Современная электроника №6/2020

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 56 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2020 Подавление радиопомех в бортовых системах электропитания на основе ограничителя выбросов напряжения В статье описывается структура бортовой системы электропитания повышенной надёжности и помехоустойчивости на основе ограничителя выбросов напряжения, исследуются особенности помехоподавления в статическом и динамическом режимах работы, предельные уровни электрических воздействий. Анатолий Миронов (maapwr@rambler.ru) Вопросыэлектромагнитной совмести- мости (ЭМС) радиоэлектроннойаппара- туры(РЭА) стоят всегдана первомместе приразработке системвторичного элек- тропитания (СВЭП) летательных аппара- тов (ЛА). В статье рассматривается один из аспектов ЭМС СВЭП – повышение надёжности системавиационногоборто- вого электропитания посредствомопти- мизации структурыи способов решения вопросов подавления радиопомех. Традиционным способом решения задач ЭМС считается установка на вхо- де (а иногда и на выходе) СВЭП соот- ветствующих фильтров радиопомех (ФРП). Такой способ приемлем, когда нижняя граница спектра радиопомех находится на частотах 100…150 кГц. В настоящее время это значение снизи- лось до 10 кГц. Кроме того, авиационная бортовая сеть постоянного тока напря- жением 27 В по ГОСТ Р 54073-2010 име- ет переходные отклонения (выбросы) до 81 В длительностью до 1 с! Здесь уже не поможет никакой ФРП. В материалах [1–3] рассматривается структура СВЭП на основе ограничите- ля выбросов напряжения (ОВН), кото- рая решает эффективно вышеперечис- ленные задачи. Классификация ОВН, особенности их структуры, схемотехники и алгоритмы работы подробно рассмотрены в тех- нической и патентной литературе [1–4]. По способу работы в режиме ограни- чения напряжения ОВН можно услов- но разделить на ОВН с непрерывным принципом работы в режиме ограни- чения и ОВН с импульсным принципом работы в режиме ограничения – импульсные ОВН [1]. Там же показано, что для нормализации значительной мощности наиболее перспективны ОВН импульсного типа. Далее речь пой- дёт только об ОВН импульсного типа. На рисунке 1 графически демонстри- руется алгоритм работы ОВН серии МДН (изготовитель – ООО «АЭИЭП», г. Москва) при переходных процессах, возникающих в сети электропитания ЛА. В нормальном режиме работы сети электропитания, когда входное напря- жение находится в диапазоне 17…36 В, ОВН работает в установившемся режи- ме – выходное напряжение практически повторяет входное. Падениенапряжения наОВНне превышает 300 мВ при номи- нальном выходном токе, что соответ- ствует максимальному КПД прибора – более 99%. Выброс входного напряже- ния с амплитудой 81 В ограничивает- ся на выходе ОВН на уровне 37 В, без- опасных для работы потребителей Пn. При этомОВНпереходит в импульсный режимработы с КПД преобразования не менее 95%. Перегрева силовых элемен- тов ОВН не происходит, поэтому дли- тельность перегрузки значения не имеет. При построении бортовой СВЭП она обычно «набирается» из модулей пита- ния (МП) необходимой мощности и выходного напряжения. Для удовлет- ворения требований по уровню помех на входе устанавливаются соответству- ющие фильтры. В СВЭП на основе ОВН необходимость во входных фильтрах отпадает, т.к. их функции берёт на себя ОВН. Основное назначениеОВН– огра- ничение выброса входногонапряжения. Остальные полезные возможностиОВН даются разработчику СВЭП «в придачу ибесплатно». Сложность СВЭПпри этом не возрастает, массогабаритные и удель- ные характеристики не ухудшаются, а функциональные возможности суще- ственно расширяются. Типоваяфункци- ональная схема бортовойСВЭПна осно- ве ОВНпредставлена на рисунке 2 [5]. При построении СВЭП модуль ОВН включается на входе один на всюсисте- му электропитания. СВЭП на рисун- ке 2 состоит из двух подсистем с одно- и двухканальными модулями питания МП1–МПn и МП(n+1)–МП(n+k), кото- рые подключены к выходам соответ- ственно ОВН1 и ОВН2. Каждая из под- систем управляется блоком управления (БУ). НагрузкойМПявляются потребите- лиП1–Пn, которые могут получать элек- тропитание и управление как от «своего» ОВН, так и от обоих (потребитель П2). Рассмотрим подробнее особенности ОВН как устройства помехоподавления. U ВХ U ВХ U ВЫХ U ВЫХ t U ВБР U ВХ МАКС U ВХ МИН Рис. 1. Графическая интерпретация алгоритма работы ОВН