Shema, načelo rada pulsiranog napajanja

Svako napajanje je uređaj koji osigurava stvaranje sekundarne snage pomoću dodatnih električnih komponenti. Jednostavno rečeno, PSU služi za pretvaranje napona iz jedne vrste u drugu, prema nominalnoj vrijednosti ili drugim karakteristikama. Postoje dvije velike klase takvih pretvarača:

• Analogni transformatori pomoću napona za transformaciju napona;
• Jedinice napajanja (pretvarači) pulsiranog tipa.

Prva vrsta je poznata već duže vrijeme, unatoč stalnom poboljšanju, blokovi napajanja transformatora imaju niz ograničenja koja se prevladavaju pulsnim uređajima. Princip rada je različit, razlike su temeljne, ali mnoge ne vide razliku između transformatora i pretvarača impulsa. To ćemo pokušati razjasniti razmatranjem načela rada, prednosti i nedostataka, kao i sfere upotrebe pulsnih PSU -a. I, naravno, dotaknut ćemo glavne razlike od jedinica za napajanje.

Što je

Pojednostavljeni transformator BP može se predstaviti u obliku kruga koji se sastoji od samog transformatora, ispravljača, filtra za izravnavanje izlaznog napona i stabilizatora. Takvi uređaji imaju prilično jednostavan krug, jeftin i pružaju nisku razinu izlaznih smetnji.

Ali imaju ozbiljne konstruktivne nedostatke - velika težina i niska učinkovitost. Značajan dio energije pretvara se u toplinu, pa je problem pregrijavanja za takve uređaje, posebno moćni, jedan od najrelevantnijih.

Načelo rada pulsiranog PSU-a za početnike također se može objasniti jednostavno: temelji se i na upotrebi transformatora, ali djeluje na vrlo visokim frekvencijama, oko 1-100 kHz i ima mnogo manjih dimenzija i mase. To zauzvrat čini zadatak uklanjanja topline lako izvedivim. Funkcija filtriranja/stabilizacije izlaznog napona je pojednostavljena, jer se za ovaj zadatak koriste kondenzatori niskog kapaciteta.

No, Inverter Power Buckles također imaju nedostatke - složen krug, osjetljivost na elektromagnetske smetnje. Što se tiče troškova, on je prilično usporediv s uređajima za transformator.

Načelo rada pulsirane (pretvarača) jedinice za napajanje

Sada pogledajmo kako funkcionira napajanje impulsa, na polu -profesionalnoj razini.

Glavna funkcionalnost uređaja jest ispravljanje karakteristika primarnog napona s naknadnom transformacijom u kontinuirani slijed impulsa koji slijede s frekvencijom značajno višom od nominalnih 50 Hz. To je upravo glavna razlika od PSU tipa transformatora. U uređajima pretvarača izlazni napon izravno utječe na funkcioniranje jedinice putem povratnih informacija. Koristeći karakteristike impulsa, moguće je preciznije regulirati stabilizaciju izlaznog napona, struje i drugih parametara. U stvari, napajanje impulsa može se koristiti kao stabilizator i napon i struja. U ovom slučaju, polaritet i broj izlaznih karakteristika mogu se uvelike razlikovati, ovisno o specifičnom dizajnu UPS -a.

Opisali smo načelo djelovanja Impulse BP shematski.

Prvi blok uređaja, ispravljač, domaći napon isporučuje se s nominalnom licom od 220 V, na transformatoru je izglađena amplituda napona, za koji je odgovoran filter na temelju kondenzatora kapacitivnog tipa. Sljedeća faza je ispravljanje sinusoidnog signala pomoću diodnog mosta. Nakon toga se sinusoidni napon pretvara u visokofrekventne impulse, dok se može koristiti princip galvanskog odjeljka napajanja iz izlaza.

Ako je prisutno takvo galvansko demantiranje, signali visoke frekvencije prema načelu povratnih informacija ponovno se šalju transformatoru, koji ih koristi za provođenje Galvanske razmjene. Da bi se povećala učinkovitost transformatora, koristi se takva tehnika kako se povećava njegova radna frekvencija.

Načelo povratnih informacija pretvarača provodi se interakcijom 3 osnovna lanca:

• Shim kontroler odgovoran je za modulaciju unosa u modulu zemljopisnog modula;
• Drugi je element kaskada moćnih ključeva, uključujući tranzistore prikupljene prema posebnim shemama (dijagram s srednjim točkom push -pullom, mostom ili pola snage);
• Treći lanac je zapravo pulsni transformator.

Sorte pulsiranog PSU -a

Općenito, klasifikacija UPS -a može uključivati ​​mnoge sheme, ali razmotrit ćemo samo dvije od njih:

• Testransformer pulsirani uređaji;
• Transformer UPS.

Već smo razmotrili kako se pretvarač impulsa razlikuje od uobičajenog napajanja transformatora. Sada možete razgovarati o razlikama između ove dvije sorte pretvarača impulsa.

U Taeman bivšim UPS -u, visoke frekvencijske impulse slijede izlazni ispravljač, a zatim - do terminalne komponente, glatki filter. Glavna prednost takve sheme je jednostavnost dizajna. Veliku ulogu igra generator širokog pulsa, koji je specijalizirani mikrocirnik.

Glavni nedostatak takvih uređaja je nedostatak galvanske razmjene, odnosno povratne informacije iz lanca opskrbe. Iz tog razloga, razina sigurnosti bivših blokova Bika nije tako velika - postoji opasnost od električnog udara visoke frekvencije. Stoga se napajanja ove vrste izrađuju u niskoj snazi.

PSU transformatora su češći. Postoji galvanski demantiranje: visoke frekvencijske impulse dovode se u blok transformatora, na primarni namotavanje, dok je broj sekundarnih namota neograničen. Drugim riječima, može biti mnogo izlaznih napona, dok svaki sekundarni namot sadrži svoj vlastiti par ispravljača - filter. Nema pritužbi na učinkovitost takvog pulsiranog napajanja, razina sigurnosti je visoka. Nije slučajno što se ova vrsta koristi u računalima. Ovdje, za dovod signala transformatoru prema galvanskoj razmjeni, koristi se napon od 5/12 V, budući da je razina točnosti i stabilnosti za rad komponenti PC -a potrebna vrlo visoka.

Među glavnim razlikama u napajanju pulsa i klasičnom transformatoru je upotreba visokofrekventnih impulsa umjesto standardnih 50 Hz. Ovo rješenje omogućilo je upotrebu feromagnetskih legura umjesto električnih sorti željeza. Imaju visoku prisilnu silu, koja je pružila priliku da više puta smanjuju težinu i veličinu dijela transformatora i cijeli uređaj.

Upotreba inverterskih krugova uvelike je pojednostavila zadatak pretvaranja napona i struje, iako je shematski složeniji od analoga transformatora.

IBP shema

Razmotrite kako nije raspoređeno najsloženije napajanje impulsa u najčešćoj konfiguraciji:

• Ulazni filter;
• Diodni ispravljač;
• Filter za izravnavanje;
• TRN;
• Blok Tranzistora s ključnim napajanjem;
• Transformator visoke frekvencije;
• ispravljači;
• Grupni/pojedinačni filtri.

Zona odgovornosti filtera smetnje uključuje funkciju filtriranja smetnji, čiji je izvor izgled sam napajanje. Činjenica je da upotreba moćnih komponenti poluvodiča često dovodi do stvaranja kratkoročnih impulsa opaženih u opsežnom frekvencijskom rasponu. Kako bi smanjili njihov utjecaj na izlazni signal, koriste se lanci posebnih prolaznih kondenzatora koji služe kao filter za takve impulse.

Svrha ispravljača diode je transformacija naizmjeničnog napona na ulazu bloka u trajni na izlazu. Sastavljene parazitske pulsacije izglađuju filter instaliran pomoću sheme.

Ako uređaj za impulsku jedinicu uključuje konstantni pretvarač napona, ispravljač i lanac filtra bit će suvišan, jer će se ulazni signal izgladiti u odjeljku za tumačenje filtra.

Latitudinalni pretvarač -mulse (naziva se i modulator) - najteži dio uređaja. Obavlja nekoliko funkcija:

• generira visoke frekvencijske impulse (od ubojice do stotina kHz);
• Na temelju parametara povratnog signala, prilagođava karakteristike sekvence impulsa na izlazu;
• štiti shemu od preopterećenja.

S PWM -om se impulsi napajaju ključnim tranzistorima velike snage, najčešće se izrađuju prema most/polu -minutnim shemama. Zaključci ključnih tranzistora primaju se na primarno namotavanje bloka transformatora. Kao elementarna baza, tranzistori tipa MOSFET ili IGBT, razlikujući se od bipolarnih analoga, lagano smanjeni napon na prijelaznom dijelu, kao i veću brzinu. To je omogućilo smanjenje parametra raspršene snage s istim dimenzijama.

Što se tiče principa rada impulsnog transformatora, on koristi istu metodu transformacije kao i klasični transformator BP. Jedina, ali važna razlika - djeluje na mnogo višim frekvencijama. To je omogućilo značajno smanjenje mase i veličine bloka pri istoj izlaznoj snazi.

Iz sekundarnog namota transformatora (podsjećamo vas da ih može biti nekoliko) impuls ulazi u vikend ispravljače. Za razliku od analoga na ulazu u blok, ovdje bi diode trebale pružiti rad na visokim frekvencijama. Najbolji -Job Doodods se nose s takvim radom. Oni su raspoređeni na takav način da pružaju mali kapacitet P-N prijelaza i, prema tome, mali pad napona s visokim pokazateljem radne frekvencije.

Posljednji element kruga, izlazni filter, izglađuje pulsiranje ispravljenog napona koji ulazi u ulaz. Budući da su to visoko -frekvencijski impulsi, nema potrebe koristiti kondenzatore i zavojnice velike snage.

Opseg uspona

Era klasičnog transformatora PSU ulazi u zaborav. Pretvarači impulsa temeljeni na stabilizatorima poluvodiča svugdje ih premještaju svugdje, budući da su istom izlaznom snagom karakterizirani mnogo manjim težinama -oni su pouzdaniji od analognih protivnika i imaju mnogo veću učinkovitost, omogućujući vam smanjenje toplinskih gubitaka. Konačno, UPS može funkcionirati s ulaznim naponom u opsežnom rasponu vrijednosti. Pulsni blok iste veličine kao i transformator, ima mnogo puta više snage.

Trenutno se na područjima koja zahtijevaju transformaciju izmjeničnog napona u trajne, koriste se gotovo samo pulsirani pretvarači, dok oni mogu osigurati povećanje stresa, što nije dostupno za klasične analogne blokove. Još jedna prednost UPS -a je mogućnost osiguranja promjene polariteta izlaznog napona. Rad na visokim frekvencijama olakšava funkciju stabilizacije/filtriranja izlaznih impulsa.

Mali prenosivači izgrađeni na specijaliziranim mikrocirkutima osnova su uređaja za punjenje svih vrsta mobilnih uređaja, a njihova pouzdanost je takav da servisni život značajno premašuje resurs mobilnih uređaja. Već smo spomenuli jedinice za napajanje računala. Imajte na umu da se načelo rada UPS-a koristi u 12-voltima pokretača LED napajanja.

Je li vam ovaj članak pomogao da shvatite koji je princip rada jedinice za napajanje impulsa još uvijek? Ako nešto ostane nerazumljivo ili samo želite zahvaliti na informacijama, čekamo vas u komentarima.