Schéma, princip provozu pulzního napájení

Jakékoli napájení je zařízení, které zajišťuje tvorbu sekundárního energie pomocí dalších elektrických komponent. Jednoduše řečeno, PSU slouží k přeměně napětí z jednoho druhu na druhý, nominální hodnotou nebo jinými charakteristikami. Existují dvě velké třídy takových převodníků:

• Analogové transformátory využívající napětí k transformaci napětí;
• Napájecí jednotky (střídače) pulzního typu.

První typ je známý po dlouhou dobu, navzdory neustálému zlepšování, bloky napájení transformátoru mají řadu omezení, která jsou překonána pulzními zařízeními. Princip provozu je odlišný, rozdíly jsou zásadní, ale mnozí nevidí rozdíl mezi transformátory a impulzními převaděči. Pokusíme se tento problém objasnit zvážením principu práce, výhod a nevýhod, jakož i sféry používání pulzních PSU. A samozřejmě se dotkneme hlavních rozdílů od napájecího zdroje.

Co to je

Zjednodušený transformátor BP může být reprezentován ve formě obvodu sestávajícího ze samotného transformátoru, usměrňovače, filtru pro parametry vyhlazovacího výstupního napětí a stabilizátoru. Taková zařízení mají poměrně jednoduché obvody, levné a poskytují nízkou úroveň rušení výstupu.

Ale mají vážné konstruktivní nevýhody - velká hmotnost a nízká účinnost. Významná část energie je přeměněna na tepelné, takže problém přehřátí pro taková zařízení, zvláště výkonná, je jedním z nejdůležitějších nejdůležitějších.

Princip provozu pulzního PSU pro začátečníky lze také vysvětlit jednoduše: je také založen na použití transformátoru, ale funguje na velmi vysokých frekvencích, asi 1-100 kHz a má mnohem menší rozměry a hmotnost. Díky tomu je úkol snadno odstranit teplo. Funkce filtrování/stabilizace výstupního napětí je zjednodušena, protože pro tuto úlohu se používají kondenzátory s nízkou kapacitou.

Ale pohárky střídače mají také nevýhody - složité obvody, citlivost na elektromagnetické rušení. Pokud jde o náklady, je to docela srovnatelné s transformátorovým zařízením.

Princip provozu napájecí jednotky pulzního (střídače)

Nyní se podívejme na to, jak funguje napájecí zdroj pulsu, na poloprofesionální úrovni.

Hlavní funkčnost zařízení je narovnat charakteristiky primárního napětí s následnou transformací na kontinuální sekvenci pulzů následovaných s frekvencí výrazně vyšší než nominální 50 Hz. To je přesně hlavní rozdíl od PSU typu transformátoru. V zařízeních střídače má výstupní napětí přímo ovlivněno fungování jednotky prostřednictvím zpětné vazby. Pomocí charakteristik impulsů je možné přesněji regulovat stabilizaci výstupního napětí, proudu a dalších parametrů. Ve skutečnosti lze napájení pulsu použít jako stabilizátor a napětí a proud. V tomto případě se může polarita a počet výstupních charakteristik velmi lišit, v závislosti na konkrétním návrhu UPS.

Popisujeme princip působení schematického impulsu BP.

První blok zařízení, usměrňovač, domácí napětí je dodáváno s nominální hodnotou 220 V, na transformátoru je amplituda napětí vyhlazena, pro které je odpovědný filtr založený na kapacitním typu kondenzátoru. Dalším stádiem je narovnání signálu sinusoidu pomocí diodového mostu. Poté je sinusoidní napětí převedeno na vysokofrekvenční pulzy, zatímco princip galvanického oddílu napájecího napětí z výstupu lze použít.

Pokud je taková galvanická denouement přítomna, vysokofrekvenční signály podle principu zpětné vazby jsou opět odeslány do transformátoru, který je používá k provádění galvanické výměny. Pro zvýšení účinnosti transformátoru se používá taková technika, jako je zvýšení jeho provozní frekvence.

Princip zpětné vazby střídače je implementován prostřednictvím interakce 3 základních řetězců:

• Shim řadič je zodpovědný za modulaci vstupu latitudinálního modulu;
• Druhým prvkem je kaskáda napájecích klíčů, včetně tranzistorů shromážděných podle speciálních schémat (diagram s středním push -pullem, mostem nebo poloviční silou);
• Třetí řetěz je vlastně pulzní transformátor.

Odrůdy pulzního PSU

Celkově může klasifikace UPS zahrnovat mnoho schémat, ale zvažujeme pouze dva z nich:

• Testransformer pulzní zařízení;
• Transformátor UPS.

Již jsme uvažovali o tom, jak se střídač impulsu liší od obvyklého napájení transformátoru. Nyní můžete mluvit o rozdílech mezi těmito dvěma odrůdami impulsních převodníků.

V Taemanově bývalých UPS sledují vysokofrekvenční impulsy na výstupním usměrňovači a poté - na koncovou složku hladký filtr. Hlavní výhodou takového schématu je jednoduchost designu. Velkou roli hraje široko-pulzní generátor, což je specializovaný mikrocid.

Hlavní nevýhodou takových zařízení je nedostatek galvanické výměny, tj. Zpětná vazba od dodavatelského řetězce. Z tohoto důvodu není úroveň bezpečnosti bývalých bloků Taurus tak vysoká - existuje nebezpečí elektrického šoku vysoké frekvence. Proto jsou napájecí zdroje tohoto typu vyrobeny v nízkém výkonu.

PSU transformátoru jsou běžnější. Existuje galvanické popírání: vysokofrekvenční impulsy jsou přiváděny do bloku transformátoru, do primárního vinutí, zatímco počet sekundárních vinutí je neomezený. Jinými slovy, může existovat mnoho výstupních napětí, zatímco každé sekundární vinutí obsahuje svůj vlastní pár usměrňovače - filtr. Neexistují žádné stížnosti na efektivitu takového pulzního napájení, úroveň zabezpečení je vysoká. Není náhodou, že tento typ se používá v počítačích. Zde, pro dodání signálu do transformátoru podle galvanické výměny, se používá napětí 5/12 V, protože úroveň přesnosti a stability pro provoz komponent PC vyžaduje velmi vysokou.

Mezi hlavní rozdíly v napájení pulsu a klasickým transformátorem patří použití vysokofrekvenčních impulsů namísto standardních 50 Hz. Toto řešení umožnilo použití feromagnetických slitin namísto elektrických odrůd železa. Mají vysokou donucovací sílu, která poskytovala příležitost opakovaně snižovat hmotnost a velikost části transformátoru a celé zařízení.

Použití obvodů střídače výrazně zjednodušilo úkol převodu napětí a proudu, i když schematicky je mnohem komplikovanější než analogy transformátoru.

Schéma IBP

Zvažte, jak není uspořádáno nejsložitější zdroj pulzního napájení v nejběžnější konfiguraci:

• Interhosing Filtr;
• Diodový usměrňovač;
• vyhlazovací filtr;
• TRN;
• blok tranzistorů napájení;
• vysokofrekvenční transformátor;
• usměrňovače;
• Skupina/jednotlivé filtry.

Zóna odpovědnosti interferenčního filtru zahrnuje funkci filtrování rušení, jejichž zdroj vzhledu je samotný zdroj napájení. Faktem je, že použití výkonných polovodičových složek často vede k tvorbě krátkodobých impulsů pozorovaných v rozsáhlém frekvenčním rozsahu. Pro snížení jejich dopadu na výstupní signál se používají řetězy speciálních kondenzátorů, které slouží jako filtr pro takové impulsy.

Účelem diodového usměrňovače je transformace střídavého napětí na vstupu bloku na permanentní na výstupu. Vznikající parazitické pulzace vyhladí filtr nainstalovaný schématem.

Pokud zařízení pulzní jednotky obsahuje převodník konstantního napětí, usměrňovač a řetězec filtru bude zbytečný, protože vstupní signál bude vyhlazený v sekci interpretačního filtru.

Převodník latitudinálního mulse (nazývá se také modulátor) - nejobtížnější část zařízení. Provádí několik funkcí:

• generuje vysokofrekvenční pulzy (od vraha po stovky kHz);
• Na základě parametrů signálu zpětné vazby upravuje vlastnosti pulzní sekvence na výstupu;
• chrání schéma před přetížením.

S PWM jsou impulsy krmeny na klíčové tranzistory vysokého výkonu, nejčastěji vyrobeny podle schémat mostu/seminute. Závěry klíčových tranzistorů jsou přijímány na primárním vinutí bloku transformátoru. Jako elementární základna, tranzistory typu MOSFET nebo IGBT, se liší od bipolárních analogů, mírně sníženého napětí v sekci přechodu a také vyšší rychlost. To umožnilo snížit parametr rozptýlené síly stejnými rozměry.

Pokud jde o princip provozu impulzního transformátoru, používá stejnou metodu transformace jako klasický transformátor BP. Jediný, ale důležitý rozdíl - funguje to na mnohem vyšších frekvencích. To umožnilo výrazně snížit hmotnost a velikost bloku při stejném výstupním výkonu.

Ze sekundárního vinutí transformátoru (připomínáme vám, že jich může být několik) Impuls vstupuje do víkendových usměrňovačů. Na rozdíl od analogu na vstupu bloku by zde měly diody poskytovat práci na vysokých frekvencích. Nejlepší -pododové s takovou prací vyrovnávají. Jsou uspořádány takovým způsobem, že poskytují malou kapacitu přechodu P-N a proto malý pokles napětí s vysokým ukazatelem provozní frekvence.

Poslední prvek obvodu, výstupní filtr, vyhladí pulzaci napětí vstupujícího do vstupu. Protože se jedná o vysokofrekvenční impulsy, není třeba používat kondenzátory a cívky s vysokou silou.

Rozsah UPS

Éra klasického transformátoru PSU jde do zapomnění. Převodníky pulsů založené na polovodičových stabilizátorech všude je všude vytlačují, protože na stejném výstupním výkonu jsou charakterizovány mnohem menší hmotností -jsou spolehlivější než analogové odpůrci a mají mnohem vyšší účinnost, což vám umožňuje snížit tepelné ztráty. Nakonec může UPS fungovat se vstupním napětím v rozsáhlém rozsahu hodnot. Pulzní blok stejné velikosti jako transformátor má mnohokrát více energie.

V současné době se v oblastech vyžadující transformaci střídavého napětí na trvalé, používají se téměř pouze pulzní střídače, zatímco mohou poskytnout zvýšení stresu, který není k dispozici pro klasické analogové bloky. Další výhodou UPS je schopnost zajistit změnu polarity výstupního napětí. Práce na vysokých frekvencích usnadňuje funkci stabilizace/filtrování výstupních impulsů.

Střídače malé velikosti postavené na specializovaných mikrokordách jsou základem nabíjení zařízení všech druhů mobilních pomůcek a jejich spolehlivost je taková, že životnost výrazně překračuje zdroj mobilních zařízení. Již jsme zmínili počítačové napájecí jednotky. Všimněte si, že princip provozu UPS se používá u 12-voltových ovladačů LED napájení.

Pomohl vám tento článek zjistit, jaký je princip provozu energetické jednotky? Pokud něco zůstává nepochopitelné nebo jen chcete poděkovat za informace, čekáme na vás v komentářích.