3.2 Основные виды и принципы построения систем и источников электропитания электронной аппаратуры

Питание функциональных узлов электронной аппаратуры осуществляется, за исключением особо оговариваемых случаев, постоянными напряжениями стандартного ряда, нормируемого соответствующими ГОСТами. Первичным напряжением служат или переменное напряжение, частоты обычно 50 Гц, или постоянное различных номинальных значений. В подавляющем большинстве случаев для аппаратуры железнодорожного транспорта, в отличие от военной, требуется гальваническая развязка напряжений питания ИМС от первичного напряжения и различных выходных напряжений ИВЭП друг от друга. Это накладывает соответствующие ограничения на построение систем электропитания и структурное построение ИВЭП для питания электронной аппаратуры железнодорожного транспорта.

Упрощенные функциональные схемы систем электропитания для первичного постоянного и переменного напряжений.

Первая схема содержит импульсный стабилизатор постоянного напряжения (ИСН), который стабилизирует первичное постоянное напряжение Е. Преобразование, получение требуемого количества, трансформацию и гальваническую развязку выходных напряжений - друг от друга и от первичного источника Е выполняет нерегулируемый импульсный преобразователь постоянного напряжения (ИПН). Подобная структурная схема используется при питании некоторых типов бортовых радиостанций, где постоянное напряжение Е является напряжением цепей управления локомотивов, электропоездов или дрезин. В последних разработках ИВЭП наиболее часто применяются регулируемые преобразователи (РИПН), совмещающие в себе функции стабилизации выходных напряжений и гальванической развязки. Наличие переменного первичного напряжения требует введения в ИВЭП выпрямителя и сглаживающего фильтра. Однако здесь, как и в предыдущих схемах требуется наличие импульсного преобразователя постоянного напряжения, выполняющего аналогичные функции. Здесь может быть применен нерегулируемый преобразователь НИПН с использованием ИСН. Обобщающий анализ приведенных схем показывает, что импульсный преобразователь постоянного напряжения является непременным функциональным узлом практически всех современных высокочастотных ИВЭП. Это определяет определенную идентичность схемотехнического построения ИВЭП с питанием от сетей переменного и постоянного напряжений. Отличие ИВЭП с питанием от переменного напряжения заключается в наличии высокого постоянного напряжения на выходе сглаживающего фильтра (СФ) для схем с первичным напряжением 220 или 380 В. Практически, для напряжения 220 В оно может достигать 311 В и определяется нагрузкой и параметрами СФ. Структура источника электропитания с первичным переменным напряжением и высокочастотным ИПН применяется практически во всех современных компьютерах и бытовых электронных приборах. В современной научно-технической литературе по силовой электронике такие ИВЭП называются бестрансформаторным.

Традиционная схема системы энергоснабжения устройств автоблокировки. Здесь напряжение 10 (или 6) кВ продольной линии энергоснабжения при помощи трансформатора TV снижается до напряжения 220 (230) В и поступает в соответствующий релейный шкаф (РШ) на вход схемы электропитания. Источником первичного напряжения для продольной высоковольтной линии служат или тяговая подстанция ТП (для электрифицированных участков), или автономные комплексные распределительные устройства КРУ (КТП), подключенные к соответствующим ЛЭП или энергосистемам (для участков с автономной тягой). Для организации бесперебойного питания устройств автоблокировки используются две продольные высоковольтные линии с двумя постоянно подключенными трансформаторами TV, а переключение напряжений, потребляемых от той или иной линии, осуществляется в релейном шкафу со стороны низкого напряжения.

Организация энергоснабжения ЭЦ крупной станции. Напряжение от двух фидеров - основного (ОФ) и резервного (РФ) поступает на панели питания ЭЦ, где осуществляется их переключение, распределение и преобразование для получения требуемых постоянных и переменных напряжений