Przełączanie zasilania: funkcje specjalne

Zasilanie impulsowe jest układem falownika. Naprawia napięcie wejściowe AC. Ponadto, stałe napięcie, uzyskane w wyniku poprzedniej operacji, jest przekształcane w prostokątne impulsy o zwiększonej częstotliwości i określonej zwartości, lub w impulsy podawane bezpośrednio do wyjściowego filtru dolnoprzepustowego lub do transformatora.

Funkcje konstrukcyjne

Prosty zasilacz impulsowy może zawierać małe transformatory, co jest wyjaśnione po prostu: wraz ze wzrostem częstotliwości zwiększa się wydajność transformatora, a wymagania dotyczące podstawowych wymiarów niezbędne do transmisji odpowiedniego spadku mocy zauważalnie. Najczęściej rdzeń ten jest wykonany ze stopów ferromagnetycznych, a dla tych urządzeń, które działają z małą częstotliwością, stosuje się stal elektryczną.

W jaki sposób urządzenie zapewnia stabilność?

Zasilanie przełączające działa w taki sposób, że napięcie w nim jest stabilizowane przez ujemne sprzężenie zwrotne. Przy jego pomocy możliwe jest utrzymanie napięcia wyjściowego na w przybliżeniu na tym samym poziomie, niezależnie od wielkości jego obciążenia i drgań na wejściu. Informacje zwrotne można zorganizować na kilka sposobów. Jeżeli stosowany jest zasilacz impulsowy z izolacją galwaniczną od sieci, najczęściej stosowanymi metodami mogą być komunikacja z jednym z uzwojeń transformatora na wyjściu lub z transoptorem. Cykl roboczy impulsów na wyjściu regulatora PWM zmienia się w zależności od ilości charakteryzującej sygnał sprzężenia zwrotnego i zależy od napięcia wyjściowego. Jeśli nie ma potrzeby oddzielania, najczęściej używany jest prosty dzielnik rezystancyjny. Pozwala to zasilaczowi utrzymać napięcie wyjściowe na stabilnym poziomie.

Cnoty

Zasilanie impulsowe ma wiele zalet, zwłaszcza w porównaniu ze stabilizatorami o podobnej mocy. Niższa waga jest osiągana dzięki temu, że przy wzrastającej częstotliwości należy stosować małe transformatory, pod warunkiem, że ich dostarczona moc jest na tym samym poziomie. W stabilizatorach liniowych masa składa się z ciężkich, mocnych transformatorów mocy o niskiej częstotliwości, a także z wielkogabarytowych grzejników pracujących w trybie liniowym. Zwiększona konwersja częstotliwości pozwala znacznie zmniejszyć wielkość wyjściowego napięcia filtra. Właściwe jest instalowanie mniejszych kondensatorów w porównaniu z prostownikami pracującymi na częstotliwości przemysłowej. Prostownik może być wykonany na dość prostym schemacie pół-cyklu, który całkowicie eliminuje ryzyko narastania fal napięcia na wyjściu.

Wydajność

Zasilacz impulsowy charakteryzuje się znacznie wyższą sprawnością w porównaniu ze stabilizatorami ze względu na to, że w tych ostatnich straty są związane z przejściami w momentach, gdy główny element jest przełączany. Ponieważ kluczowe elementy znajdują się w jednym z państw, tj. Są włączone lub wyłączone, mówimy o minimalnych stratach energii elektrycznej.

Inne zalety

Przełączanie zasilaczy kosztuje o wiele mniej niż stabilizatory, ponieważ wykorzystują one zunifikowaną podstawę elementarną, a także tranzystory z kluczem dużej mocy. Ponadto dozwolone jest stosowanie elementów mocy o mniejszej mocy, ponieważ działają one w trybie klucza. Niezawodność zasilaczy jest dość porównywalna z analogicznym parametrem liniowych stabilizatorów. W nowoczesnym sprzęcie biurowym, komputerowym i elektroniki użytkowej najczęściej stosowane są zasilacze impulsowe. A liniowe w obecnym czasie są zachowane tylko w niektórych obszarach:

- jako elementy mocy do niskoprądowych tablic kontrolnych wysokiej jakości sprzętu gospodarstwa domowego: kuchenki mikrofalowe , pralki, kotły grzewcze i głośniki;

- dla urządzeń sterujących o małej mocy, super wysokiej i wysokiej niezawodności, zaprojektowanych do długotrwałej pracy ciągłej przy całkowitym braku obsługi lub z trudnością (np. automatyzacja procesów w produkcji lub woltomierze cyfrowe w tablicach elektrycznych).

Zasilacze impulsowe charakteryzują się szerokim zakresem częstotliwości i napięcia zasilania, które są nieosiągalne dla podobnego kosztu, liniowego wyposażenia. W praktyce sugeruje to możliwość użycia tego samego urządzenia do cyfrowej elektroniki w różnych częściach świata, gdzie występują znaczne różnice w napięciu i częstotliwości w gniazdach. W większości nowoczesnych zasilaczy istnieje wbudowany układ zabezpieczający przed heterogenicznymi nieprzewidzianymi sytuacjami, na przykład przed brakiem obciążenia na wyjściu lub zwarciem.

Wady

Przełączanie zasilaczy ma pewne wady w porównaniu z liniowymi. Główna część obwodu urządzenia działa z sieci bez izolacji galwanicznej, co znacznie komplikuje naprawę takich urządzeń. Zasilanie impulsowe wzmacniacza, a także wszystkich innych urządzeń, charakteryzuje się tym, że wytwarza szum wysokiej częstotliwości, co jest związane z zasadą jego działania. Często konieczne jest zastosowanie pewnych metod tłumienia interferencji, które bardzo często nie prowadzą do ich całkowitej eliminacji. Dlatego też zasilacze impulsowe w wielu przypadkach nie mogą być używane w niektórych urządzeniach. Zazwyczaj urządzenia te mają minimalny limit obciążenia pod względem mocy. Jeśli ten parametr jest niższy niż konieczny, to urządzenie może po prostu się nie uruchomić lub jego parametry napięcia wyjściowego nie zmieszczą się w tolerancji.

Urządzenie

Możesz wymienić główne węzły zasilania. Prostownik sieciowy składa się z dwóch dławików EMI, filtra interferencyjnego i statycznej izolacji, wejściowego bezpiecznika sieciowego i mostek diodowy skąd pochodzi główny obwód źródłowy. Pierwotny rdzeń obwodu składa się ze skumulowanej pojemności filtrującej, tranzystora mocy kluczowej, obwodu sprzężenia zwrotnego, transformatora impulsowego i transoptora. W obwodzie wtórnym źródło zasilania napięcie wyjściowe pochodzi z wtórnego uzwojenia transformatora, diody prostownicze kondensatory filtrujące, dławiki mocy.

Zasada działania zasilaczy impulsowych

Napięcie sieciowe trafia do prostownika, po czym jest wygładzane przez filtr pojemnościowy. Z kondensatora filtra przechodzi do kolektora tranzystora, który pełni rolę klucza. Urządzenie sterujące jest odpowiedzialne za włączanie i wyłączanie tranzystora. Niezawodny początek zasilania zapewnia oscylator nadrzędny wykonany na chipie. Jego moc jest zapewniona przez łańcuch rezystorów. Działanie transoptora jest regulowane przez kluczowy tranzystor i główny oscylator.