θ

3 d.) a tápegység tranziens viselkedése a terhelőáram változásra: Egyéb szolgáltatások: - galvanikus elválasztás; - a kimeneti feszültség változtathatósága; - túláramvédelem. Stabilizált tápegységek csoportosítása Stabilizált tápegységek Zéner diódás stabilizálás Analóg disszipatív (áteresztô tranzisztoros) Kapcsolóüzemû 12.2.1 Zéner- diódás stabilizálás A legegyszerűbb stabilizáló áramkör. A bementi feszültség ingadozásának és a terhelőáram változásának hatását stabilizálja. Ez a stabilizálás csak kis teljesítményű fogyasztók esetén használható. A képen különböző teljesítményű zénerdiódák láthatók.

4 A zénerdióda egy speciális kétrétegű félvezető, amelyet stabilizálás céljára mindig a kimenettel párhuzamosan és záróirányban helyezkedik el. A diódát mindig kiegészíti egy R s soros ellenállás, amellyel a dióda egy nemlineáris feszültségosztót képez. Mint az az alábbi karakterisztikán látható, a zénerdióda azon a szakaszon dolgozik, ahol az egyenirányító diódáknak tilos dolgozniuk. ahol: U Z R = 1 S = ctgα és I Z1 r Z = U I Z Z Az alábbi összefüggések írhatók fel:

5 S u Uki Uki Ube rz Ube rz = = Ube Uki rz + Rs Uki R, mert a gyakorlatban az Rs >> r feltétel mindig teljesül, s z Ube és ebből eredően: R = R xr ki s z r z Gyakorlati méretezési támpontok: Uki Uz Ube 1.4 Uz Ube 30% Ube Izmin 01Iz P I Dmax. max zmaxu z 12.2.2 Analóg disszipatív (áteresztő tranzisztoros) stabilizálás Nagyobb teljesítmény (terhelőáram) igény esetén használatos. A kapcsolás egy szabályozókört alkot, amelynek blokkvázlata: Egy egyszerűbb kapcsolás látható az alábbi ábrán, amelynél hiányzik az előszabályozó és az áramkorlátozó fokozat.

6 A beavatkozó elem egy tranzisztor, a szabályozó fokozat műveleti erősítővel készült. Az áteresztő tranzisztoros stabilizátorok referencia feszültségét is zénerdiódás osztóval állítják elő. Tehát ennek a stabilizátor családnak is ettől függ a stabilitása. Az alábbi ábrán a T 3 fokozatra kapcsolt, zénerdiódával előállított referencia feszültség kerül összehasonlításra a kimenőjelből leosztott valóságos feszültséggel T 2 fokozat. A hibajel vezérli a T 1 nagyáramú tranzisztort, amely beavatkozó elemként működik. T 4 szerepe az előszabályozás, amely tehermentesíti a szabályozókört a nagyobb bementi feszültség ingadozásoktól. Amennyiben a névlegesnél nagyobb áram folyna át R f zárlatérzékelő ellenálláson, akkor az addig zárt T 5 fokozat megnyit és T 1 tranzisztort teljes zárásba vezérli. Ezzel a legkorszerűbb, visszahajló karakterisztikájú zárlatvédő kapcsolást valósítja meg. A zárlati karakterisztikák lehetséges esetei láthatók az alábbi diagrammon: Ahol: a.) változó áramhatárú egyszerű áramkorlátozás (variable current limiting) b.) korlátozás állandó áramra (constant-current limiting) c.) visszahajló áramhatárolás (outback current limiting): ha a zárlati áram I c max értéket eléri, a kimeneti feszültség nullára esik le, ezzel együtt az áram egy minimális értékűre csökken. Az áteresztő tranzisztoros stabilizátorokat integrált áramkörös kivitelben is készítik fix feszültség értékekre. I s

7 Egy 5V/1A-es IC bekötése látható az alábbi ábrán: Az integrált áramkörös stabilizátorok igen jó paraméterekkel rendelkeznek, alkalmazásuk igen egyszerű, de a kivehető terhelőáram értéke max. 1A, ami sok esetben kevés. Ennek növelésére teljesítmény tranzisztorral hidalják át az integrált áramkört, amely a többlet áramnak kerülő utat biztosít. Példánkban az így megerősített stabilizátor kimenete 5V/5A lesz.

8 12.2.3 Kapcsolóüzemű tápegységek A kapcsolóüzemű tápegység szabályozott kimeneti feszültségű AC-DC inverter (Switchedmode Power Supply), amely a szabályozatlan, nyers váltakozó feszültségből szabályozott kimenti egyenfeszültséget állít elő kapcsoló üzemmódban. Kapcsolóüzemű tápegységek csoportosítása Kapcsolóüzemû tápegységek szekunder oldali primér oldali feszültség csökkentõ feszültség növelõ polaritásváltó külsõgerjesztésû ömgerjesztésû A stabilizálás elve: A K kapcsoló amely rendszerint tirisztor - végzi az egyenirányított, de még nem stabil egyenfeszültség szaggatását. A szaggatás frekvenciája 50 khz körüli. A hibajel képző műveleti erősítő összehasonlítja a kimeneti feszültséget a referencia feszültséggel. Az előjeles hibafeszültség az impulzus szélesség szabályozóra jut, amely úgy változtatja az impulzusok szélességét, hogy azokból képzett átlag a kívánt, stabil kimeneti feszültség legyen. A átlagolást az LC tagokból felépülő szűrő végzi.

9 Az alábbi idődiagramon U U ezért t be1 > be2 k1 tk 2 < így U mindkét esetben azonos: ki Szekunderoldali kapcsoló tápegység blokkvázlata A kapcsolás transzformátorral kezdődik, amely galvanikusan elválasztja az egész stabilizáló elektronikát a hálózattól. A teljesítménykapcsoló a szekunder oldalon van. Primer oldali kapcsolóüzemű tápegység blokkvázlata A teljesítménykapcsoló a primer (hálózati) oldalon van, de a szabályozó a szekunder oldalon. Így a visszacsatoló ágban egy újabb elválasztás szükséges.

10 A kapcsolóüzemű tápegységek jellemzői: Jobb a hatásfokuk, mint az analóg tápegységeké. A kimenti feszültségük nagyobb lehet a bemeneti feszültségnél. Kisebb a súly/teljesítmény hányadosuk. A magas kapcsolási frekvencia zavarhatja a táplált áramköröket, de visszahathat a hálózatra is, ezért gondos szűrést igényel. A vezérlés bonyolultabb és így drágább, mint az analóg tápegység. 12.2.4 A szünetmentes tápegységek A szünetmentes tápegységeket az alábbi feladatokra alkalmazzák: hosszabb-rövidebb idejű hálózat-kimaradások áthidalására; hálózathibák (pl. feszültség csökkenés, növekedés) kiküszöbölésére; hálózat felől érkező zavarok kiszűrésére, Stabil, zavarmentes kimeneti feszültség és frekvencia biztosítására A szünetmentes tápegységeket gyakran nevezik az angol elnevezésük rövidítése alapján UPS-eknek (Uninterruptible Power Supply). Egyetlen számítógép ellátása szünetmentes tápegységgel egyszerű feladat. Nem igényel semmilyen felmérést, tervezést. Az erre alkalmas kis teljesítményű UPS-ek bármely számítástechnikai üzletben beszerezhetőek. Számítógépes hálózatok, épületek, ipari alkalmazások, stb. ellátása esetén már körültekintőbben kell eljárni a megfelelő UPS kiválasztásánál. Egy alulméretezett szünetmentes tápegység semmit sem ér, olyan mintha ott sem lenne, a túlzott túlméretezés pedig többletköltséget von maga után. Az UPS kiválasztásakor különös figyelmet kell fordítani a szünetmentes tápegységek katalógusban szereplő teljesítmény és áthidalási idő adataira. Off-line UPS Ez a legegyszerűbb szünetmentes tápegység működési mód. A legkisebb kategóriában szinte mindegyik UPS ez alapján működik. Jellemző teljesítménytartomány: 200VA-3000VA. Működési elv a következő:

11 Amíg a hálózat a megengedett határokon belül van (ez általában +/-10%) a fogyasztók közvetlenül a hálózatról kapják a táplálást, az akkumulátor csepptöltésen van. Ebben az esetben a hálózat felől érkező zavarok, feszültségletörések, tranziensek, stb. ellen semmi sem védi a fogyasztókat. Hálózathiba esetén az inverter elindul és a kimeneten lévő általában elektromechanikus kapcsoló átkapcsolja a fogyasztót az inverter kimenetére. Természetesen a hálózathiba detektálása, és az átkapcsolás nem nulla idő alatt megy végbe. Az átkapcsolás jellemző ideje 4-20 ms között van, tehát nem haladja meg az egy periódust. Ez természetesen a fogyasztóknál (pl. számítógépek) nem jelent problémát. Egyszeres (DELTA) konverziós UPS Az ilyen elven működő szünetmentes tápegységeket nevezik még "DELTA" konverziós UPS-eknek is. Ez a technika mára elavult, az 1970-es években élvezett fénykora után napjainkban (már a kilencvenes évek elejétől) minden vezető UPS gyártó abbahagyta a gyártását, és áttért a kettős konverziós szünetmentes tápegységek gyártására. A működése a következő: Normál működési feltételek esetén a fogyasztók a hálózatról egy soros impedancián és a statikus kapcsolón keresztül kapják az energia ellátást. A kimeneti feszültség stabilitását az inverter biztosítja. Mivel a kimenet és a bemenet galvanikus csatolásban van egymással, így a kimeneti frekvencia stabilitása megegyezik a hálózatéval. Amennyiben követelmény a nagyobb frekvencia pontosság, akkor rendelkezésre álló hálózat mellett is akkumulátorról fog üzemelni a berendezés, ha a hálózati frekvencia eltér a megengedett értékhatártól. Kettős konverziós On-line szünetmentes tápegység Ez a működési mód nyújtja a felhasználónak a legnagyobb védelmet a hálózati hibákkal szemben. Működése a következő:

12 On-line UPS normál működés esetén: A betápláló hálózatot egyenirányítják, majd az egyenfeszültséget újra váltakozó feszültséggé alakítják (ezért nevezik ezt az UPS-t kétszeres konverziós On-line UPS-nek). A közbenső egyenfeszültségre csatlakozik az akkumulátor telep. A bemenet és a kimenet egymástól galvanikusan el van választva! Hálózathiba, vagy teljes hálózat-kimaradás esetén az inverter az akkumulátortelepből kapja tovább az energiát. Látható, hogy a fogyasztói oldal felől nem érzékelhető hogy az invertert az egyenirányító, vagy az akkumulátor táplálja. Tehát a kimenetre a bemenet felől semmilyen zavaró hatás nem kerülhet át. A kimeneti feszültség és frekvencia mindig stabil, függetlenül a betápláló hálózat állapotától, és a terheléstől. On-line UPS hálózat-kimaradás esetén: Amennyiben az inverter meghibásodna, vagy túlterhelés keletkezik a kimeneten, abban az esetben a statikus kapcsoló megszakításmentesen(!) kapcsolja át a fogyasztókat az inverterről. Ebben az esetben természetesen mindenféle védelem megszűnik, de amíg a hálózat rendelkezésre áll a fogyasztók továbbra is kapnak energiaellátást. A legkorszerűbb technikai alkalmazások révén ezek a szünetmentes tápegységek mind névleges terhelésen, mind relatíve kis terhelésen is kiváló hatásfokot biztosítanak, a külső körülményektől függetlenül. Ez a működési mód a teljes teljesítménytartományban rendelkezésre áll. (1000VA- 1000kVA!).