Schema, impulsinio maitinimo šaltinio veikimo principas

Bet koks maitinimo šaltinis yra prietaisas, užtikrinantis antrinės galios susidarymą, naudojant papildomus elektrinius komponentus. Paprasčiau tariant, PSU padeda paversti įtampą iš vienos rūšies į kitą, atsižvelgiant į nominalią vertę ar kitas charakteristikas. Yra dvi didelės tokių keitiklių klasės:

• Analoginiai transformatoriai, naudojant įtampą įtampai transformuoti;
• impulsinio tipo maitinimo blokai (keitikliai).

Pirmasis tipas yra žinomas ilgą laiką, nepaisant nuolatinio pagerėjimo, transformatoriaus maitinimo blokai turi daugybę apribojimų, kuriuos įveikia impulsiniai įtaisai. Veikimo principas yra skirtingas, skirtumai yra esminiai, tačiau daugelis nemato skirtumo tarp transformatoriaus ir impulsų keitiklių. Pabandysime išsiaiškinti šią problemą atsižvelgdami į darbo, pranašumų ir trūkumų principą, taip pat impulsinio PSU naudojimo sritį. Ir, žinoma, mes paliesime pagrindinius skirtumus nuo maitinimo šaltinio blokų.

Kas tai yra

Supaprastintas transformatorius BP gali būti pavaizduotas grandine, kurią sudaro pats transformatorius, lygintuvas, filtras, skirtas išlyginti išėjimo įtampos parametrus ir stabilizatorių. Tokie įrenginiai turi gana paprastą schemą, nebrangiai ir suteikia žemą išėjimo trukdžių lygį.

Tačiau jie turi rimtų konstruktyvių trūkumų - didelio svorio ir mažo efektyvumo. Didelė energijos dalis paverčiama šilumine.

Pradedantiesiems impulsinio PSU veikimo principas taip pat gali būti gana paprastas: jis taip pat pagrįstas transformatoriaus naudojimu, tačiau jis veikia labai aukštais dažniais, apie 1–100 kHz, ir turi daug mažesnius matmenis ir masę. Tai, savo ruožtu, leidžia lengvai pašalinti šilumą. Išėjimo įtampos filtravimo/stabilizavimo funkcija yra supaprastinta, nes šiai užduočiai naudojami mažos talpos kondensatoriai.

Tačiau keitiklio galios skiltys taip pat turi trūkumų - sudėtingos grandinės, jautrumas elektromagnetiniams trukdžiams. Kalbant apie išlaidas, tai yra gana panaši į „Transformerio“ įrenginius.

Impulsinio (keitiklio) maitinimo bloko veikimo principas

Dabar pažiūrėkime, kaip veikia impulsų maitinimo šaltinis, pusiau profesionaliame lygmenyje.

Pagrindinis prietaiso funkcionalumas yra ištiesinti pirminės įtampos charakteristikas, kai vėlesnė transformacija į nuolatinę impulsų seką seka dažniu, žymiai didesniu nei nominalus 50 Hz. Tai tiksliai yra pagrindinis skirtumas nuo transformatoriaus tipo PSU. „Inverter“ įrenginiuose išėjimo įtampa tiesiogiai veikia įrenginio veikimą per grįžtamąjį ryšį. Naudojant impulsų charakteristikas, galima tiksliau sureguliuoti išėjimo įtampos, srovės ir kitų parametrų stabilizavimą. Tiesą sakant, impulsų maitinimo šaltinį galima naudoti kaip stabilizatorių ir įtampą bei srovę. Tokiu atveju išėjimo charakteristikų poliškumas ir skaičius gali skirtis, atsižvelgiant į specifinį UPS projektą.

Mes schematiškai apibūdiname impulsų bp veikimo principą.

Pirmasis prietaiso blokas, lygintuvas, buitinė įtampa tiekiama 220 V nominalia verte, transformatoriaus įtampos amplitudė yra išlyginta, kuriai filtras, pagrįstas talpinio tipo kondensatoriumi, yra atsakingas. Kitas etapas yra sinusoidinio signalo tiesinimas naudojant diodo tiltą. Po to sinusoidinė įtampa paverčiama aukšto dažnio impulsais, tuo tarpu gali būti naudojamas maitinimo įtampos galvaninio skyriaus principas iš išvesties.

Jei toks galvaninis denuementas yra, aukšto dažnio signalai pagal grįžtamojo ryšio principą vėl siunčiami transformatoriui, kuris juos naudoja norint atlikti galvaninį mainą. Norėdami padidinti transformatoriaus efektyvumą, naudojama tokia technika, kaip padidinti jo veikimo dažnį.

Inverterio grįžtamojo ryšio principas įgyvendinamas per 3 pagrindinių grandinių sąveiką:

• „Shim“ valdiklis yra atsakingas už įvesties modulio modulio modulią;
• Antrasis elementas yra galios klavišų kaskados, įskaitant tranzistorius, surinktus pagal specialias schemas (diagrama su vidurio taško pūtimo, tilto ar pusės jėgos);
• Trečioji grandinė iš tikrųjų yra impulsų transformatorius.

Impulsinio PSU veislės

Apskritai, UPS klasifikacija gali apimti daugybę schemų, tačiau mes svarstysime tik du iš jų:

• „TestRansformer“ impulsiniai įtaisai;
• Transformatorių UPS.

Mes jau svarstėme, kuo impulsų keitiklis skiriasi nuo įprasto transformatoriaus maitinimo šaltinio. Dabar galite kalbėti apie šių dviejų impulsų keitiklių veislių skirtumus.

Ankstesniuose „Taeman“ UPS aukšto dažnio impulsai seka išvesties lygintuvą, o po to - iki galinio komponento, lygų filtrą. Pagrindinis tokios schemos pranašumas yra dizaino paprastumas. Didelį vaidmenį vaidina plataus impulsų generatorius, kuris yra specializuotas mikrocirkimas.

Pagrindinis tokių prietaisų trūkumas yra galvaninio mainų trūkumas, tai yra, tiekimo grandinės atsiliepimai. Dėl šios priežasties „Taurus“ buvusių blokų saugumo lygis nėra toks didelis - kyla pavojus, kad elektros šokas yra aukšto dažnio. Todėl tokio tipo maitinimo šaltiniai yra pagaminti iš mažos galios.

Transformatoriaus PSU yra dažnesni. Yra galvaninis denuementas: aukšto dažnio impulsai yra šeriami į transformatoriaus bloką į pirminę apviją, o antrinių apvijų skaičius yra neribotas. Kitaip tariant, gali būti daug išvesties įtempių, tuo tarpu kiekvienoje antrinėje apvijoje yra savo lygintuvo poros - filtro pora. Nėra skundų dėl tokio impulsinio maitinimo šaltinio efektyvumo, saugumo lygis yra aukštas. Neatsitiktinai šis tipas naudojamas kompiuteriuose. Norint tiekti signalą transformatoriui pagal galvaninį mainą, naudojama 5/12 V įtampa, nes tikslumo ir stabilumo lygiui ir stabilumui, veikiant kompiuterio komponentams, reikia labai aukštai.

Tarp pagrindinių impulsų maitinimo šaltinio ir klasikinio transformatoriaus skirtumų yra aukšto dažnio impulsų naudojimas, o ne standartinis 50 Hz. Šis sprendimas leido naudoti feromagnetinius lydinius, o ne elektrines geležies veisles. Jie turi didelę prievartos jėgą, kuri suteikė galimybę pakartotinai sumažinti transformatoriaus dalies ir viso prietaiso svorį ir dydį.

Inverterio grandinių naudojimas labai supaprastino įtampos ir srovės konvertavimo užduotį, nors schematiškai yra daug sudėtingesnė nei transformatoriaus analogai.

IBP schema

Apsvarstykite, kaip nėra pats sudėtingiausias impulsų maitinimo šaltinis labiausiai paplitusioje konfigūracijoje:

• tarptautinis filtras;
• diodų lygintuvas;
• išlyginimo filtras;
• Erškėčiai;
• galios raktų tranzistorių blokas;
• Aukšto dažnio transformatorius;
• lygintuvai;
• Grupės/atskiri filtrai.

Trikdžių filtro atsakomybės zona apima filtravimo trukdžių funkciją, kurios išvaizdos šaltinis yra pats maitinimo šaltinis. Faktas yra tas. Siekiant sumažinti jų poveikį išvesties signalui, naudojamos specialių pravažiuojančių kondensatorių grandinės, kurios yra tokių impulsų filtras.

Diodo lygintuvo tikslas yra kintamos įtampos pertvarkymas bloko įleidimo angoje į nuolatinį išėjimą prie išėjimo. Kylantys parazitiniai pulsacijos išlygina schemos įdiegtą filtrą.

Jei impulsų įrenginyje yra pastovus įtampos keitiklis, lygintuvas ir filtrų grandinė bus nereikalingi, nes įvesties signalas bus išlygintas aiškinamojo filtro skyriuje.

Latitudinal -Mulse keitiklis (jis dar vadinamas moduliatoriumi) - sunkiausia įrenginio dalis. Tai atlieka keletą funkcijų:

• generuoja aukšto dažnio impulsus (nuo žudiko iki šimtų khz);
• Remiantis grįžtamojo ryšio signalo parametrais, jis pakoreguoja impulsų sekos charakteristikas išvesties metu;
• apsaugo schemą nuo perkrovos.

Naudojant PWM, impulsai šeriami pagrindiniams didelės galios tranzistoriams, dažniausiai gaminami pagal tilto/pusiau minutės schemas. Pagrindinių tranzistorių išvados pateikiamos pirminėje transformatoriaus bloko apvijoje. Kaip elementacinė bazė, MOSFET arba IGBT tipo tranzistoriai, skiriasi nuo bipolinių analogų, šiek tiek sumažinta įtampa pereinamojo laikotarpio skyriuje, taip pat didesnis greitis. Tai leido sumažinti išsklaidytos galios parametrą tais pačiais matmenimis.

Kalbant apie impulsų transformatoriaus veikimo principą, jis naudoja tą patį transformacijos metodą kaip ir klasikinis transformatorius BP. Vienintelis, bet svarbus skirtumas - jis veikia daug aukštesniais dažniais. Tai leido žymiai sumažinti bloko masę ir dydį toje pačioje išėjimo galioje.

Iš antrinės transformatoriaus apvijos (mes jums primename, kad gali būti keli), impulsas patenka į savaitgalio lygintuvus. Skirtingai nuo analogo bloko įleidimo angoje, čia diodai turėtų atlikti darbą aukštais dažniais. Geriausi -job doododai susidoroja su tokiu darbu. Jie yra išdėstyti taip, kad jie užtikrintų nedidelę P-N perėjimo talpą, ir, atitinkamai.

Paskutinis grandinės elementas, išvesties filtras, išlygina ištaisytos įtampos, įeinančios į įvestį. Kadangi tai yra aukšto dažnio impulsai, nereikia naudoti didelės galios kondensatorių ir ritinių.

UPS taikymo sritis

Klasikinio transformatoriaus PSU era pereina į užmarštį. Impulsų keitikliai, pagrįsti puslaidininkių stabilizatoriais visur, išstumia juos visur, nes toje pačioje išėjimo galioje būdinga daug mažesnė svorio šūviai, jie yra patikimesni nei analoginiai oponentai ir turi daug didesnį efektyvumą, leidžiant sumažinti šiluminius nuostolius. Galiausiai UPS gali veikti su įvesties įtampa plačiame verčių diapazone. Tokio paties dydžio kaip transformatoriaus impulsų blokas turi daug kartų daugiau galios.

Šiuo metu teritorijose, kuriose reikia pakeisti kintamą įtampą į nuolatinę, naudojami beveik tik impulsai, tuo tarpu jie gali padidinti stresą, o tai nėra klasikiniams analoginiams blokams. Kitas UPS pranašumas yra galimybė užtikrinti išėjimo įtampos poliškumo pokyčius. Darbas aukštais dažniais palengvina išėjimo impulsų stabilizavimo/filtravimo funkciją.

Mažų dydžių keitikliai, sukurti ant specializuotų mikrocirkuliacijų. Mes jau minėjome kompiuterio maitinimo šaltinį. Atminkite, kad UPS veikimo principas naudojamas 12 voltų LED maitinimo šaltinio tvarkyklėse.

Ar šis straipsnis padėjo išsiaiškinti, koks vis dar yra impulsų galios veikimo principas? Jei kažkas lieka nesuprantama arba norite tik padėkoti už informaciją, mes laukiame jūsų komentaruose.