Схема электропитания радиоэлектронной аппаратуры

За преобразование параметров электрической энергии первичного источника отвечает схема электропитания (электроснабжения). Схема электропитания (электроснабжения) — это совокупность устройств, предназначенных для стабилизации, регулирования, распределения, резервирования, контроля и защиты напряжений и токов, обеспечивающих нормальную работу радиоэлектронных устройств. Беэ схемы электропитания (электроснабжения) невозможна работа любых электропотребляющих устройств и систем.

Схема электропитания радиоэлектронной аппаратуры существенно зависит  от ее сложности, габаритов и потребляемого  тока. В простейших устройствах для  их питания достаточно подключить аккумулятор  или батарею питания. В более сложных потребуются стабилизаторы питания для отдельных микросхем. В радиоэлетронных устройствах, занимающих целую комнату или помещение этого уже недостаточно. Вне зависимости от сложности устройства все они потребляют электроэнергию и называются электроприёмниками.

По степени надёжности электроснабжения все электроприёмники подразделяются на три категории. Системы сотовой и подвижной связи относятся к потребителям особой группы первой категории и их электроснабжение должно обеспечиваться от трёх независимых источников. Два внешних ввода от двух независимых линий электропередачи (ЛЭП), а третий — от резервного электрогенератора. Обобщённая структурная схема электроснабжения радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) приведена на рисунке 1.

  
Рисунок 1. Обобщённая структурная схема электроснабжения РЭА

На рисунке 1 обозначено: ТП1 и ТП2 — трансформаторные подстанции, АВР — автомат ввода резерва, ДГУ — резервный электрогенератор, ШВР — шкаф вводный распределительный переменного тока, АБ — аккумуляторная батарея, ВУ — выпрямительное устройство (основное и резервное), инверторы и конверторы преобразуют основное напряжение питания (-24В или -48В) в напряжения, требуемые конкретными блоками и микросхемами.

Двигатель-генераторная установка (ДГУ) резервный электрогенератор — это двигатель внутреннего сгорания и синхронный генератор, смонтированные на общей раме как единый узел. Дизель по сравнению с бензиновым двигателем более экономичен, обладает большим сроком службы, но более тяжёл при запуске. Из холодного состояния дизель запускается 10 ... 15 минут. Если поддерживать определённую температуру масла и охлаждающей жидкости, то длительность пускового режима сокращается до 20 ... 30 сек. ДГУ как правило, работает в автоматическом режиме без вмешательства персонала (Pвых = 1 ... 2000 кВт, Uвых = 230В±2%, f = 50Гц±1%).

При запуске резервного электрогенератора  возможно пропадание напряжения на время  до 30 секунд. В большинстве случаев  это недопустимо много. В этом случае на выходе выпрямителя ставится аккумуляторная батарея, которая при  пропадании сети (аварийный режим  работы) обеспечивает нагрузку электроэнергией. Это, так называемая, буферная система  бесперебойного питания. Но существуют и другие схемы бесперебойного электроснабжения, которые в последние годы активно  развиваются и выделились в отдельный  класс устройств, которые называются устройства бесперебойного питания (УБП).

Следует отметить, что радиоэлектронное оборудование не всегда занимает здание целиком. Чаще всего это отдельная  комната в здании к которому уже подведены все коммуникации. В этом случае нет возможности запитаться от нескольких независимых линий электропитания и схема электропитания вынужденно упрощается. из резервных источников питания остается только бензогенератор. Подобная схема питания радиоэлектронной аппаратуры приведена на рисунке 2.

  
Рисунок 2. Структурная схема упрощенного электроснабжения РЭА

Такой способ обеспечения  гарантированного питания тоже не лишен  недостатков. Его можно применить  в производственных зданиях, где  обеспечивается вентиляция выхлопных  газов или в малонаселенной местности, например, для питания радиоэлектронной аппаратуры вышек сотовой связи  или радиорелейных линий связи. В случае, если приемопередатчики сотовой связи распологаются на крыше жилых помещений применение в качестве источника резервного питания электрогенераторов становится проблематичным.

Учитывая, что современная  радиоэлектронная аппаратура обычно является малопотребляющей, для обеспечения  бесперебойного питания в большинстве  случаев достаточно применения аккумуляторной батареи (АБ). Структурная схема подобного  бесперебойного электроснабжения приведена  на рисунке 3.

  
Рисунок 3. Структурная схема бесперебойного электроснабжения РЭА

Обслуживание аккумуляторов  большой емкости представляет достаточно сложную задачу. Кроме того, при  работе аккумуляторов выделяются пары кислот и щелочей. Поэтому создание аккумуляторов, не требующих обслуживания, в последнее время было уделено  огромное внимание. В настоящее время  уже разработаны специализированные источники бесперебойного питания, которые в своем составе содержат герметичные аккумуляторы и преобразователи  постоянного напряжения в переменное. Структурная схема источников бесперебойного питания приведена на рисунке 4.

  
Рисунок 4. Структурная схема источника бесперебойного питания

Таким образом структурная схема электропитания предназначена для гарантированного обеспечения бесперебойного питания радиоэлектронной аппаратуры.