§ 58. Полупроводниковые преобразователи постоянного тока
Полупроводниковые преобразователи постоянного тока используются в электропитающих установках для устройств связи, поскольку позволяют простыми средствами создавать необходимые номинальные значения питающих напряжений для вновь вводимых устройств связи без оборудования новых выпрямителей и батарей. Кроме того, они дают возможность изолировать цепи питания различных устройств связи от общестанционных цепей питания и от имеющихся на них заземлений, что в ряде случаев является совершенно необходимым.
В электропитающих установках транспортной связи применяются полупроводниковые преобразователи, перечисленные в табл. 11. Каждый из них имеет определенное целевое назначение, не исключающее возможности использования его и для других целей.
Преобразователи служат для питания аппаратуры связи разными напряжениями от батареи 24 В. Повышая напряжение питания до больших значений (например, до 220 или 400 В), они потребляют от питающей батареи 24 В сравнительно большой ток. Этот ток необходимо учитывать при расчете батареи 24 В. Все преобразователи защищены от перегрузок, помещаются в стальных прямоугольных корпусах размерами 486 X 220 Х 270 мм, приспособленных для установки на стойках аппаратуры ЛАЗа или на специальной стойке СПП-59. Приборы управления и сигнализации выведены на переднюю панель, которая поворачивается на шарнирах и закрепляется винтами.
Таблица 11
Первые пять типов преобразователей (см. табл. 11) работают на транзисторах и их устройство базируется на схеме, изображенной на рис. 100, а.
Преобразователь ПА-24/220 служит для питания анодных цепей ламповой аппаратуры связи при напряжении 220 В. В одном корпусе располагаются два таких преобразователя. От преобразователя ПИ-24/190 питаются вызывные цепи аппаратуры селекторной связи. Он имеет две отдельные изолированные друг от друга выходные цепи, в каждой из которых развивается напряжение 190 В при токе до 150 мА. В одном корпусе размещаются два таких преобразователя.
Преобразователь ПИ-24/70 предназначен для питания цепей управления, а также цепей центральной батареи приема вызова установок избирательной связи. Этот комбинированный преобразователь имеет восемь отдельных выходных цепей постоянного тока, в каждой из которых развивается регулируемое напряжение до 70 В при токе до 20 мА, а также две отдельные выходные цепи переменного тока, в каждой из которых создается переменное напряжение 1—2 В при частоте 400 Гц для цепей тональной сигнализации. В одном корпусе размещается только один преобразователь.
Преобразователь ПТЛ-24/120 служит для питания линейных телеграфных цепей при напряжениях ±40, ±80 и ±120 В. Он имеет три выходных зажима, средний из которых заземляется, на втором зажиме можно получать напряжения +40, ±80 и +120 В, а на третьем —40, —80 и —120 В по отношению к земле. Максимальный ток, снимаемый с каждого полюса, не должен превышать 0,7 А, а суммарная мощность, снимаемая с обоих полюсов, не должна быть более 70 Вт. На одной панели размещаются два преобразователя.
Преобразователь ПТМ-24/120 предназначен для питания моторных цепей телеграфных аппаратов. Он развивает напряжение 80 или 120В и может отдавать ток до 1 А. В одном корпусе размещается один преобразователь.
В процессе эксплуатации описанных выше полупроводниковых преобразователей было установлено, что свойственное им большое внутреннее сопротивление определяет чрезмерно большой наклон их вольт- амперной (нагрузочной) характеристики, приводящий к значительному снижению выходного напряжения с увеличением нагрузки. Появление на транспортной сети связи новой аппаратуры передачи данных привело к необходимости разработки более совершенных преобразователей с уменьшенным внутренним сопротивлением и более стабильным выходным напряжением. Два типа таких усовершенствованных преобразователей описаны ниже. Так же, как и предыдущие, они предназначены для питания от батареи 24 В и могут включаться на расстоянии посылкой в цепи их управления постоянного тока 50 мА. Эта возможность включения только на время работы питаемой аппаратуры приводит к экономии электроэнергии.
Тиристорный преобразователь напряжения ΠΤΛ+24/110 используется для питания электродвигателей телеграфных аппаратов и установок передачи данных при напряжении 110 В. Он отдает ток до 2 А.
В основу его устройства положена схема, изображенная на рис. 101, а. В одном корпусе размещается один преобразователь.
В тех случаях, когда требуется обеспечить высокую надежность питания моторных цепей, необходимо использовать два преобразователя описываемого типа. Один из них можно применять как основной (постоянно работающий), а другой — как резервный. Основной преобразователь заменяется резервным автоматически.
Преобразователь ПП-24/±60-0,1 транзисторного типа предназначен для питания линейных цепей телеграфной аппаратуры, устанавливаемой в узлах связи и на низовых станциях железных дорог. Преобразователь может питать одновременно плюсовые и минусовые линейные цепи, создавая постоянное напряжение +60 и —60 В относительно общего среднего зажима, который на телеграфных станциях заземляется. Пульсация напряжения на выходе каждой цепи не превышает 0,6 В при частоте 960—1000 Гц. Два преобразователя, расположенные в одном корпусе, имеют общую коммутационную часть, позволяющую резервировать один преобразователь другим. В основу действия этого преобразователя положена схема, изображенная на рис. 100, б. Некоторые устройства многоканальной связи снабжаются встроенными в них полупроводниковыми преобразователями, предназначенными для специальных целей. Таковы, например, преобразователи напряжения для дистанционного питания аппаратуры ВЧ системы передачи типа К-60п, а также преобразователи напряжения в аппаратуре типа В-3-3.
При небольшом числе полупроводниковых преобразователей панели, на которых они смонтированы, можно устанавливать непосредственно на тех стойках аппаратуры ЛАЗ, для питания которых эти преобразователи и предназначаются. Если же в данном узле связи преобразователей много, то их рекомендуется размещать на специальной стойке типа СПП-59 шириной 512 мм, высотой 2500 мм и глубиной 324 мм. В верхней ее части расположена вводная панель с вводными гребенками и клеммами для включения всех входящих проводов, а в средней части — контрольно-измерительная панель с вольтамперметром для контроля напряжений и токов во всех преобразователях, установленных на стойке.
На остальной части стойки можно разместить до семи панелей с полупроводниковыми преобразователями разных типов.