Impulsu barošanas bloks

Vienkāršam cilvēkam, kurš neiedziļinās elektronikā, visu barošanas avotu pāreja no lineārā uz impulsu bija nemanāma. Tie ir impulsu barošanas avoti (SMPS), kas ir uzstādīti visās mūsdienu iekārtās. Galvenais iemesls pārejai uz šāda veida sprieguma pārveidotājiem ir to skaita samazināšana. Tā kā visu laiku, kopš parādīšanās un izgudrošanas sākuma, elektroniskajām ierīcēm ir nepieciešams pastāvīgs to izmēra samazinājums. Attēlā salīdzinājumam parādīti parastā un impulsa līdzstrāvas avota izmēri. Izmēru atšķirība ir redzama ar neapbruņotu aci.

SMPS un tās ierīces darbības princips

Komutācijas barošanas avots ir ierīce, kas darbojas pēc invertora principa, tas ir, vispirms pārveido mainīgo spriegumu nemainīgā, un pēc tam atkal no nemainīga veido vajadzīgās frekvences mainīgo. Galu galā pārveidotāja pēdējais posms joprojām ir balstīts uz sprieguma taisnošanu, jo lielākā daļa ierīču joprojām darbojas ar samazinātu līdzstrāvas spriegumu. Šo padeves un pārveidošanas ierīču izmēru samazināšanas būtība ir balstīta uz transformatora darbību. Fakts ir tāds, ka transformators nevar strādāt ar tiešo spriegumu. Vienkārši, sekundārā tinuma izejā, kad primārajam tiek pievadīta līdzstrāva, EMF (elektromotīves spēks) netiks inducēts. Lai sekundārajā tinumā parādītos spriegums, tam jāmainās virzienā vai lielumā. Maiņspriegumam ir šī īpašība, strāva tajā maina virzienu un lielumu ar frekvenci 50 Hz. Taču, lai samazinātu paša barošanas avota un attiecīgi arī transformatora izmērus, kas ir galvaniskās izolācijas pamatā, nepieciešams palielināt ieejas sprieguma frekvenci.

Tajā pašā laikā impulsu transformatoriem, atšķirībā no parastajiem lineārajiem, magnētiskās ķēdes kodols ir ferīta, nevis tērauda, ​​kas izgatavots no plāksnēm. Un arī mūsdienu barošanas avoti, kas darbojas pēc šī principa, sastāv no:

1. tīkla sprieguma taisngriezis;
2. impulsu ģenerators, kura pamatā ir PWM (impulsa platuma modulācija) vai Šmita sprūda;
3. pastāvīga sprieguma pārveidotājs.

Pēc tīkla sprieguma taisngrieža impulsu ģenerators, izmantojot PWM, ģenerē to maiņspriegumā ar frekvenci aptuveni 20–80 kHz. Tieši šis palielinājums no 50 Hz līdz desmitiem kHz ļauj ievērojami samazināt gan barošanas avota izmērus, gan masu. Augšējais diapazons varētu būt lielāks, tomēr tad ierīce radīs augstfrekvences traucējumus, kas ietekmēs radiofrekvenču iekārtu darbību. Izvēloties PWM stabilizāciju, jāņem vērā arī strāvu augstākās harmonikas.

Pat darbojoties šādās frekvencēs, šīs impulsu ierīces rada augstas frekvences troksni. Un jo vairāk to vienā telpā vai vienā slēgtā telpā, jo vairāk radio frekvencēs. Lai absorbētu šīs negatīvās ietekmes un traucējumus, ierīces ieejā un tās izejā ir uzstādīti speciāli trokšņu slāpēšanas filtri.

Šis ir labs piemērs modernam komutācijas barošanas avotam, ko izmanto personālajos datoros.

A - ieejas taisngriezis. Var izmantot pustilta un tilta shēmas. Zemāk ir ieejas filtrs ar induktivitāti;
B - ieejas izlīdzinošie kondensatori ar diezgan lielu kapacitāti. Pa labi ir uzstādīts augstsprieguma tranzistoru radiators;
C - impulsu transformators. Pa labi ir uzstādīts zemsprieguma diožu radiators;
D - izejas filtra spole, tas ir, grupas stabilizācijas induktors;
E - izejas filtra kondensatori.
Spole un lielais dzeltenais kondensators zem E ir papildu ieejas filtra sastāvdaļas, kas uzstādītas tieši uz strāvas savienotāja, nevis galvenās shēmas plates daļa.

Ja radioamatieris pats izgudro shēmu, tad viņš noteikti ieskatīsies radio komponentu uzziņu grāmatā. Šajā gadījumā galvenais informācijas avots ir uzziņu grāmata.

Flyback komutācijas barošanas avots

Šī ir viena no komutācijas barošanas avotu šķirnēm, kurām ir gan primāro, gan sekundāro ķēžu galvaniskā izolācija. Tieši šāda veida pārveidotāji tika nekavējoties izgudroti, kas tika patentēti jau 1851. gadā, un tā uzlabotā versija tika izmantota aizdedzes sistēmās un televizoru un monitoru horizontālajā skenēšanā, lai piegādātu augstsprieguma enerģiju kineskopa sekundārajam anodam.

Galvenā šī barošanas avota daļa ir arī transformators vai varbūt droselis. Viņa darbā ir divi posmi:

1. Elektriskās enerģijas uzkrāšana no tīkla vai cita avota;
2. Uzkrātās enerģijas izvade uz pustilta sekundārajām ķēdēm.

Primārās ķēdes atvēršanas un aizvēršanas laikā sekundārajā ķēdē parādās strāva. Atvēršanas atslēgas lomu visbiežāk pildīja tranzistors. Uzziniet, kādi parametri jums jāizmanto atsauces rokasgrāmatā. šī tranzistora vadību PWM kontrollera dēļ visbiežāk veic lauka tranzistors.

PWM kontroliera vadība

Tīkla sprieguma, kas jau ir izturējis taisnošanas stadiju, pārveidošana taisnstūra impulsos tiek veikta ar dažiem intervāliem. Šī tranzistora izslēgšanas un ieslēgšanas periods tiek veikts, izmantojot mikroshēmas. Šo taustiņu PWM kontrolleri ir galvenais ķēdes aktīvais vadības elements. Šajā gadījumā gan tiešā, gan atpakaļgaitas barošanas blokā ir transformators, pēc kura tas tiek atkārtoti iztaisnots.

Lai novērstu izejas sprieguma kritumu SMPS, palielinoties slodzei, tika izstrādāta atgriezeniskā saite, kas tika ievadīta tieši PWM kontrolleros. Šāds savienojums ļauj pilnībā stabilizēt kontrolēto izejas spriegumu, mainot impulsu darba ciklu. Kontrolieri, kas darbojas ar PWM modulāciju, nodrošina plašu izejas sprieguma izmaiņu diapazonu.

Strāvas padeves pārslēgšanas mikroshēmas var būt vietējās vai ārvalstu ražotās. Piemēram, NCP 1252 - PWM kontrolleri, kuriem ir strāvas kontrole un ir paredzēti abu veidu impulsu pārveidotāju izveidošanai. Šī zīmola galvenie impulsu signālu ģeneratori ir pierādījuši sevi kā uzticamas ierīces. NCP 1252 kontrolleriem ir visas kvalitātes funkcijas, lai izveidotu rentablus un uzticamus barošanas avotus. Komutācijas barošanas avoti, kuru pamatā ir šī mikroshēma, tiek izmantoti daudzu zīmolu datoros, televizoros, pastiprinātājos, stereo sistēmās utt. Ieskatoties direktorijā, jūs varat atrast visu nepieciešamo un detalizētu informāciju par visiem tā darbības parametriem.

Pārslēgšanas barošanas avotu priekšrocība salīdzinājumā ar lineāro

Komutācijas barošanas avotos ir redzamas vairākas priekšrocības, kas tos kvalitatīvi atšķir no lineārajiem. Šeit ir galvenie:

1. Ievērojams ierīču izmēra un svara samazinājums;
2. To ražošanā izmantoto dārgo krāsaino metālu, piemēram, vara, daudzuma samazināšana;
3. Nav problēmu īssavienojuma gadījumā, lielākā mērā tas attiecas uz flyback ierīcēm;
4. Lieliska vienmērīga izejas sprieguma regulēšana, kā arī tā stabilizācija, ieviešot atgriezenisko saiti PWM kontrolleros;
5. Augsti efektivitātes rādītāji.

Tomēr, tāpat kā visam šajā pasaulē, impulsu blokiem ir savi trūkumi:

1. Traucējumu emisija, kas var rasties ar bojātām trokšņu slāpēšanas ķēdēm, visbiežāk tā ir elektrolītisko kondensatoru žāvēšana;
2. Nevēlams darbs bez slodzes;
3. Sarežģītāka shēma, kas izmanto sīkāku informāciju, lai meklētu analogus, kuriem jums ir nepieciešama atsauces grāmata.

Uz augstfrekvences modulāciju (impulsā) balstītu barošanas bloku izmantošana mūsdienu elektronikā gan ikdienā, gan ražošanā ir būtiski ietekmējusi visu elektronisko tehnoloģiju attīstību. Tie jau sen ir izņēmuši no tirgus novecojušos avotus, kas balstīti uz tradicionālo lineāro shēmu, un tie tiks uzlaboti tikai nākotnē. Tajā pašā laikā PWM kontrolleri ir šīs ierīces sirds, un to funkcionalitāte un tehniskie parametri tiek pastāvīgi pilnveidoti.

Video par komutācijas barošanas avota darbību