Изолирующий трансформатор в источнике бесперебойного питания, ВЧ против НЧ Опции

[Kriogen]

Здравствуйте!

Рассматривал схемотехнику существующих сейчас ИБП, привлекли внимание особенности построения.
Выходные инверторы ИБП строятся по двум основным схемам:
- С высокочастотной изоляцией: входное напряжение 12-48 VDC подается на повышающий преобразователь
с изолирующим ВЧ трансформатором. Выходное напряжение - порядка 400 VDC, частота преобразования 10-50 кГц.
Далее с помощью высоковольтных ключей и ШИМ эти 400В преобразуются в синусоидальное напряжение 220В. Нагрузка подключена непосредственно
к выходным ключам через фильтрующие дроссели.

- С низкочастотной изоляцией: входное напряжение 12-48VDC подается на обмотку повышающего НЧ трансформатора
через ключи, управляемые генератором прямоугольника либо синусоиды, модифицированной или чистой.
Нагрузка подключается к вторичной обмотке НЧ трансформатора.

Вопрос вот в чем: у меня так и не получилось понять, в чем все преимущества каждого из методов. Первый сложнее в реализации, скорее всего требует МК,
а то и DSP для управления всем эти добром. Ключи IGBT опять же недешевы. Если случится к.з. по выходу, они могут выйти из строя.
Второй - проще и дешевле схемотехника, но габариты, масса и высокая стоимость НЧ трансформатора - это минус. Но зато не так критичны перегрузки по выходу,
и нужен минимум дорогих радиоэлементов. Есть что-нибудь еще? Второйвариант используется в большинстве компьютерных ИБП. В каких случаях используется первый вариант?

И еще вопрос: в ИБП для котельного оборудования, где требуется правильная фазировка выходного напряжения, видел такой ход: используется НЧ трансформатор на выходе,
и один вывод вторичной обмотки заземляется - тем самым, другой вывод котел определяет как "фазу" и ионизационный датчик пламени работает нормально.
Что будет, если в преобразователье с ВЧ изоляцией один из выводов выходного напряжения заземлить?

[HardEgor]

Разница в качестве выходного напряжения и диапазоне стабилизации - у первого лучше.
Про заземление не понял. Если у тебя гальваническая изоляция трансформатором - какая разница как заземлять выход.

Сообщение отредактировал HardEgor - May 13 2013, 12:45

[Plain]

Типичная каша из незнания и суеверий. НЧ-вариант ничуть не проще и не дешевле. И здесь не нужен ни ЦПС, ни МК, и когда всё правильно сделано, можно обзамыкаться на выходе, но ничего не сгорит.

[Kriogen]

Plain, ни к чему кипятиться. Не знаю, что тут от суеверия. От незнания - это да, но потому и за советом пришел. Вот вы говорите, что НЧ-вариант не проще и не дешевле. А почему тогда компьютерные ИБП за 50-100 долларов строятся именно с НЧ трансформатором?

[Plain]

Потому что в бумагах к ним, если они вообще есть, сказано, что на выходе у них прямоугольник, т.е. совсем не то, что должно быть в электросети, и далеко не всё туда можно втыкать.

Стало быть и Вам надо было определиться конкретными цифрами и словами, что Вы подразумеваете под этой аббревиатурой, и выдать это первой строчкой темы.

[Kriogen]

Какая именно аббревиатура Вам непонятна? Вроде пользуюсь общепринятыми... Про прямоугольник опять же не понял. Вопрос же не про форму выходного напряжения, а про тип используемого трансформатора. Почему, например, в компьютерных ИБП не используется ВЧ трансформатор для преобразования 12VDC -> 400VDC с последующим формированием с помощью ключей из 400VDC переменного напряжения - хоть прямоугольного, хоть синусоидального?

[Plain]

Вот здесь: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D1%81%...%BD%D0%B8%D1%8F

описаны все типы ИБП, какие есть. Прочтите и убедитесь, что типы "компьютерный", "дешёвый", "бюджетный" и т.п. естественно там отсутствуют.

[Herz]

Насчёт дешевизны не скажу, ведь большой НЧ-трансформатор - это и габариты, и дорогая медь. Да и сталь.
Но проще, если к форме выходного напряжения не предъявляется строгих требований. Ведь в этом случае на "высокой" стороне не нужно ничего: ни выпрямителя с фильтром, ни моста из высоковольтных ключей, ни достаточно сложной схемы управления ими. Вариант с ВЧ-преобразованием применяется, если нужно снизить габариты и вес, а также сформировать на выходе близкое к синусоидальному напряжение. Ну, и стабилизировать его здесь удобнее без риска одностороннего перемагничивания магнитопровода трансформатора.

[Егоров]

Типичная многокритериальная задача.
Ее решал двным-давно К.Прутков:
"Если у тебя спрошено будет: что полезнее, солнце или месяц? -ответствуй: месяц. Ибо солнце светит днем, когда и без того светло; а месяц – ночью. Но, с другой стороны: солнце лучше тем, что светит и греет; а месяц только светит, и то лишь в лунную ночь!!"

Т.е. выбирать нужно по совокупности свойств.

[K-Volodja]

Если ИБП питает ПК только, то к выходному напряжению нет жестких требований, и можно поставить "железный" транс да несложную систему управления. Но как только к выходу ИБП подключаются разные нагрузки, то сразу предъявляются повышенные требования к качеству напряжения (а это обычно ИБП большой мощности), то разделяются функции повышения напряжения, стабилизации и формирования синусоиды. Да и железный транс, в этом случае, становится слишком тяжелым и неудобным для построения повышающего преобразователя.
Наверно так

[perfect]

А обязательно ли сила аккумуляторная и выходная, входная должны быть изолированы? Для неспециалиста всё-равно невлезай.
Думаю, что оно так как-бы предлагается само-собой, потому что большие коэффициенты трансформации удобно делать трансформатором.
А большие коэффициенты трансформации получаются потому, что элементарная аккумуляторная банка, со своими низкими вольтами, как-бы поперечна тому что требуется, и для невеликих мощностей зашкаливает монстрозностью многочленства последовательных.
Или как?
Но изоляция не главное, да?

[K-Volodja]

Обычно к АКБ имеется свободный доступ персонала, поэтому изоляция обязательна. Если сделать, что доступ к АКБ без отключения сети не возможен, то тогда можно и не изолировать. С другой стороны повысить напряжение до уровня сети не получится без трансформатора, т.е. какой смысл связывать эти элементы?

[perfect]

Думаю, что если батарея высоковольтная, то от трансформатора можно избавиться, но и изоляции не будет.

[K-Volodja]

Думаю, что если батарея высоковольтная, то от трансформатора можно избавиться, но и изоляции не будет.

Естественно, такое тоже есть место.