- Управление напряжением на удаленной нагрузке по медным проводам любой длины
- Linear Technology LT6110 LT3080 LT3976
- Калькулятор падения напряжения в кабеле 12, 24, 36, 48, 60 вольт
- Пример расчета
- Объявления
- УКРМ для компенсации провалов напряжения при запусках АД
- Сообщений 16
- 1 Тема от Макс 2015-03-24 16:07:07
- Тема: УКРМ для компенсации провалов напряжения при запусках АД
- Модульные DC/DC-преобразователи GAIA Converter для железнодорожного транспорта
- Введение
- Основные характеристики DC/DC-преобразователей железнодорожного назначения
- Защитные функции
- Вспомогательные функции
- Вспомогательные модули серии LGDSI
- Примеры реализации модульной архитектуры электропитания для оборудования железнодорожного транспорта
- Заключение
Управление напряжением на удаленной нагрузке по медным проводам любой длины
Linear Technology LT6110 LT3080 LT3976
Philip Karantzalis, Linear Technology
Общей проблемой систем распределенного питания является потеря качества регулирования, обусловленная падением напряжения на проводах, связывающих стабилизатор с нагрузкой. При любом увеличении сопротивления проводов, длины кабеля или тока нагрузки растет падение напряжения на подводящих проводах, увеличивающее разность между истинным напряжением на нагрузке и напряжением, воспринимаемым регулятором. Одним из способов повышения качества регулирования при длинных межблочных связях является непосредственное измерение напряжения в точке его потребления с использованием 4-проводного подключения Кельвина между регулятором и нагрузкой. К сожалению, при таком решении требуется прокладка к нагрузке дополнительных проводов, а также установка резистивного датчика возле нагрузки, что крайне сложно, когда нагрузка недоступна для вмешательства. Еще один метод заключается в минимизации падения напряжения путем использования соединительных медных проводов большего сечения. Электрически это очень просто, но механически может быть трудновыполнимо. Увеличение размеров кабелей требует дополнительного места для их прокладки, которого иногда может и не быть и, кроме того, приводит к росту стоимости системы.
Альтернативой дополнительным проводам является компенсация падения напряжения в линии непосредственно на регуляторе с помощью специально разработанной для этих целей микросхемы LT6110, не требующей использования дополнительных проводов. В этой статье показано, каким образом LT6110 может улучшить качество стабилизации, в широком диапазоне компенсировав напряжения, падающие на проводах между регулятором и нагрузкой.
Компенсатор падения напряжения в линии LT6110
На Рисунке 1 показана блок-схема, иллюстрирующая метод однопроводной компенсации. Если цепь удаленной нагрузки не имеет общей с регулятором земли, потребуются два провода: один к нагрузке и один для обеспечения пути протекания возвратного тока шины земли. Усилитель датчика тока положительной шины в микросхеме LT6110, измеряя падение напряжения VSENSE на резисторе RSENSE, генерирует ток IIOUT, пропорциональный току нагрузки ILOAD. Ток IIOUT программируется резистором RIN в диапазоне от 10 мкА до 1 мА. Компенсация напряжения VDROP, падающего на проводах, осуществляется путем генерации тока IIOUT, втекающего через резистор обратной связи RFA и увеличивающего выходное напряжение регулятора на величину, равную VDROP. Схема компенсации, основанная на микросхеме LT6110, исключительно проста; достаточно установить произведение IIOUT×RFA равным максимальному падению напряжения на проводе.
Рисунок 1. | Для компенсации падения напряжения в линиях, идущих к удаленной нагрузке, не нужны дополнительные провода. |
LT6110 содержит внутренний токоизмерительный резистор RSENSE сопротивлением 20 мОм, рассчитанный на токи до 3 А. При токах, превышающих 3 А, потребуется внешний резистор RSENSE. В качестве RSENSE можно использовать резистор датчика тока, сопротивление постоянному току катушки индуктивности или сопротивление проводника печатной платы. В дополнение к втекающему току IIOUT, на выводе IMON микросхемы LT6110 можно получить вытекающий ток для компенсации линейных стабилизаторов с внутренними источниками опорного тока, таких, например, как LT3080.
Компенсация падения напряжения на проводах в схеме понижающего преобразователя
На Рисунке 2 изображена законченная система компенсации падения напряжения на проводах, состоящая из понижающего преобразователя 3.3 В/5 А и микросхемы LT6110, регулирующая напряжение на удаленной нагрузке, подключенной проводом длиной 6 м и сечением 0.82 мм 2 . Большой выходной ток регулятора (5 А) вынуждает использовать внешний токоизмерительный резистор RSENSE.
Рисунок 2. | Пример регулирования сильноточной удаленной нагрузки: понижающий преобразователь 3.3 В/5 А с компенсатором падения напряжения линии LT6110. |
Максимальный ток ILOAD, равный 5 А, протекая через провод сопротивлением 140 мОм и резистор RSENSE сопротивлением 25 мОм, создает падение напряжения 825 мВ. Для стабилизации напряжения нагрузки VLOAD в диапазоне токов нагрузки 0 A ≤ ILOAD ≤ 5 A произведение IIOUT×RFA должно равняться 825 мВ. Тут возможны два подхода: задаться током IIOUT и рассчитать сопротивление резистора RFA, или, выбрав большие сопротивления резисторов обратной связи, чтобы ток через них был минимальным, рассчитать сопротивление RIN, при котором IIOUT будет иметь требуемое значение. В типичном случае IIOUT выбирают равным 100 мкА, при этом ошибка IIOUT в диапазоне от 30 мкА до 300 мкА не превышает 1%. В схеме на Рисунке 2 ток в цепи обратной связи равен 6 мкА (VFB/200 кОм), RFA = 10 кОм, а значение сопротивления RIN рассчитывается таким, чтобы IIOUT×RFA = 825 мВ.
для RFA = 10 кОм, RSENSE = 25 мОм и RWIRE = 140 мОм получаем RIN = 1.5 кОм.
Без компенсации падения на проводах изменение ΔVLOAD напряжения на нагрузке составляло бы 700 мВ (5 × 140 мОм), что при выходном напряжении 3.3 В приводило бы к ошибке 21.2%. LT6110 при окружающей температуре 25 °C уменьшает ΔVLOAD до 50 мВ, что соответствует ошибке в 1.5%. Таким образом, качество регулирования улучшается на порядок.
Точная стабилизация выходного напряжения
Для случаев, когда достаточно невысокой точности регулирования выходного напряжения, знания точного значения RWIRE не требуется. Ошибка выходного напряжения является произведением двух ошибок: ошибки, вносимой сопротивлением кабеля и собственной ошибки цепи компенсации на микросхеме LT6110. Например, при использовании схемы на Рисунке 2, даже в случае, если ошибка расчета сопротивлений RSENSE и RWIRE составит 25%, результирующая ошибка VLOAD будет снижена микросхемой LT6110 до 6.25%.
Для высокоточной стабилизации напряжения требуется точная оценка величины сопротивления между источником питания и нагрузкой. Если достаточно правильно определить суммарную величину сопротивлений RWIRE, RSENSE, кабельных разъемов и дорожек печатной платы, LT6110 сможет компенсировать падения напряжений в более широком диапазоне и с большей степенью точности.
С помощью микросхемы LT6110, тщательно определив величину RWIRE и установив прецизионный резистор RSENSE, ошибку компенсации ΔVLOAD можно уменьшить при любой длине подводящих проводов.
Микросхема компенсатора падения напряжения в линии LT6110 улучшает качество регулирования напряжения на удаленных нагрузках, на которое оказывают существенное влияние большие токи, длинные участки кабеля и сопротивления. Для точной стабилизации не требуются ни дополнительные провода, ни схемы Кельвина – ничего из того, что является недостатками иных решений. Напротив, решения на основе компенсатора занимают совсем немного места, несложны в реализации и позволяют снизить стоимость компонентов.
Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман
Источник
Калькулятор падения напряжения в кабеле 12, 24, 36, 48, 60 вольт
Очень часто при монтаже слаботочных систем возникает вопрос «Как узнать падение напряжения 12 вольт по длине кабеля?», чтобы не запутаться в формуле подсчета мы создали специальный удобный калькулятор, позволяющий рассчитать напряжение на конце линии.
Пример расчета
Допустим у нас стоит задача запитать камеру видеонаблюдения от блока питания 12 вольт. Расстояние от камеры видеонаблюдения до источника питания 100 метров.Планируемый кабель для подачи питания имеет сечение 0.75 мм². Далее мы узнаем ток потребления видеокамеры, в нашем случае это 0.3 А или 300 мА. Вбиваем количество камер на линии и выбираем величину напряжения источника питания. Жмем расчет и получаем точные данные.
Из результата ниже мы узнаем, что в нашем случае до камеры дойдет всего лишь 10.6 вольт, что не совсем корректно для работы камеры видеонаблюдения, следовательно нам нужно либо сократить дистанцию между камерой и блоком питания либо использовать более толстое сечение кабеля.
Наш калькулятор позволяет произвести расчет падения напряжения в сечении кабеля 12, 24, 36, 48, 60 вольт в однофазной двухпроводной линии постоянного или переменного тока.
Все расчеты считаются верными при использовании медного кабеля, если Ваш кабель омедненный результаты будут расходиться.
Источник
Объявления
Если вы интересуетесь релейной защитой и реле, то подписывайтесь на мой канал
УКРМ для компенсации провалов напряжения при запусках АД
Советы бывалого релейщика → Спрашивайте — отвечаем → УКРМ для компенсации провалов напряжения при запусках АД
Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться
Сообщений 16
1 Тема от Макс 2015-03-24 16:07:07
- Макс
- Пользователь
- Неактивен
- Зарегистрирован: 2011-01-24
- Сообщений: 128
- Репутация : [ 0 | 0 ]
Тема: УКРМ для компенсации провалов напряжения при запусках АД
Добрый день коллеги. Рассматривается предложение по установке УКРМ (регулируемой БСК) для компенсации посадок напряжения при прямых запусках асинхронных двигателей с короткозамкнутыми роторами. Честно сказать нахожусь в некотором замешательстве, поскольку не совсем понятна физика этой самой компенсации падения напряжения при циркуляции пусковых токов.
Ситуация следующая ПС 35/6 два тр-ра: ТМ-6300 кВА. На двух секциях стороны 6,3 кВ преимущественно двигательная нагрузка около 80% АДКЗР 6 кВ с единичной мощностью 630 кВА (двигатели магистральных насосов). К шинам 6,3 понадобилось присоединить бытовой сектор: несколько ТП 6/0,4 кВ. Ну и как следствие при запусках двигателей у потребителя наблюдаются посадки напряжения.
Сам я из эксплуатации, и с подобным вопросом ни когда дела не имел. Может быть у кого нибудь из Форумчан есть подобный опыт применения УКРМ?
Мне кажется что это вообще не тот случай где надо применять УКРМ или я не прав?
Источник
Модульные DC/DC-преобразователи GAIA Converter для железнодорожного транспорта
Введение
Обеспечение качественного и надежного электропитания оборудования железнодорожного назначения — непростая задача, имеющая свою специфику. Источники питания должны разрабатываться с учетом особенностей бортовой сети и сложных условий эксплуатации, а именно — работать в широком диапазоне температур, выдерживать постоянные вибрации и удары до нескольких g. В настоящее время соответствующие требования определяются рядом стандартов, действующих как на международном, так и на национальном уровне [1]. Наибольший вес имеют международные стандарты EN 50155 («Транспорт железнодорожный. Электронное оборудование, используемое в подвижном составе»), EN 50125 («Транспорт железнодорожный. Условия окружающей среды для оборудования подвижного состава») и EN 50163 («Транспорт железнодорожный. Напряжение питания тяговых сетей»). Они регламентируют обязательные требования к:
- входным напряжениям;
- электромагнитной совместимости;
- допустимым механическим воздействиям;
- температурным режимам работы;
- диэлектрической прочности изоляции.
В таблице 1 приведены данные, характеризующие допустимые границы и качество входных питающих напряжений. Согласно EN 50155, типовыми значениями являются 24, 48, 72, 96 и 110 В постоянного тока. Национальные стандарты могут отличаться, для примера приведены уровни напряжений, распространенные на железных дорогах Франции (NF-F-01-510) и Великобритании (RIA12). Стоит отметить наличие значительных отклонений внешних питающих напряжений от нормы, при которых железнодорожная аппаратура должна сохранять работоспособность и обеспечивать долговременную надежность. Провалы в широких пределах и значительные броски (до 170 В) зачастую связаны с тем, что не весь подвижной состав построен с учетом современных технологий, в локомотивах старой постройки коммутация осуществляется силовыми реле, которые отличаются залипанием и дребезгом контактов.