Обеспечение блоков радиолокационных станций электроэнергией постоянного и переменного тока с необходимыми параметрами осуществляется средствами вторичного электропитания, которые используют энергию системы электроснабжения судна. В состав средств вторичного электропитания могут входить стабилизаторы постоянного и переменного тока, выпрямители, конверторы, статические инверторы, электромашинные преобразователи тока и другие устройства. Конструктивно они могут выполняться в виде отдельных агрегатов, блоков или располагаться в общем корпусе РЛС. Существуют различные варианты подключения источников вторичного электропитания (ИВЭ) РЛС к судовой сети.
Для питания судовых РЛС разработки 60-70 годов с большим электропотреблением (2…8 кВА) широко использовались электромашинные преобразователи электроэнергии типа АТО и АЛА, выполнявшие преобразование постоянного или переменного тока судовой бортовой сети в переменный ток повышенной частоты 400 или 427 Гц и предварительную стабилизацию напряжения.
Уменьшение электропотребления РЛС позволило перейти к статическим инверторам и выпрямителям на полупроводниковых приборах. На рисунке ниже приведена схема питания судовой РЛС со статическим силовым инвертором преобразователем на 400 Гц. Инвертор преобразует постоянное напряжение судовой сети в переменное напряжение 110 В частоты 400 Гц. В случае питания РЛС от сети переменного тока частоты 50…60 Гц перед инвертором ставиться выпрямитель.
За последние годы источники вторичного электропитания судовых РЛС существенно изменились. За счет использования высокочастотного преобразования электроэнергии, экономичных импульсных методов регулирования и стабилизации напряжения удалось существенно повысить к.п.д. ИВЭ РЛС, уменьшить их габариты и массу, расширить диапазон стабилизации. Малогабаритные РЛС с мощностью потребления электроэнергии от судовой сети 100…250 ВА выпускаются преимущественно с импульсными ИВЭ, работающими при напряжении сети постоянного тока 10…40 В. Это позволило включать их непосредственно в судовую сеть постоянного тока 12, 24 или 36 В. В случае питания от сети постоянного тока более высокого напряжения на входе РЛС ставится конвертор (преобразователь уровня напряжения постоянного тока), при питании от сети переменного тока – выпрямитель, как показано ниже.
Применение пониженных напряжений для питания ИВЭ судовых РЛС приводит к увеличению тока потребления и дополнительным потерям на сетевом кабеле. Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе соединительных кабелей по цепи питания.
Если судовая бортовая сеть отличается очень низкой стабильностью (например, на малых рыболовных сейнерах), то рекомендуется включение РЛС через буферный аккумулятор, как показано на рисунке ниже.
Импульсные ИВЭ РЛС работают на частотах 3…60 кГц. В качестве примера ниже представлен ИВЭ судовой РЛС RA770UA.
Он построен по схеме импульсного компенсационного стабилизатора с промежуточным преобразованием постоянного напряжения в импульсное. Входное напряжение 10,2…40 В через сетевой фильтр поступает на импульсный стабилизатор понижающего типа с накопительным дросселем и разрядными диодами, где преобразуется в пониженное стабилизированное постоянное напряжение 10 В, а далее с помощью двухтактного транзисторного инвертора – в периодическую последовательность импульсов постоянной амплитуды с частатой следования импульсов 60 кГц. Скважность импульсов Q = 2.
Необходимые для работы блоков РЛС напряжения снимаются со вторичных обмоток трансформатора инвертора, выпрямляются и дополнительно стабилизируются с помощью стабилизаторов непрерывного действия. Одно из выходных напряжений ИВЭ (в рассматриваемом случае +5 В) сравнивается с опорным, и сигнал рассогласования через транзисторную оптопару поступает на блок управления ИВЭ. Блок управления вырабатывает две последовательности импульсов частотой 60 кГц:
— для управления ключевым транзистором импульсного стабилизатора – импульсы с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), длительность которых зависит от величины напряжения судовой сети и от отклонения выходного напряжения +5 В от заданного номинального значения (эпюра а);
— для управления работай двухтактного инвертора – импульсы с постоянной скважностью Q = 2 (эпюра б).
Импульсный режим работы ИВЭ позволяет получить высокий к.п.д. (до 80 %), практически независящий от величины напряжения судовой сети, хорошую стабильность выходных напряжений, малые габариты элементов блоков питания и фильтров. Гальваническую развязку между электронными блоками и судовой сетью обеспечивает силовой трансформатор на выходе инвертора и оптоэлектронная обратная связь.
Некоторым недостатком высокочастотных импульсных ИВЭ является повышенный уровень электромагнитных излучений, что приходится учитывать при обеспечении электромагнитной совместимости судового радиоэлектронного оборудования.