Skeem, impulss -toiteallika toimimise põhimõte

Mis tahes toiteallikas on seade, mis tagab sekundaarse võimsuse moodustumise, kasutades täiendavaid elektrilisi komponente. Lihtsamalt öeldes on PSU teisendamine ühest liigist teise, nimiväärtuse või muude omaduste abil. Selliste muundurite on kaks suurt klassi:

• Analoogtrafod, kasutades pinget pinge muutmiseks;
• impulssitüüpi toiteallika ühikud (muundurid).

Esimene tüüp on tuntud pikka aega, vaatamata pidevale paranemisele on trafo toiteallika plokkidel mitmeid piiranguid, millest impulss -seadmed ületavad. Operatsiooni põhimõte on erinev, erinevused on põhimõttelised, kuid paljud ei näe erinevust trafo ja impulss muundurite vahel. Püüame seda küsimust selgitada, võttes arvesse tööpõhimõtet, eeliseid ja puudusi, samuti impulss -PSU -de kasutamise valdkonda. Ja muidugi puudutame toiteallika üksuste peamisi erinevusi.

Mis see on

Lihtsustatud trafo BP saab tähistada ahela kujul, mis koosneb trafo endast, alaldist, filter väljundpinge parameetrite silumiseks ja stabilisaatoriks. Sellistel seadmetel on üsna lihtne vooluring, odav ja pakuvad madalat väljundhäireid.

Kuid neil on tõsised konstruktiivsed puudused - suur kaal ja madal efektiivsus. Märkimisväärne osa energiast muudetakse termiliseks, nii et selliste seadmete, eriti võimsate ülekuumenemise probleem on üks asjakohasemaid.

Samuti saab algajatele pulseeritud PSU toimimise põhimõtet seletada üsna lihtsalt: see põhineb ka trafo kasutamisel, kuid see töötab väga kõrgetel sagedustel, umbes 1-100 kHz ja sellel on palju väiksemad mõõtmed ja mass ja mass. See omakorda muudab soojuse eemaldamise ülesande hõlpsasti teostatavaks. Väljundpinge filtreerimise/stabiliseerimise funktsioon on lihtsustatud, kuna selle ülesande jaoks kasutatakse madala mahutavusega kondensaatoreid.

Kuid muunduri toitekillidel on ka puudused - keeruline vooluring, tundlikkus elektromagnetiliste häirete suhtes. Mis puutub kuludesse, siis see on üsna võrreldav trafo seadmetega.

Pulsi (muunduri) toiteallikate toimimise põhimõte

Vaatame nüüd, kuidas pulsi toiteallikas töötab, poolprofessionaalsel tasandil.

Seadme peamine funktsionaalsus on primaarpinge omaduste sirgendamine järgneva muundumisega pidevaks impulsside järjestuseks, järgides sagedust oluliselt kõrgem kui nominaalne 50 Hz. See on täpselt peamine erinevus trafo tüüpi PSU -st. Inverter -seadmetes mõjutab väljundpinge otseselt seadme toimimist tagasiside kaudu. Kasutades impulsside omadusi, on võimalik täpsemalt reguleerida väljundpinge, voolu ja muude parameetrite stabiliseerumist. Tegelikult saab impulsi toiteallikat kasutada stabilisaatorina, pinget ja voolu. Sel juhul võivad väljundomaduste polaarsus ja arv erineda, sõltuvalt UPS -i konkreetsest kujundusest.

Kirjeldame impulsi bp tegevuse põhimõtet skemaatiliselt.

Seadme esimene plokk, alald, kodumaine pinge on esitatud nimiväärtusega 220 V, trafo peal on pinge amplituud silutud, mille jaoks vastutab mahtuvusliku tüübi kondensaatoril põhinev filter, mis põhineb mahtuvus. Järgmine etapp on sinusoidsignaali sirgendamine dioodisilla abil. Pärast seda teisendatakse sinusoidi pinge kõrge sagedusega impulssiks, samas kui väljundist saab toitepinge galvaanilise sektsiooni põhimõte.

Kui selline galvaaniline denouement on olemas, saadetakse Trafole uuesti tagasiside põhimõtte järgi kõrge sagedussignaalid, mis kasutab neid galvaanilise vahetuse läbiviimiseks. Trafo efektiivsuse suurendamiseks kasutatakse sellist tehnikat nagu selle töösageduse suurendamine.

Inverteri tagasiside põhimõtet rakendatakse 3 põhiahela interaktsiooni kaudu:

• Sisetubade mooduli modulatsiooni eest vastutab SHIM -kontroller;
• Teine element on võimsusklahvide kaskaad, sealhulgas spetsiaalsete skeemide järgi kogutud transistorid (diagramm keskpunkti tõukejõu, silla või poole jõuga);
• Kolmas kett on tegelikult impulsitrafo.

Impulss -psu sordid

Üldiselt võib UPS -i klassifikatsioon sisaldada paljusid skeeme, kuid kaalume neist ainult kahte:

• TestRansformer impulss -seadmed;
• Transformer UPS.

Oleme juba kaalunud, kuidas impulssinverter erineb tavalisest trafo toiteallikast. Nüüd saate rääkida nende kahe impulssmuundurite erinevustest.

Tamani endistes UPS -is järgivad suure sagedusega impulsid väljundlanti ja seejärel - klemmi komponendile, sileda filtrile. Sellise skeemi peamine eelis on kujunduse lihtsus. Suurt rolli mängib laimpulssgeneraator, mis on spetsiaalne mikrolingil.

Selliste seadmete peamine puudus on galvaanilise vahetuse puudumine, st tarneahela tagasiside. Sel põhjusel pole Tauruse endiste plokkide turvalisuse tase nii kõrge - kõrge sagedusega elektrilöögi oht on. Seetõttu valmistatakse seda tüüpi toiteallikaid vähese võimsusega.

Transformer PSU -d on tavalisemad. Seal on galvaaniline denouement: kõrge sagedusega impulsid suunatakse trafo plokki, primaarmähiseni, samas kui sekundaarsete mähiste arv on piiramatu. Teisisõnu võib olla palju väljundpingeid, samas. Sellise impulss -toiteallika tõhususe kohta pole kaebusi, turvalisuse tase on kõrge. Pole juhus, et seda tüüpi kasutatakse arvutites. Signaali signaali edastamiseks vastavalt galvaanilisele vahetusele kasutatakse 5/12 V pinget, kuna PC komponentide töö täpsuse ja stabiilsuse tase nõuab väga kõrget.

Impulsi toiteallika ja klassikalise trafo peamiste erinevuste hulgas on standardse 50 Hz asemel kõrge sagedusega impulsside kasutamine. See lahendus võimaldas raua elektrisortide asemel kasutada ferromagnetilisi sulameid. Neil on kõrge sunniviisiline jõud, mis andis võimaluse korduvalt vähendada trafo osa ja kogu seadme massi ja suurust.

Inverteri vooluahelate kasutamine lihtsustas pinge ja voolu teisendamise ülesannet, ehkki skemaatiliselt on see palju keerulisem kui trafo analoogid.

IBP skeem

Mõelge, kuidas mitte kõige keerulisem impulsi toiteallikas kõige tavalisemas konfiguratsioonis on paigutatud:

• vahepeal filter;
• Dioodi alald;
• silumine filter;
• Okas;
• toitevõtme transistoride plokk;
• kõrge sagedusega trafo;
• alaldid;
• Rühma/üksikud filtrid.

Sekkumisfiltri vastutuse tsoon hõlmab häirete filtreerimise funktsiooni, mille välimuse allikas on toiteallikas ise. Fakt on see, et võimsate pooljuhtide komponentide kasutamine viib sageli lühiajaliste impulsside moodustumiseni, mida täheldatakse ulatuslikus sagedusvahemikus. Vähendamiseks nende mõju väljundsignaalile kasutatakse spetsiaalsete mööduvate kondensaatorite ahelaid, mis toimivad selliste impulsside filtrina.

Dioodi alaldi eesmärk on vahelduva pinge muundamine ploki sisselaskeavas püsimiseks väljundis. Tekkivad parasiitide pulsatsioonid siluvad skeemiga paigaldatud filtri.

Kui impulsiüksuse seade sisaldab konstantset pingemuundurit, on alald ja filteriahel üleliigsed, kuna sisendsignaal silub tõlgendamise filtri sektsioonis.

Laiuskraadimuundur (seda nimetatakse ka modulaatoriks) - seadme kõige keerulisem osa. See täidab mitu funktsiooni:

• genereerib kõrge sagedusega impulsse (tapjast sadade kHz -ni);
• Tagasiside signaali parameetrite põhjal reguleerib see väljundi impulsijärjestuse omadusi;
• kaitseb skeemi ülekoormuse eest.

PWM -iga juhitakse impulsse suure võimsusega peamistele transistoridele, enamasti tehakse vastavalt sillale/pool -minutile. Transistoride peamiste transistoride järeldused võetakse vastu trafoploki primaarse mähise kohta. Elementaarse alusena, MOSFETi või IGBT -tüüpi transistorid, erinevad bipolaarsetest analoogidest, pisut vähendatud pinget üleminekuosas, samuti suurem kiirus. See võimaldas vähendada hajutatud võimsuse parameetrit samade mõõtmetega.

Mis puutub impulsstrafo toimimise põhimõttesse, siis see kasutab sama transformatsioonimeetodit nagu klassikaline trafo BP. Ainus, kuid oluline erinevus - see töötab palju kõrgematel sagedustel. See võimaldas oluliselt vähendada ploki massi ja suurust samal väljundvõimsusel.

Trafo sekundaarsest mähisest (tuletame teile meelde, et neid võib olla mitu), siseneb impulss nädalavahetuse alalditele. Erinevalt analoog ploki sisselaskeavast peaksid siin dioodid pakkuma tööd kõrgetel sagedustel. Parimad -Job DODODS saavad sellise tööga hakkama. Need on paigutatud nii, et need tagaksid väikese P-N ülemineku mahutavuse ja vastavalt väikese pingelanguse, millel on kõrge näitaja töösageduse kohta.

Ahela viimane element, väljundfilter, silub sisendisse siseneva rektifitseeritud pinge pulsatsiooni. Kuna need on suure sagedusega impulsid, pole vaja kasutada kondensaatoreid ja suure võimsusega mähiseid.

UPSi ulatus

Klassikalise Transformer PSU ajastu läheb unustusse. Pulsemuundurid, mis põhinevad pooljuhtide stabilisaatoritel kõikjal, tõrjuvad neid kõikjal, kuna sama väljundvõimsust iseloomustavad palju väiksemad kaalud -need on usaldusväärsemad kui analoogsed vastased ja neil on palju suurem tõhusus, mis võimaldab teil vähendada termilisi kadusid. Lõpuks saavad UPS funktsioneerida sisendpingega ulatusliku väärtuste vahemikus. Transformeriga sama suurusega impulsiplokk on mitu korda rohkem võimsust.

Praegu kasutatakse vahelduva pinge muutmist püsivaks, peaaegu ainult impulss -muunduriteks, samal ajal kui need võivad suurendada stressi, mis pole klassikaliste analoogplokkide jaoks saadaval. UPS -i teine ​​eelis on võime tagada väljundpinge polaarsuse muutus. Töö kõrgsagedustel hõlbustab väljundvedude stabiliseerimise/filtreerimise funktsiooni.

Spetsiaalsetele mikrolingidele ehitatud väikesed inverterid on igasuguste mobiilsete vidinate laadimisseadmete alus ja nende töökindlus on selline, et tööiga ületab märkimisväärselt mobiilseadmete ressursi. Oleme juba maininud arvuti toiteallika üksusi. Pange tähele, et UPS-i toimimise põhimõtet kasutatakse LED-toiteallika 12-voldistes juhtides.

Kas see artikkel aitas teil välja mõelda, milline on impulsi võimsusüksuse toimimise põhimõte endiselt? Kui midagi jääb arusaamatuks või soovite lihtsalt teabe eest tänada, ootame teid kommentaarides.