Shema, načelo delovanja impulznega napajanja

Vsako napajanje je naprava, ki z dodatnimi električnimi komponentami zagotavlja oblikovanje sekundarne moči. Preprosto povedano, PSU služi za pretvorbo napetosti iz ene vrste v drugo, po nominalni vrednosti ali drugih značilnostih. Obstajata dva velika razreda takšnih pretvornikov:

• Analogni transformatorji, ki uporabljajo napetost za preoblikovanje napetosti;
• napajalne enote (pretvorniki) impulznega tipa.

Prva vrsta je znana že dolgo, kljub nenehnemu izboljšanju imajo bloki napajanja transformatorjev številne omejitve, ki jih premagajo impulzne naprave. Načelo delovanja je drugačno, razlike so temeljne, vendar mnogi ne vidijo razlike med transformatorji in impulznimi pretvorniki. To vprašanje bomo poskušali razjasniti z upoštevanjem načela dela, prednosti in slabosti, pa tudi sfero uporabe impulznega PSUS. In seveda se bomo dotaknili glavnih razlik od napajalnih enot.

Kaj je

Poenostavljeni transformator BP je lahko predstavljen v obliki vezja, ki je sestavljen iz samega transformatorja, usmernika, filtra za glajenje izhodne napetostne parametre in stabilizator. Takšne naprave imajo dokaj preprosto vezje, poceni in zagotavljajo nizko stopnjo izhodnih motenj.

Imajo pa resne konstruktivne pomanjkljivosti - velika teža in nizka učinkovitost. Pomemben del energije se pretvori v toplotno, zato je problem pregrevanja takšnih naprav, zlasti močnih, eden najpomembnejših.

Načelo delovanja impulznega PSU za začetnike je mogoče razložiti tudi preprosto: temelji tudi na uporabi transformatorja, vendar deluje pri zelo visokih frekvencah, približno 1-100 kHz in ima veliko manjše dimenzije in maso. To posledično naredi nalogo odstranjevanja toplote zlahka izvedljivo. Funkcija filtriranja/stabilizacije izhodne napetosti je poenostavljena, saj se za to nalogo uporabljajo kondenzatorji z nizko zmogljivostjo.

Toda pretvorbene moči so tudi slabosti - zapleteno vezje, občutljivost na elektromagnetne motnje. Kar zadeva stroške, je precej primerljiv s transformatorskimi napravami.

Načelo obratovanja impulzne (pretvorbene) napajalne enote

Zdaj pa poglejmo, kako deluje napajanje impulza, na polprofesionalni ravni.

Glavna funkcionalnost naprave je izravnati značilnosti primarne napetosti z naknadno transformacijo v neprekinjeno zaporedje impulzov, ki sledijo s frekvenco, bistveno višje od nazivne 50 Hz. Prav to je glavna razlika od PSU Transformer Type. V naprav pretvornika izhodna napetost neposredno vpliva na delovanje enote s povratnimi informacijami. Z uporabo značilnosti impulzov je mogoče natančneje uravnavati stabilizacijo izhodne napetosti, toka in drugih parametrov. Pravzaprav se lahko napajanje impulza uporabi kot stabilizator in napetost in tok. V tem primeru se polarnost in število izhodnih značilnosti lahko zelo razlikujeta, odvisno od specifične zasnove UPS.

Shematično opisujemo načelo delovanja impulza.

Prvi blok naprave, usmernik, domača napetost je dobavljena z obrazno vrednostjo 220 V, na transformatorju se amplituda napetosti zgladi, za katerega je odgovoren filter, ki temelji na kondenzatorju kapacitivnega tipa. Naslednja stopnja je ravnanje sinusoidnega signala s pomočjo diodnega mostu. Po tem se sinusoidna napetost pretvori v visoko frekvenčne impulze, medtem ko je načelo galvanskega predela napačne napetosti iz izhoda mogoče.

Če je prisotna takšna galvanska zanikanje, se signali z visoko frekvenco v skladu z načelom povratnih informacij ponovno pošljejo transformatorju, ki jih uporablja za izvajanje galvanske izmenjave. Za povečanje učinkovitosti transformatorjev se uporablja takšna tehnika, kot je povečanje delovne frekvence.

Načelo povratnih informacij inverterja se izvaja z interakcijo treh osnovnih verig:

• Shim krmilnik je odgovoren za modulacijo vhoda širine;
• Drugi element je kaskada napajalnih tipk, vključno s tranzistorji, zbranimi v skladu s posebnimi shemami (diagram s srednjo točko push -pull, most ali pol moči);
• Tretja veriga je pravzaprav impulzni transformator.

Sorte impulznega psu

Na splošno lahko razvrstitev UPS vključuje številne sheme, vendar bomo upoštevali le dva:

• Naprave z impulzom testeransformerjev;
• Transformer Ups.

Že smo razmišljali, kako se impulzni pretvornik razlikuje od običajnega napajanja transformatorjev. Zdaj lahko govorite o razlikah med tema dvema sortama impulznih pretvornikov.

V nekdanjem UPS -ju Taeman sledijo izhodnemu usmeru, nato pa do končnega komponenta sledijo gladkemu filtru. Glavna prednost takšne sheme je preprostost zasnove. Veliko vlogo igra generator širokega impulza, ki je specializiran mikrocirko.

Glavna pomanjkljivost takšnih naprav je pomanjkanje galvanske izmenjave, torej povratne informacije iz dobavne verige. Zaradi tega raven varnosti nekdanjih blokov Bika ni tako visoka - obstaja nevarnost električnega šoka visoke frekvence. Zato so tovrstne napajalnike narejene v nizki moči.

Transformer PSU -ji so pogostejši. Obstaja galvanska zanikanje: impulzi z visoko frekvenco se napajajo v blok transformatorja, na primarno navijanje, medtem ko je število sekundarnih navijanja neomejeno. Z drugimi besedami, lahko je veliko izhodnih napetosti, medtem ko vsako sekundarno navijanje vsebuje svoj par usmernikov - filter. Ni pritožb glede učinkovitosti takšnega impulznega napajanja, raven varnosti je visoka. Ni naključje, da se ta vrsta uporablja v računalnikih. Tukaj za dovajanje signala transformatorja po galvanski izmenjavi uporablja napetost 5/12 V.

Med glavnimi razlikami v napajanju impulza in klasičnem transformatorju je uporaba visokofrekvenčnih impulzov namesto standardnih 50 Hz. Ta rešitev je omogočila uporabo feromagnetnih zlitin namesto električnih sort železa. Imajo visoko prisilno silo, ki je omogočila večkratno zmanjšanje teže in velikosti transformatorskega dela in celotne naprave.

Uporaba pretvorniških vezij je močno poenostavila nalogo pretvorbe napetosti in toka, čeprav je shematično veliko bolj zapletena kot analogi transformatorjev.

Ibp shema

Razmislite, kako ni najbolj zapleteno napajanje impulza v najpogostejši konfiguraciji:

• Intercoling Filter;
• Diodni usmernik;
• Slivalni filter;
• Trn;
• Blok tranzistorjev napajalnega ključa;
• Transformator z visoko frekvenco;
• usmerniki;
• Skupinski/posamezni filtri.

Območje odgovornosti interferenčnega filtra vključuje funkcijo filtriranja motenj, katerega vir videza je sam napajanje. Dejstvo je, da uporaba močnih polprevodniških komponent pogosto vodi do tvorbe kratkoročnih impulzov, opaženih v obsežnem frekvenčnem območju. Za zmanjšanje njihovega vpliva na izhodni signal se uporabljajo verige posebnih prehodnih kondenzatorjev, ki služijo kot filter za takšne impulze.

Namen diodnega usmernika je transformacija izmenične napetosti na dovodu bloka v trajni na izhodu. Postale parazitske pulzacije izravnajo filter, nameščen po shemi.

Če naprava impulzne enote vključuje pretvornik konstantne napetosti, bosta usmernik in filtrirna veriga odveč, saj bo vhodni signal v razdelku za interpretacijo zglajen.

Pretvornik širine -Mulse (imenuje se tudi modulator) - najtežji del naprave. Opravlja več funkcij:

• ustvarja visoko frekvenčne impulze (od morilca do sto KHZ);
• Na podlagi parametrov povratnega signala prilagodi značilnosti zaporedja impulza na izhodu;
• ščiti shemo pred preobremenitvijo.

Pri PWM se impulzi napajajo s ključnimi tranzistorji velike moči, najpogosteje narejene v skladu z mostom/polminutnimi shemami. Zaključki ključnih tranzistorjev se prejemajo na primarni navijanje bloka transformatorja. Kot elementarna baza se tranzistorji tipa MOSFET ali IGBT, ki se razlikujejo od bipolarnih analogov, rahlo zmanjšano napetost na prehodnem odseku, pa tudi z večjo hitrostjo. To je omogočilo zmanjšanje parametra razpršene moči z enakimi dimenzijami.

Kar zadeva načelo delovanja impulznega transformatorja, uporablja isto metodo transformacije kot klasični transformator BP. Edina, a pomembna razlika - deluje pri veliko višjih frekvencah. To je omogočilo znatno zmanjšanje mase in velikosti bloka pri isti izhodni moči.

Iz sekundarnega navitja transformatorja (opominjamo vas, da jih je morda več), impulz vstopi v vikend usmernik. Za razliko od analoga na dovodu bloka bi morale diode zagotavljati delo pri visokih frekvencah. Najboljši doododi se spopadajo s takšnim delom. Urejeni so tako, da zagotavljajo majhno zmogljivost prehoda P-N in v skladu s tem majhen padec napetosti z visokim indikatorjem delovne frekvence.

Zadnji element vezja, izhodni filter, zgladi pulzacijo odpravljene napetosti, ki vstopa v vhod. Ker gre za impulze z visoko frekvenco, ni treba uporabljati kondenzatorjev in tuljav z visoko močjo.

Obseg UPS

Era klasičnega transformatorja PSU preide v pozabo. Pulzni pretvorniki, ki temeljijo na polprevodniških stabilizatorjih povsod, jih povsod izpodrinejo povsod, saj je za isto izhodno moč značilna veliko manjša teža -so bolj zanesljivi kot analogni nasprotniki in imajo veliko večjo učinkovitost, kar vam omogoča zmanjšanje toplotnih izgub. Končno lahko UPS deluje z vhodno napetostjo v širokem razponu vrednosti. Plulzni blok enake velikosti kot Transformator ima velikokrat več moči.

Trenutno se na območjih, ki zahtevajo preoblikovanje izmenične napetosti v trajne, uporabljajo skoraj le impulzni pretvorniki, medtem ko lahko zagotovijo povečanje stresa, kar ni na voljo za klasične analogne bloke. Druga prednost UPS je sposobnost zagotavljanja spremembe polarnosti izhodne napetosti. Delo pri visokih frekvencah olajša funkcijo stabilizacije/filtriranja izhodnih impulzov.

Majhni velikosti pretvorniki, zgrajeni na specializiranih mikrocirjih, so osnova za polnjenje naprav vseh vrst mobilnih pripomočkov, njihova zanesljivost. Omenili smo že enote za napajanje računalnika. Upoštevajte, da se načelo delovanja UPS uporablja v 12-voltnih gonilnikih napajanja LED.

Ali vam je ta članek pomagal ugotoviti, kaj je načelo delovanja enote za impulzno napajanje še vedno? Če nekaj ostane nerazumljivega ali se želite samo zahvaliti za informacije, vas čakamo v komentarjih.