основные типы и сферы их применения
Байпас – это режим питания нагрузки сетевым напряжением в обход основной схемы системы бесперебойного питания (СБП). Например, в обход ИБП, стабилизатора или дизель-генератора. Этот режим реализуется построением схемы байпас, поэтому саму эту обходную защитную линию (цепь) и её сопутствующие коммутационные устройства часто и называют байпас.
Схема байпас строго рекомендуется к применению для повышения защищенности оборудования и безопасности его эксплуатации.
Схемы байпас по способу коммутации
Механический способ
Коммутация цепей байпас осуществляется с помощью разъёмов, переключателей, рубильников, контакторов и др. устройств. Напряжение подается со входа на выход непосредственно по электрическому проводнику. Одинаково распространены как внутренние, так и внешние цепи байпас. Чаще под механическим способом подразумевают ручной метод переключения.
Электронный способ
Коммутация цепей производится посредством электронных ключей (транзисторных, тиристорных и др.
), контролируемых как оператором, так и автоматически с помощью управляющих устройств. Напряжение подается со входа на выход через ключевой полупроводниковый элемент. Данные электронные схемы байпас могут быть реализованы на стандартных блоках: статических электронных АВР (STS – Static Transfer Switch). Данное оборудование может выть выполнено в виде отдельных блоков, так и быть составной часть других устройств (например, ИБП). Приведенные ниже примеры некоторых схем также могут быть реализованы с помощью электронных коммутирующих устройств.
Автоматический
Автоматической называется схема, которая осуществляет переход в режим байпас без присутствия человека, например, при перегрузке или аварии основного оборудования СБП. Такие схемы могут быть реализованы на стандартных блоках: контакторных АВР, статических электронных АВР (STS – Static Transfer Switch). Данное оборудование может быть выполнено как в виде отдельных блоков, так и быть составной часть других устройств (например, большинство ИБП имеют встроенный байпас который автоматически активируется при аварии или перегрузке).
Приведенные ниже примеры некоторых схем могут быть реализованы как автоматические байпасы с помощью электромеханических (контакторных) и электронных (тиристоры, семисторы) коммутирующих устройств.
Ручной способ
Под ручным байпасом обычно имеется в виду механический рубильник или реверсивный переключатель (или несколько рубильников / переключателей), который осуществляет ручной перевод системы в байпас. Электронный байпас также может быть ручным, например, управляемый вручную кнопочным переключателем. Наиболее часто под ручным способом подразумевается механический коммутатор.
Далее представлены примеры некоторых схемы механических внешних байпасов. Главной задачей цепей байпас является полное выведение системы бесперебойного питания (СБП), источника бесперебойного питания (ИБП), дизель-генераторной установки (ДГУ) или стабилизатора напряжения из основной силовой линии для последующего ремонта, профилактического обслуживания или замены. При этом полезная нагрузка питается от сети.
Примеры наиболее часто используемых схем байпас
Тип 1. Самый распространенный вариант, применяемый в промышленных системах.
- Нулевое время переключения на байпас и обратно.
- Требует соблюдения правил переключения байпас-СБП (в момент перехода, ИБП должен находиться в электронном байпасе и др.).
- Подключение дополнительных сигнальных линий (СБП-устр. коммутации) обеспечивает безопасность.
- Используется в параллельных системах ИБП с децентрализованными внутренними электронными байпасами.
Тип 2. Вариант широко используемый в маломощных системах.
- Ненулевое время переключения.
- Безопасность.
Тип 3,4,6. Наиболее распространенные варианты байпасных схем для систем малой мощности. Самым оптимальным из них является тип 6.
- Ненулевое время переключения.
- Безопасность
Тип 5. Пример ошибочного байпаса. Ошибка – те же элементы что в безопасном типе 6 но байпас является опасным (одновременное замыкание байпасной линии и вых. автомата ведёт к подаче сетевого напряжение на выход СБП и к повреждению ИБП или стабилизатора).
Замечания по фазности байпасных схем
Замечание 1. Все приведённые выше схемы байпасов могут быть как однофазными (все коммутационные устройства 1-фазные / 1-полюсные) или трёхфазными (все коммутационные устройства 3-фазные / 3-полюсные). Фазность выбирается соответственно фазности защищаемого оборудования. В обоих случаях нейтраль проходит без разрыва в системе, земля проходит без разрыва в системе.
Замечание 2. В специальных случаях допускаются байпасы с разрывом нейтрали то есть используются коммутационные устройства разрывающие нейтраль (2-полюсные для 1-фазного байпаса и 4-хполюсные для 3-хфазного байпаса).
Система Байпас является очень важной, ответственной, повышающей надёжность и безопасность систем энергоснабжения и поэтому применяется в широком диапазоне мощностей и типов систем. Ниже показан спектр применения Байпасов — от Байпаса одиночного ИБП до Байпаса высоковольтной подстанции HVDC.
|
|
5 байпасы
Замечание 1: Все приведённые выше схемы байпасов могут быть как однофазными (все коммутационные устройства 1фазные(1полюсные)) или трёхфазными (все коммутационные устройства 3фазные(3полюсные)). Фазность выбирается соответственно фазности защищаемого оборудования.
Замечание 2: В специальных случаях допускаются Байпасы с разрывом нейтрали тоесть используются коммутационные устройства разрывающие нейтраль (2полюсные для 1фазного Байпаса и 4хполюсные для 3хфазного Байпаса). Без необходимости этого делать не рекомендуется. Земля проходит без разрыва в системе.
Добавить комментарий
основные типы и сферы их применения
Байпас – это режим питания нагрузки сетевым напряжением в обход основной схемы системы бесперебойного питания (СБП). Например, в обход ИБП, стабилизатора или дизель-генератора. Этот режим реализуется построением схемы байпас, поэтому саму эту обходную защитную линию (цепь) и её сопутствующие коммутационные устройства часто и называют байпас.
Схема байпас строго рекомендуется к применению для повышения защищенности оборудования и безопасности его эксплуатации.
Схемы байпас по способу коммутации
Механический способ
Коммутация цепей байпас осуществляется с помощью разъёмов, переключателей, рубильников, контакторов и др.
устройств. Напряжение подается со входа на выход непосредственно по электрическому проводнику. Одинаково распространены как внутренние, так и внешние цепи байпас. Чаще под механическим способом подразумевают ручной метод переключения.
Электронный способ
Коммутация цепей производится посредством электронных ключей (транзисторных, тиристорных и др.), контролируемых как оператором, так и автоматически с помощью управляющих устройств. Напряжение подается со входа на выход через ключевой полупроводниковый элемент. Данные электронные схемы байпас могут быть реализованы на стандартных блоках: статических электронных АВР (STS – Static Transfer Switch). Данное оборудование может выть выполнено в виде отдельных блоков, так и быть составной часть других устройств (например, ИБП). Приведенные ниже примеры некоторых схем также могут быть реализованы с помощью электронных коммутирующих устройств.
Автоматический
Автоматической называется схема, которая осуществляет переход в режим байпас без присутствия человека, например, при перегрузке или аварии основного оборудования СБП.
Такие схемы могут быть реализованы на стандартных блоках: контакторных АВР, статических электронных АВР (STS – Static Transfer Switch). Данное оборудование может быть выполнено как в виде отдельных блоков, так и быть составной часть других устройств (например, большинство ИБП имеют встроенный байпас который автоматически активируется при аварии или перегрузке). Приведенные ниже примеры некоторых схем могут быть реализованы как автоматические байпасы с помощью электромеханических (контакторных) и электронных (тиристоры, семисторы) коммутирующих устройств.
Ручной способ
Под ручным байпасом обычно имеется в виду механический рубильник или реверсивный переключатель (или несколько рубильников / переключателей), который осуществляет ручной перевод системы в байпас. Электронный байпас также может быть ручным, например, управляемый вручную кнопочным переключателем. Наиболее часто под ручным способом подразумевается механический коммутатор.
Далее представлены примеры некоторых схемы механических внешних байпасов.
Главной задачей цепей байпас является полное выведение системы бесперебойного питания (СБП), источника бесперебойного питания (ИБП), дизель-генераторной установки (ДГУ) или стабилизатора напряжения из основной силовой линии для последующего ремонта, профилактического обслуживания или замены. При этом полезная нагрузка питается от сети.
Примеры наиболее часто используемых схем байпас
Тип 1. Самый распространенный вариант, применяемый в промышленных системах.
- Нулевое время переключения на байпас и обратно.
- Требует соблюдения правил переключения байпас-СБП (в момент перехода, ИБП должен находиться в электронном байпасе и др.).
- Подключение дополнительных сигнальных линий (СБП-устр. коммутации) обеспечивает безопасность.
- Используется в параллельных системах ИБП с децентрализованными внутренними электронными байпасами.
Тип 2. Вариант широко используемый в маломощных системах.
- Ненулевое время переключения.
- Безопасность.
Тип 3,4,6. Наиболее распространенные варианты байпасных схем для систем малой мощности. Самым оптимальным из них является тип 6.
- Ненулевое время переключения.
- Безопасность
Тип 5. Пример ошибочного байпаса. Ошибка – те же элементы что в безопасном типе 6 но байпас является опасным (одновременное замыкание байпасной линии и вых. автомата ведёт к подаче сетевого напряжение на выход СБП и к повреждению ИБП или стабилизатора).
Замечания по фазности байпасных схем
Замечание 1. Все приведённые выше схемы байпасов могут быть как однофазными (все коммутационные устройства 1-фазные / 1-полюсные) или трёхфазными (все коммутационные устройства 3-фазные / 3-полюсные). Фазность выбирается соответственно фазности защищаемого оборудования.
В обоих случаях нейтраль проходит без разрыва в системе, земля проходит без разрыва в системе.
Замечание 2. В специальных случаях допускаются байпасы с разрывом нейтрали то есть используются коммутационные устройства разрывающие нейтраль (2-полюсные для 1-фазного байпаса и 4-хполюсные для 3-хфазного байпаса). Без необходимости этого делать не рекомендуется. Земля проходит без разрыва в системе.
Система Байпас является очень важной, ответственной, повышающей надёжность и безопасность систем энергоснабжения и поэтому применяется в широком диапазоне мощностей и типов систем. Ниже показан спектр применения Байпасов — от Байпаса одиночного ИБП до Байпаса высоковольтной подстанции HVDC.
|
|
5 байпасы
Замечание 1: Все приведённые выше схемы байпасов могут быть как однофазными (все коммутационные устройства 1фазные(1полюсные)) или трёхфазными (все коммутационные устройства 3фазные(3полюсные)).
Замечание 2: В специальных случаях допускаются Байпасы с разрывом нейтрали тоесть используются коммутационные устройства разрывающие нейтраль (2полюсные для 1фазного Байпаса и 4хполюсные для 3хфазного Байпаса). Без необходимости этого делать не рекомендуется. Земля проходит без разрыва в системе.
Добавить комментарий
Важность обходного конденсатора в цепи
В этом блоге мы рассмотрим обходной конденсатор, его функции и то, насколько он важен в схеме усилителя.
Что такое обходной конденсатор?
Шунтирующий конденсатор добавляется в цепь усилителя, чтобы позволить сигналам переменного тока обходить эмиттерный резистор. Это эффективно удаляет его из уравнения выходного усиления, что приводит к увеличению усиления переменного тока усилителей.
Что такое схема усилителя с общим эмиттером?
Базовая схема усилителя смещения с общим эмиттером делителя напряжения состоит из четырех резисторов и биполярного транзистора NPN.
В дополнение к этим основным компонентам есть два разделительных конденсатора, которые эффективно блокируют постоянный ток входного сигнала, а также выходного сигнала. Сигнал, который появляется на входе Vin схемы, усиливается и сдвигается по фазе на 180 градусов, когда он достигает Vвых.
Мы рассмотрим пример с присвоенными значениями, чтобы лучше оценить, насколько большим было бы усиление переменного напряжения, если бы в схему был добавлен шунтирующий конденсатор.
Воздействие байпасного конденсатора на схему усилителя с общим эмиттером:
Шаг 1 : Для начала мы должны рассчитать базовое напряжение VB схемы без шунтирующего конденсатора. Мы должны применить правило делителя напряжения, используя значения RA, RB и VCC.
Шаг 2 : Используя полученное значение VB, мы можем рассчитать VE на транзисторе. Это делается путем вычитания напряжения базового эмиттера VBE из рассчитанного значения VB.
Типичное значение VBE составляет 0,7 В.
Шаг 3 : Следующим шагом является использование закона Ома для расчета тока эмиттера, IE с использованием резистора RE и VE.
Шаг 4 : Теперь мы должны рассчитать внутреннее сопротивление эмиттера re биполярного транзистора. Это значение зависит от силы тока и аппроксимируется с помощью падения напряжения 25 мВ, рассчитанного IE и закона Ома.
Шаг 5 : Рассчитайте коэффициент усиления по напряжению для усилителя с шунтирующим конденсатором и без него. Используя упрощенное уравнение зависимости, мы можем рассчитать коэффициент усиления по напряжению без шунтирующего конденсатора, используя рассчитанные нами значения.
Для схемы с шунтирующим конденсатором мы не будем принимать во внимание резистор RE, так как теперь он шунтируется для сигналов переменного тока и не влияет на коэффициент усиления по напряжению. Используя другое упрощенное уравнение, мы можем рассчитать коэффициент усиления по напряжению для модифицированной схемы.
Шаг 6 : Теперь мы можем сравнить усиление напряжения, рассчитанное с шунтирующим конденсатором или без него, используя отношение двух значений.
В заключение мы можем видеть, что шунтирующий конденсатор вызывает значительно более высокий коэффициент усиления переменного напряжения в схеме усилителя 2, таким образом потребляя больше переменного напряжения, чем схема усилителя 1.
Мы надеемся, что это было полезно для студентов или практикующих специалистов по электронике. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно программы Electronics Technician, свяжитесь с нами по адресу [email protected] или позвоните нам по телефону 1-888-553-5333, чтобы поговорить с консультантом программы.
Комментарии
Физика
Опубликовано Gabriel Emmanuel (не проверено) в Чт, 25/08/2022 — 10:31
Спасибо за это, это было мне полезно
Это было хорошее объяснение
Прислал Брайан (не проверено) в воскресенье, 04.
Мне очень помогло
Oscillator
Опубликовано Angel Garrido (не проверено) в Чт, 02.03.2023 — 13:23
Тогда какой Re вообще ставить???. Я имею в виду, какой поставить резистор на эмиттер, если он будет зашунтирован?
В ответ на Oscillator от Angel Garrido (не проверено)
Цель обхода…
Опубликовано Iris в Ср, 08/03/2023 — 15:15
Шунтирующий конденсатор предназначен для увеличения усиления цепи по переменному напряжению. Однако падение постоянного напряжения на R E необходимо для смещения, но любой сигнал переменного тока, пропадающий на RE, представляет прямую потерю выходного напряжения переменного тока. Эмиттерный резистор (R 
В то время как во время анализа переменного тока R E уменьшает усиление, поэтому используем шунтирующий конденсатор, чтобы обойти его влияние на схему. С R E зашунтировано внутреннее сопротивление транзистора (re) используется в расчете коэффициента усиления по напряжению, что дает желаемый больший коэффициент усиления A V2 .
Что вы действительно знаете об обходе?
Совсем недавно я подслушивал, как несколько моих знакомых инженеров обсуждали шунтирующие конденсаторы. Эти конденсаторы, также известные как развязывающие конденсаторы, повсюду. Некоторые продукты содержат сотни конденсаторов, многие из которых являются шунтирующими. Это заставило меня задуматься: «Что на самом деле знает большинство инженеров об обходе?» Вероятно, это не то, чему вы научились в школе.
Как инженеры, многие из нас, вероятно, научились обходу/развязке, наблюдая за тем, что делают другие; то есть просто подключите керамический конденсатор емкостью 0,1 мкФ к каждому разъему питания микросхемы и покончите с этим.
Кажется, это работает во многих проектах. Но, как оказалось, в этом есть нечто большее. С микроконтроллерами и другими цифровыми схемами, работающими во многих мегагерцах или даже гигагерцах, создаваемый ими шум представляет собой проблему. А использование импульсных источников питания (SMPS) вносит свою лепту в шум. Поэтому обходимся.
Проблема возникает в основном из-за необходимости в одном источнике постоянного тока для подачи напряжения на несколько микросхем на печатной плате (PCB) или на нескольких печатных платах. Источник питания и каждая подключенная цепь создают некоторый шум, сильноточные переходные процессы или что-то еще. Они передаются через обычное соединение питания постоянного тока и другие проводящие средства. Это нехорошо. Традиционный подход заключается в добавлении фильтра нижних частот к каждому разъему питания микросхемы. Разве это не обход?
В серьезных случаях основным решением является добавление нескольких обходных конденсаторов для борьбы с различными типами шума.
Поскольку конденсаторы накапливают заряд, они могут свести к минимуму переходные процессы в сети постоянного тока. Конденсаторы должны сглаживать выход постоянного тока, чтобы он выглядел как четкая горизонтальная линия на экране прицела. Ну, почти. Конденсаторы также обеспечивают путь к земле с низким импедансом для нежелательных высокочастотных шумовых сигналов.
Проекты высокочастотного оборудования
Необходимость в эффективном обходе действительно проявляется при проектировании оборудования, работающего на очень высоких частотах, таких как 50 МГц и выше. На этих частотах любая паразитная или распределенная индуктивность или паразитная индуктивность конденсатора становятся основными импедансами. Длинные соединительные провода, длинные дорожки на печатной плате и паразитная индуктивность в конденсаторах помогают распределять весь шум вокруг различных микросхем, подключенных к источнику питания.
Следовательно, первой частью решения является минимизация этой индуктивности за счет уменьшения длины кабелей и укорочения дорожек на печатных платах.
К счастью, многие конструкции реализуются на очень маленьких платах, поэтому индуктивность дорожки не представляет большой проблемы. Затем, как вы, несомненно, узнали из опыта, подключите блокировочный конденсатор к выводу питания каждой микросхемы. И это означает, что конденсатор нужно припаять прямо к самому контакту, чтобы уменьшить любую индуктивность между источником питания и микросхемой.
Для достижения наилучших результатов следует поэкспериментировать со значением этого конденсатора. В то время как традиционный конденсатор емкостью 0,1 мкФ обычно работает, вы должны проверить различные значения, наблюдая за шумом на выводе питания вашего прицела. В некоторых случаях вам может понадобиться только 0,01 мкФ или 0,001 мкФ — подойдет даже средний или высокий пФ. В некоторых продуктах один шунтирующий конденсатор на микросхему не требуется. Это может быть случай перебора. Тем не менее, если вы можете позволить себе небольшие дополнительные расходы, не рискуйте. Обходите все подряд.
Эксперимент. Каждый дизайн отличается.
Не экономьте на качестве
Еще одна проблема — качество конденсатора. Его эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) является основным фактором в высокочастотном шунтировании. Во многих низкочастотных схемах мы игнорируем ESR, а при обходе этот фактор часто упускают из виду. Другой обычно игнорируемой характеристикой является эквивалентная последовательная индуктивность (ESL). Это тоже конденсаторный паразит. Хотя ESL очень низкий (pH), это может повлиять на шунтирование. Проблема в том, что на некоторой частоте конденсатор становится саморезонирующим. При срабатывании шумом или импульсами конденсатор колеблется или звенит.
Распространенным решением является параллельное подключение двух или более развязывающих конденсаторов разной емкости, что обеспечивает максимально низкий общий импеданс. Использование нескольких параллельных байпасных конденсаторов сведет к минимуму влияние паразитных помех в конденсаторах.
Не забудьте спроектировать компоновку печатной платы для параллельного размещения нескольких обходных конденсаторов.
Что касается типа конденсатора, лучше всего выбрать керамический. Он имеет очень низкие значения ESR и ESL и имеет широкий диапазон значений. У слюдяных конденсаторов ESR/ESL еще ниже, но они очень дорогие. Керамические конденсаторы доступны в большинстве стандартных размеров SMD. И они дешевые, если вы можете получить некоторые.
Ходят слухи, что существует острая нехватка этого наиболее широко используемого обходного конденсатора, многослойного керамического конденсатора (MLCC). На 0,1 мкФ, разумеется. Они дешевы в очень больших объемах, но их нехватка беспокоит многих инженеров. Просто помните, что вы можете использовать некоторые другие значения.
Конечно, стандартная практика отделения печатной платы от источника постоянного тока по-прежнему является хорошей идеей. Используйте электролит на плате, где питание постоянного тока входит в плату.