Уважаемые члены государственной аттестационной комиссии Вашему вниманию представляется дипломный проект студента группы 711 Конькова Юрия Викторовича на тему «Источник питания антенной системы АФАР».

При разработке современных радиолокационных станций большое внимание уделяется радиолокационным комплексам на основе активных ФАР. Выбор источника питания для АФАР- сложная задача, при решении которой необходимо учитывать многие требования, порой противоречащие друг другу. Поэтому задача проектирования современного источника питания является, несомненно, актуальной.

Согласно техническому заданию был разработан надежный многоканальный источник питания для антенной системы АФАР. Данный источник удовлетворяет всем заданным техническим требованиям, предъявляемым к радиотехнической аппаратуре.

Источник питания входит в состав бортового радиолокационного комплекса БРЛК и предназначен для решения следующих задач:

- формирования питающих напряжений для ППМ

- для трансляции постоянного напряжения +27В БС на блоки;

- транзита и коммутации внешних и внутренних сигналов устройств бортового радиоэлектронного комплекса;

- обеспечения блокировки отдельных режимов работы БРЛК;

- обеспечения защиты сети БРЛК;

Электропитание блока осуществляется от бортовой сети переменного трехфазного тока напряжением (200⁺⁷_-13) В частотой (400+20) Гц и постоянным напряжением (+27+2,43,0)В БС по ГОСТ 19705-89.

1. Структурная схема бип придставлена на первом плакате

В состав БИП входят следующие устройства и узлы:

• А1 – плата управления (1 шт.);

• А4, А5 – стабилизаторы ±12 В (2шт.);

• А6…А8 – стабилизаторы +96 В/5,5А (3шт.);

• С1…С3 – фильтры-накопители (3 шт.);

• М1, М2 – электровентиляторы 2ДВО-0,7-366 (2 шт.);

• VD1…VD3 – трехфазные выпрямительные мосты фирмы IR 36МТ80 (3 шт.);

• U1 – плата варисторов (1 шт.);

• Z1 – сетевой фильтр (1 ШТ.);

• ХР1 – входной разъем «200 В 400 Гц», «+27 В БС».

• ХР2 – разъем управления БИП (1 шт.);

• XS3, «ЛИС», XS4, «ПРИС» - выходные разъемы (2 шт.).

БИП представляет собой многоканальный преобразователь переменного трехфазного напряжения бортсети 200 В 400 Гц в постоянные напряжения питания ППМ «АФАР»:

+ 96 В/5,5 A (3 канала);

+ 12 В/3 A (6 канала);

– 12 В/1,3 A (6 канала).

Напряжение борт-сети 200 В 400 Гц подается на входной разъем ХР1 «200 В 400 Гц», «+27 В» БС. Далее оно подается на плату варисторов (U1), которая обеспечивает защиту БИП от выбросов напряжения во всех режимах работы . С выхода платы варисторов (U1) напряжение бортсети 200 В 400 Гц подается на сетевой фильтр 13PDF (Z1), который обеспечивает защиту как бортовой сети, так и всех устройств БИП от высокочастотных помех в соответствии с ОСТ В 1 02763-95 и ГОСТ В 25803-91.

Далее напряжение 200 В 400 Гц подается на трехфазные выпрямительные мосты (VD1, VD2, VD3) 36MT80 (IR).

C1…C3 – фильтровые емкости с частичной функцией накопления энергии.

Питание выпрямленным напряжением +300В стабилизатора ±12 В (А4) осуществляется от выпрямителя VD1-C1, а стабилизатора ±12 В (А5) VD3-C3.

Выпрямитель VD2-C2 обеспечивает выпрямленным питающим напряжением +300 В три стабилизатора +96В ( А6,А7,А8).

Управление работой БИП осуществляет плата управления (А1). Она осуществляет включение всех стабилизаторов (А4…А8), независимые отключения каналов в аварийных режимах (КЗ, перегрузка), обеспечивает сопряжение БИП с БЦВМ.

Вентиляторы М1 и М2 служат для охлаждения бортового ИП.

Стабилизаторы ±12 В ЛИС и ПРИС (А4, А5) представляют собой двухканальные (+12 В, –12 В) DC/DC-конверторы. Напряжение с выхода, как +12 В, так и –12 В, дробится на 3 канала, и подаётся на ЛИС и ПРИС поочередно, в зависимости от того какая излучающая система нужна в работе. Устройства контроля параметров предусмотрены для каждого канала (А1…А6).

Стабилизаторы +96 В/5,5 А (А6…А8) также представляют собой DC/DC-конверторы. Напряжение + 96 В с выхода каждого подается на ППМ подаётся одновременно как направую, так и налевую излучающию систему. Узлы контроля выходных параметров предусмотрены как для левой, так и для правой излучающих систем (А1, А2).

2. На втором плакате представлена схема электрическая принципиальная источника питания для антенной системы афар.

На данной схеме подробно изображены входные и выходные разъёмы, также более подробно изображены элементы источника питания и соединения между каждым элементом по средствам шины и проводов. Данная схема полностью соответствует структурной.

3. На следующем плакате представлена схема электрическая принципиальная стабилизатора +12В/3А.

Схема построена на базе модуля питания V300С15М150BL VICOR, (США).

На сегодняшний день для реализации источников питания бортовых РЭС наиболее удовлетворяют модули МАА (AC/DC) отечественного производства ЗАО АЛЕКСАНДЕР ЭЛЕКТРИК ДОН, за исключением нижней границы диапазона рабочих температур (всего лишь минус 50°С при требуемых минус 60°С). Импортных модулей питания с питанием от трехфазной бортсети переменного тока напряжением 200В 400Гц в диапазоне рабочих температур (минус 60 ÷ + 125)°С не существует. Остается лишь, в качестве первичной питающей сети использовать выпрямленное напряжение бортовой трехфазной сети переменного тока 200В 400Гц, т.е. применить модули DC/DC.

В настоящее время изделию vicor нет аналогов. В отличие от большинства приборов других производителей, в конвертерах Vicor реализован метод частотно-импульсной модуляции (ЧИМ), при котором переключение силового транзистора из закрытого состояния в открытое происходит при нулевом значении протекающего через него тока. Схема запатентована компанией Vicor и получила название ZCS (Zero Current Switch Topology). Благодаря использованию резонансной схемы с ЧИМ компании Vicor удалось значительно уменьшить размеры модулей и достичь удельной мощности 7000 Вт/дм3, что в настоящее время является лучшим параметром для серийных DC/DC-конвертеров. Еще одним достоинством резонансной схемы по сравнению с ШИМ является существенное (на 20...40 дБ) снижение уровня шумов и помех. Причем значимые по амплитуде гармоники занимают диапазон частот до 5 МГц, в то время как для ШИМ-преобразователей спектр гармоник простирается до 30...50 МГц из-за крутых фронтов при переключении (см. рис. 3). Кроме этого, в конвертерах Vicor достигнуты отличные показатели стабильности выходного напряжения и реализована возможность его подстройки в широких пределах - от 10 до 110% от номинального значения Uвых.

Эта схема представляет интерес за счет использования схемы контроля напряжения и схемы защиты от КЗ.

4. На плакате представлена схема электрическая принципиальная стабилизатора +96В/ 5,5А.

Для формирования нестандартных выходных напряжений при проектировании унифицированных источников электропитания на базе модулей питания Vicor серии V300 предлагается метод последовательного агрегатирования двух одинаковых модулей питания. Выходное напряжение является суммой выходных напряжений двух модулей. Руководящие технические материалы фирмы Vicor рекомендует лишь параллельное агрегатирование модулей в целях увеличения выходной мощности. Метод последовательного агрегатирования дает возможность формирования любых нестандартных напряжений в диапазоне от 50 В до 117 В. Также эта схема представляет интерес за счет использования схемы контроля напряжения и схемы защиты от КЗ, как и в предыдущем стабилизаторе +12 В.

5,6 плакаты Плата печатная +96 В/5,5 А

Стабилизатор +96В/5,5 А состоит из двух частей: силовой и платы контроля. Они представляют собой независимые платы, что обеспечивает производить регулировку и ремонтопригодность.