采用400Hz電機的工業(yè)電源的介紹

本文旨在提供有關(guān)使用400 Hz電機的工業(yè)電源的概述。大多數(shù)大型飛機都配有輔助電源裝置（APU），為中性點提供115 VAC 400 Hz資源。 APU主要用于啟動飛機發(fā)動機，但也用于在乘客登機時在飛機上運行附件，并在飛機離開大門時由機組人員進行飛行前檢查。

選擇400 Hz的原因超過傳統(tǒng)的50/60赫茲是因為重量。 400 Hz發(fā)電機更輕，從而節(jié)省燃料，并且需要支持更重的單元，使機身更輕。

MIL-STD-704F是涵蓋美國軍用飛機的飛機電力特性的規(guī)范，并涵蓋在詳細說明要求的所有方面。

如果飛機在地面上進行維修，則不使主發(fā)動機或APU運行更方便，更安全。在這種情況下，通?？梢允褂猛獠?00 Hz發(fā)電機或地面電源單元。通常診斷設(shè)備不需要滿足全部飛行規(guī)格，并且出于成本目的，可以選擇常規(guī)工業(yè)電源。

TDK-Lambda經(jīng)常被問到我們的AC-DC工業(yè)電源是否可以工作在400 Hz輸入。通常答案是“是”;以下解釋了原因：

對于低功率電源（50 W或更低），輸入電路是一個簡單的全波橋式整流器（圖1）。

圖1 ：簡單的全波橋式整流電路。

交流電壓經(jīng)過濾波，然后全波整流成高壓直流。使用60 Hz輸入時，大容量電容上的紋波電壓為120 Hz。使用400 Hz輸入時，紋波電壓為800 Hz（因此更?。?，對電源性能沒有影響。

對于大于50 W的電源，大多數(shù)AC-DC電源都具有有源功率因數(shù)校正電路。簡單地說，升壓轉(zhuǎn)換器用于通過改變其形狀來降低輸入諧波電流，使其看起來更像正弦，就像負載是電阻一樣。

圖2：升壓轉(zhuǎn)換器。

Boost圖2電路中的FET由控制IC驅(qū)動。 IC調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器接收來自三個源的反饋：100-120 Hz整流輸入電壓（點“A”），電感器電流和大容量電容器兩端的直流電壓。

盡管大多數(shù)PFC電路將在400 Hz輸入時，由于點“A”（現(xiàn)在為800 Hz波形）的失真，電流諧波的波形稍微降低。然而，對于地基設(shè)備來說，這通常是可以接受的。

圖3：顯示“Y”電容器位置的簡化圖。

為了減少高頻輻射和傳導(dǎo)噪聲，電源輸入濾波器使用從線路和電路連接的特殊“Y”去耦電容。中性到底盤（地球）地面。除了高頻電流，這些Y電容還提供50/60 Hz電流的路徑。這種“漏電”電流的最大值由UL等安全機構(gòu)決定，特別是插入辦公室常規(guī)墻壁插座的設(shè)備。對于硬連接到交流電源的大型設(shè)備，限制要高得多。

對于400 Hz輸入，通過“Y”（輸入到地）電容器顯著增加漏電電流，因為電流與輸入頻率成正比：I =V2πfC。然而，運行400 Hz發(fā)電機的地面設(shè)備屬于硬連線類別，因此這通常不是問題。雖然商業(yè)電源已通過信息技術(shù)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)IEC 60950-1的安全認證，但報告的測試通常使用50-60 Hz輸入進行。大多數(shù)地基飛機系統(tǒng)不屬于IEC 60950-1，但使用經(jīng)過該標(biāo)準(zhǔn)認證的電源意味著該產(chǎn)品已經(jīng)過嚴(yán)格測試。