Siłownie DC
- Sylwester Igras,
- 01.01.2004
Zabezpieczenie ciągłości zasilania przy wykorzystaniu napięcia stałego jest tradycyjnym sposobem na nieprzerwaną pracę urządzeń podczas zaników napięcia w sieci elektroenergetycznej.
Zabezpieczenie ciągłości zasilania przy wykorzystaniu napięcia stałego jest tradycyjnym sposobem na nieprzerwaną pracę urządzeń podczas zaników napięcia w sieci elektroenergetycznej.
Wprowadzenie takiego napięcia w zasilaniu awaryjnym było spowodowane głównie trudnościami (występującymi do początków lat 80.) w budowie dużej mocy przekształtników napięcia stałego na napięcie przemienne (popularnie zwanych falownikami). Było więc ono znacznie wcześniej wykorzystywane do zabezpieczania zasilania newralgicznych systemów w telekomunikacji i informatyce niż obecnie stosowane zasilacze UPS.
Zasilanie systemów telekomunikacyjnych wymaga zapewnienia poszczególnym urządzeniom odpowiedniego napięcia oraz określonego czasu autonomii, co realizuje się dzięki zastosowaniu specjalnych urządzeń, tzw. siłowni DC (DC - prąd stały). Składają się one z zasilacza prądu stałego (prostownika) oraz zestawu baterii.
Siłownie telekomunikacyjne buduje się obecnie najczęściej na napięcie znamionowe 48 V, rzadziej 60 V, wcześniej stosowano również napięcia 24 i 12 V. W energetyce natomiast często wykorzystuje się (do zabezpieczania systemów automatyki) zasilacze na napięcie stałe o wartości 110 i 220 V.
Siłownie DC są głównie używane do zasilania central oraz dużych serwerów dostępowych i billingowych, zapewniając ich bezprzerwowe działanie, niezbędne w przypadku usług telefonicznych i transmisji danych.
Podstawowym elementem systemu zasilania napięciem stałym jest prostownik (zasilacz) współpracujący z dołączoną do niego baterią akumulatorów działającą w tzw. układzie buforowym. W przypadku zaniku napięcia zasilającego prostownik urządzenia odbiorcze są zasilane podobnie jak w zasilaczu UPS, poprzez baterię akumulatorów, z tą różnicą, że energia z niej pochodząca nie jest już przetwarzana, lecz czerpana zwykle bezpośrednio.
Schemat siłowni prądu stałego
W niektórych przypadkach w związku z występowaniem urządzeń odbiorczych o różnych napięciach znamionowych oraz zapewnieniem większej stabilności wartości napięcia wyjściowego podczas pracy z baterii, a także odseparowaniem obwodu baterii od odbiorników stosuje się przetwornice napięcia stałego DC/DC.
Budowa siłowni
Rozwój urządzeń telekomunikacyjnych stawia coraz większe wymagania urządzeniom, które są dla nich źródłem zasilania. Współczesna siłownia napięcia stałego składa się z trzech podstawowych części:
- modułów zasilaczy DC - łączonych równolegle
- baterii akumulatorów
- modułu rozdziału energii.
Schemat modułu zasilacza DC
Zasilacz DC
Prostowniki zmieniające energię prądu przemiennego na prąd stały były jednymi z pierwszych urządzeń energoelektronicznych wykorzystywanych w technice. Postęp w dziedzinie energoelektroniki na przełomie ostatnich dwudziestu lat wpłynął na duże zmiany w konstrukcji i zasadzie działania tych urządzeń. Współczesne zasilacze DC są wykonywane w technice tranzystorowej z pierwotnym taktowaniem. Prostują one bezpośrednio napięcie z sieci prądu przemiennego, które po wygładzeniu jest zamieniane na napięcie przemienne o wysokiej częstotliwości i podawane na specjalny transformator, a następnie ponownie prostowane i wygładzane. Pozwoliło to na znaczące zredukowanie masy, ich wymiarów, poprawę parametrów wejściowych i wyjściowych w stosunku do chociażby urządzeń wykonanych z użyciem tyrystorów.