Her zaman herhangi bir elektronik cihazın önemli unsurları olmuştur. Bu cihazlar, alıcıların yanı sıra amplifikatörlerde de kullanılır. Güç kaynaklarının ana işlevi, ağdan gelen sınırlayıcı voltajın azaltılması olarak kabul edilir. İlk modeller ancak AC bobinin icadından sonra ortaya çıktı.

Ek olarak, güç kaynaklarının geliştirilmesi, transformatörlerin cihaz devresine girmesinden etkilenmiştir. Darbeli modellerin bir özelliği de doğrultucu kullanmalarıdır. Böylece ağdaki voltaj stabilizasyonu, dönüştürücünün kullanıldığı geleneksel cihazlardan biraz farklı bir şekilde gerçekleştirilir.

Güç kaynağı cihazı

Radyo alıcılarında kullanılan geleneksel bir güç kaynağını düşünürsek, bir frekans transformatörü, bir transistör ve ayrıca birkaç diyottan oluşur. Ayrıca devrede bir jikle var. Kondansatörler farklı kapasitelerde kurulur ve parametrelerde büyük farklılıklar gösterebilir. Doğrultucular, kural olarak, kapasitör tipinde kullanılır. Yüksek voltaj kategorisine aittirler.

Modern blokların işletilmesi

Başlangıçta, köprü doğrultucuya voltaj verilir. Bu aşamada tepe akım sınırlayıcı etkinleştirilir. Bu, güç kaynağındaki sigortanın yanmaması için gereklidir. Ayrıca akım, dönüştürüldüğü özel filtrelerden devreden geçer. Dirençleri şarj etmek için birkaç kapasitör gerekir. Düğüm, yalnızca dinistorun bozulmasından sonra başlar. Ardından, güç kaynağındaki transistörün kilidi açılır. Bu, kendi kendine salınımları önemli ölçüde azaltmayı mümkün kılar.

Gerilim oluşumu meydana geldiğinde devredeki diyotlar aktif hale gelir. Katotlar aracılığıyla birbirine bağlanırlar. Sistemdeki negatif potansiyel, dinistorun kilitlenmesini mümkün kılar. Doğrultucuyu çalıştırmanın kolaylaştırılması, transistör kapatıldıktan sonra gerçekleştirilir. Ek olarak sağlanmıştır Transistörlerin doymasını önlemek için iki sigorta vardır. Devrede ancak bir arızadan sonra çalışırlar. Geri beslemeyi başlatmak için bir transformatör gereklidir. Güç kaynağındaki darbe diyotları ile beslenir. çıkışta alternatif akım kapasitörlerden geçer.

Laboratuvar bloklarının özellikleri

Bu tip anahtarlamalı güç kaynaklarının çalışma prensibi, aktif akım dönüşümüne dayanmaktadır. Standart devrede bir adet köprü doğrultucu bulunmaktadır. Tüm parazitleri ortadan kaldırmak için devrenin başında ve sonunda filtreler kullanılır. Kapasitör darbesi laboratuvar bloğu güç olağandır. Transistörlerin doygunluğu kademeli olarak gerçekleşir ve bu diyotları olumlu yönde etkiler. Birçok modelde voltaj regülasyonu sağlanmaktadır. Koruma sistemi, blokları kısa devrelerden kurtarmak için tasarlanmıştır. Onlar için kablolar genellikle modüler olmayan serilerde kullanılır. Bu durumda modelin gücü 500 watt'a kadar çıkabiliyor.

Sistemdeki güç kaynağı konektörleri çoğunlukla ATX 20 tipinde kurulur.Üniteyi soğutmak için kasaya bir fan monte edilmiştir. Bu durumda bıçakların dönüş hızı ayarlanmalıdır. Laboratuvar tipi ünite 23 A seviyesinde maksimum yüke dayanabilmelidir. Aynı zamanda direnç parametresi ortalama 3 ohm civarında tutulur. Anahtarlama laboratuvarı güç kaynağının sahip olduğu sınırlama frekansı 5 Hz'dir.

Cihazlar nasıl onarılır?

Çoğu zaman, güç kaynakları atmış sigortalardan dolayı zarar görür. Kondansatörlerin yanında bulunurlar. Koruyucu kapağı çıkararak anahtarlamalı güç kaynaklarını onarmaya başlayın. Ardından, mikro devrenin bütünlüğünü incelemek önemlidir. Üzerinde kusurlar görünmüyorsa, bir test cihazı ile kontrol edilebilir. Sigortaları çıkarmak için önce kapasitörlerin bağlantısını kesmeniz gerekir. Bundan sonra sorunsuz bir şekilde çıkarılabilirler.

Bütünlüğü kontrol etmek için bu cihaz tabanını inceleyin. Alt kısımdaki atmış sigortalarda, modülün hasar gördüğünü gösteren karanlık bir nokta bulunur. Bu elemanı değiştirmek için işaretine dikkat etmeniz gerekir. Ardından, radyo elektronik mağazasında benzer bir ürün satın alabilirsiniz. Sigorta ancak yoğuşma suyu giderildikten sonra kurulur. Güç kaynaklarında yaygın olarak görülen bir diğer sorun da transformatörlerdeki arızalardır. Bobinlerin takıldığı kutulardır.

Cihazdaki voltaj çok büyük olduğunda dayanmazlar. Sonuç olarak, sargının bütünlüğü bozulur. Anahtarlamalı güç kaynaklarını böyle bir arıza ile onarmak imkansızdır. Bu durumda, sigorta gibi transformatör sadece değiştirilebilir.

Ağ güç kaynakları

Ağ tipi anahtarlamalı güç kaynaklarının çalışma prensibi, parazit genliğinde düşük frekanslı bir azalmaya dayanmaktadır. Bunun nedeni yüksek voltajlı diyotların kullanılmasıdır. Bu nedenle, sınırlayıcı frekansı kontrol etmek daha verimlidir. Ek olarak, transistörlerin orta güçte kullanıldığına dikkat edilmelidir. Sigortalar üzerindeki yük minimumdur.

Standart devredeki dirençler oldukça nadiren kullanılır. Bu, büyük ölçüde, kapasitörün akımın dönüşümüne katılabilmesinden kaynaklanmaktadır. Bu tür bir güç kaynağının ana sorunu elektromanyetik alandır. Düşük kapasitanslı kapasitörler kullanılıyorsa, transformatör risk altındadır. Bu durumda cihazın gücü konusunda çok dikkatli olmalısınız. Şebeke anahtarlamalı güç kaynağının tepe akım sınırlayıcıları vardır ve bunlar doğrultucuların hemen üzerinde bulunur. Ana görevleri, genliği stabilize etmek için çalışma frekansını kontrol etmektir.

Bu sistemdeki diyotlar, sigortaların işlevlerini kısmen yerine getirir. Doğrultucuyu sürmek için sadece transistörler kullanılır. Kilitleme işlemi ise filtreleri etkinleştirmek için gereklidir. Sistemde ayırma tipinde kapasitörler de kullanılabilir. Bu durumda, transformatörün başlangıcı çok daha hızlı olacaktır.

Mikro devrelerin uygulanması

Güç kaynaklarındaki mikro devreler çeşitli şekillerde kullanılır. Bu durumda, çoğu aktif elemanların sayısına bağlıdır. İkiden fazla diyot kullanılıyorsa, kart giriş ve çıkış filtreleri için tasarlanmalıdır. Transformatörler de üretilir farklı güç ve boyut olarak oldukça farklıdırlar.

Lehimleme mikro devrelerini kendiniz yapabilirsiniz. Bu durumda, cihazın gücünü dikkate alarak dirençlerin sınırlayıcı direncini hesaplamanız gerekir. Ayarlanabilir bir model oluşturmak için şunu kullanın: özel bloklar. Bu tip sistem çift hat ile yapılmaktadır. Tahtanın içindeki dalgalanma çok daha hızlı olacaktır.

Düzenlenmiş Güç Kaynaklarının Faydaları

Güç kaynaklarının regülatörlerle anahtarlanmasının çalışma prensibi özel bir kontrolör kullanmaktır. bu eleman devrede transistörlerin bant genişliğini değiştirebilir. Bu nedenle, girişteki ve çıkıştaki sınırlama frekansı önemli ölçüde farklıdır. Anahtarlamalı güç kaynağını farklı şekillerde yapılandırabilirsiniz. Gerilim regülasyonu, transformatör tipi dikkate alınarak gerçekleştirilir. Cihazı geleneksel soğutucular kullanarak soğutmak için. Bu cihazlarla ilgili sorun genellikle aşırı akımdır. Bunu çözmek için koruyucu filtreler kullanılır.

Cihazların gücü ortalama olarak 300 watt civarında dalgalanıyor. Sistemdeki kablolar sadece modüler olmayan şekilde kullanılmaktadır. Böylece kısa devrelerin önüne geçilebilir. Cihazları bağlamak için güç kaynağı konektörleri genellikle ATX 14 serisine kurulur. standart Model iki çıkış var. Doğrultucular yüksek voltajlı olarak kullanılır. 3 ohm seviyesindeki dirence dayanabilirler. Sırasıyla, maksimum yük darbe ayarlı güç kaynağı 12 A'ya kadar kabul eder.

12 voltluk blokların çalışması

Darbe iki diyot içerir. Bu durumda, filtreler küçük bir kapasiteyle kurulur. Bu durumda, titreşim süreci son derece yavaştır. Ortalama frekans 2 Hz civarında dalgalanır. katsayı faydalı eylem birçok model %78'i geçmez. Bu bloklar ayrıca kompaktlıklarında da farklılık gösterir. Bunun nedeni, transformatörlerin düşük güçle kurulmasıdır. Soğutmaya ihtiyaç duymazlar.

12V anahtarlamalı güç kaynağı devresi ayrıca P23 olarak işaretlenmiş dirençlerin kullanımını ima eder. Sadece 2 ohm dirence dayanabilirler ancak bu güç bir cihaz için yeterlidir. Lambalar için en sık 12V anahtarlamalı güç kaynağı kullanılır.

TV kutusu nasıl çalışır?

Bu tip güç kaynaklarının anahtarlanmasının çalışma prensibi, film filtrelerinin kullanılmasıdır. Bu cihazlar, çeşitli genliklerin girişimi ile başa çıkabilir. Jikle sargısı sentetiktir. Böylece önemli düğümlerin korunması yüksek kalitede sağlanır. Güç kaynağındaki tüm contalar her taraftan yalıtılmıştır.

Transformatör de soğutma için ayrı bir soğutucuya sahiptir. Kullanım kolaylığı için genellikle sessizce kurulur. Bu cihazların sıcaklık limiti 60 dereceye kadar dayanabilir. TV'lerin anahtarlamalı güç kaynağı, 33 Hz'de çalışma frekansını destekler. Sıfırın altındaki sıcaklıklarda, bu cihazlar da kullanılabilir, ancak bu durumda çoğu, kullanılan kondensat tipine ve manyetik devrenin kesitine bağlıdır.

24 volt için cihaz modelleri

24 voltluk modellerde düşük frekanslı doğrultucular kullanılır. Sadece iki diyot parazitle başarılı bir şekilde baş edebilir. Bu tür cihazların verimliliği% 60'a kadar ulaşabilir. Güç kaynakları üzerindeki regülatörler oldukça nadiren kurulur. Modellerin çalışma frekansı ortalama olarak 23 Hz'i geçmemektedir. Direnç dirençleri sadece 2 ohm'a dayanabilir. Modellerdeki transistörler, PR2 işaretiyle kurulur.

Voltajı stabilize etmek için devrede dirençler kullanılmaz. Filtreler anahtarlamalı güç kaynağı 24V kapasitör tipine sahiptir. Bazı durumlarda, bölünen türler bulabilirsiniz. Akımın sınırlayıcı frekansını sınırlamak için gereklidirler. İçin hızlı başlangıç Doğrultucu dinistörler oldukça nadiren kullanılır. Cihazın negatif potansiyeli katot kullanılarak giderilir. Çıkışta, doğrultucu kilitlenerek akım stabilize edilir.

DA1 şemasındaki güç kaynağı

Bu tür güç kaynakları, ağır yüklere dayanabilmeleri bakımından diğer cihazlardan farklıdır. Standart devrede sadece bir kapasitör vardır. İçin normal operasyon güç kaynağı regülatörü kullanılır. Kontrolör doğrudan direncin yanına kurulur. Devredeki diyotlar üçten fazla bulunamaz.

Doğrudan ters dönüştürme işlemi, dinistorda başlar. Kilit açma mekanizmasını başlatmak için sistemde özel bir gaz kelebeği bulunur. Büyük genliğe sahip dalgalar kapasitörde sönümlenir. Genellikle bir ayırma tipi olarak kurulur. Standart devredeki sigortalar nadirdir. Bu, transformatördeki sınırlayıcı sıcaklığın 50 dereceyi geçmemesi gerçeğiyle doğrulanır. Böylece, balast boğucu, görevleriyle kendi başına baş eder.

DA2 çipli cihaz modelleri

Diğer cihazların yanı sıra bu tip anahtarlama güç kaynaklarının yongaları, artan direnç ile ayırt edilir. Esas olarak ölçüm aletleri için kullanılırlar. Bir örnek, dalgalanmaları gösteren bir osiloskoptur. Voltaj stabilizasyonu onun için çok önemlidir. Sonuç olarak, cihaz okumaları daha doğru olacaktır.

Birçok model düzenleyicilerle donatılmamıştır. Filtreler çoğunlukla çift taraflıdır. Devrenin çıkışında transistörler sıradan olarak kurulur. Bütün bunlar, 30 A seviyesinde maksimum yüke dayanmayı mümkün kılar. Buna karşılık, sınırlayıcı frekans göstergesi 23 Hz civarındadır.

DA3 yongaları takılı bloklar

Bu mikro devre, yalnızca bir regülatör değil, aynı zamanda ağdaki dalgalanmaları izleyen bir kontrolör kurmanıza izin verir. Cihazda bulunan direnç transistörleri yaklaşık 3 ohm'a dayanabilmektedir. Güçlü bir anahtarlama güç kaynağı DA3, 4 A'lık bir yük ile başa çıkıyor. Redresörleri soğutmak için fanları bağlayabilirsiniz. Sonuç olarak, cihazlar herhangi bir sıcaklıkta kullanılabilir. Diğer bir avantaj, üç filtrenin varlığıdır.

Bunlardan ikisi kondansatörlerin altındaki girişe monte edilmiştir. Çıkışta bir ayırma tipi filtre mevcuttur ve dirençten gelen voltajı stabilize eder. Standart devredeki diyotlar ikiden fazla bulunamaz. Bununla birlikte, çoğu üreticiye bağlıdır ve bu dikkate alınmalıdır. Bu tür bir güç kaynağının temel sorunu, düşük frekanslı parazitlerle baş edememeleridir. Sonuç olarak, bunları ölçüm cihazlarına kurmak pratik değildir.

VD1 diyot bloğu nasıl çalışır?

Bu bloklar en fazla üç cihazı destekleyecek şekilde tasarlanmıştır. İçlerindeki düzenleyiciler üç yönlüdür. İletişim kabloları sadece modüler olmayan şekilde kurulur. Böylece, mevcut dönüşüm hızlıdır. KKT2 serisinde birçok modelde doğrultucular kuruludur.

Kondansatörden sargıya enerji aktarabilmeleri bakımından farklılık gösterirler. Sonuç olarak, filtrelerden gelen yük kısmen kaldırılır. Bu tür cihazların performansı oldukça yüksektir. 50 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda da kullanılabilirler.

giriiş

Anahtarlamalı güç kaynakları artık güncelliğini yitirmiş lineer kaynakların yerini güvenle alıyor. Bunun nedeni, bu güç kaynaklarında bulunan yüksek performans, kompaktlık ve geliştirilmiş stabilizasyon performansıdır.

Güç elektroniğinin prensiplerinden geçen bu hızlı değişimlerle birlikte son zamanlar, anahtarlamalı güç kaynaklarının hesaplanması, yapımı ve kullanımı hakkında bilgiler giderek daha alakalı hale geliyor.

Son zamanlarda, elektronik ve radyo mühendisliği alanındaki ve endüstriyel üretimdeki uzmanlar arasında, dürtü kaynakları beslenme. Tipik hacimli transformatörleri terk etme ve küçük boyutlu anahtarlamalı güç kaynakları, voltaj dönüştürücüler, dönüştürücüler ve dönüştürücüler tasarımlarına geçme eğilimi olmuştur.

Genel olarak, güç kaynaklarını değiştirme konusu oldukça alakalı ve ilginçtir ve en önemli alanlardan biridir. güç elektroniği. Bu elektronik alanı umut verici ve hızla gelişiyor. Ve asıl amacı geliştirmek güçlü cihazlar modern güvenilirlik, kalite, dayanıklılık, ağırlık, boyut, enerji ve malzeme tüketiminin en aza indirilmesi gereksinimlerini karşılayan güç kaynakları. Her türlü bilgisayar, ses, video ekipmanı ve diğer modern cihazlar dahil olmak üzere hemen hemen tüm modern elektronik cihazların, bu güç kaynakları alanının daha da geliştirilmesinin uygunluğunu bir kez daha onaylayan kompakt anahtarlama güç kaynakları tarafından desteklendiğine dikkat edilmelidir. .

Anahtarlamalı güç kaynaklarının çalışma prensibi

Anahtarlamalı güç kaynağı bir invertör sistemidir. Güç kaynaklarının anahtarlanmasında, önce AC giriş voltajı doğrultulur. Alınan sabit basınç dönüştürüldü dikdörtgen darbeler arttırılmış frekans ve belirli bir görev döngüsü veya transformatöre (şebekeden galvanik izolasyonlu darbeli güç kaynakları olması durumunda) veya doğrudan çıkış düşük geçiş filtresine (galvanik izolasyonu olmayan darbeli güç kaynaklarında) verilir. Darbe güç kaynaklarında, küçük boyutlu transformatörler kullanılabilir - bu, artan frekansla birlikte transformatörün verimliliğinin artması ve eşdeğer gücün aktarılması için gerekli olan çekirdeğin boyutları (bölümü) gereksinimlerinin azalmasıyla açıklanır. Çoğu durumda, böyle bir çekirdek, elektrik çeliği kullanan düşük frekanslı transformatörlerin çekirdeklerinin aksine, ferromanyetik malzemelerden yapılabilir.

Şekil 1 - Anahtarlamalı bir güç kaynağının yapısal şeması

Şebeke voltajı doğrultucuya verilir, ardından kapasitif bir filtre ile düzleştirilir. Gerilimi artan filtre kondansatöründen, transformatör sargısı yoluyla doğrultulmuş voltaj, anahtar görevi gören transistörün kollektörüne verilir. Kontrol cihazı, transistörün periyodik olarak açılıp kapanmasını sağlar. PSU'yu güvenilir bir şekilde başlatmak için bir mikro devre üzerinde yapılmış bir ana osilatör kullanılır. Darbeler anahtar transistörün tabanına beslenir ve osilatör çalışma döngüsünün başlamasına neden olur. Kontrol cihazı, çıkış voltajı seviyesinin izlenmesinden, bir hata sinyali üretilmesinden ve çoğu zaman anahtarın doğrudan kontrolünden sorumludur. Ana osilatör mikro devresi, voltajı referans kapasitans ile stabilize ederek, doğrudan depolama kapasitans girişinden bir direnç zinciri tarafından çalıştırılır. İkincil devrenin ana osilatörü ve anahtar transistörü, optokuplörün çalışmasından sorumludur. Optokuplörün çalışmasından sorumlu transistörler ne kadar açık olursa, geri besleme darbelerinin genliği o kadar küçük olur, güç transistörü o kadar erken kapanır ve transformatörde o kadar az enerji birikir, bu da çıkıştaki voltajın yükselmesine neden olur. durdurmak için kaynak. Çıkış voltajlarının düzenleyicisi ve yöneticisi olarak optokuplörün önemli bir rol oynadığı güç kaynağının çalışma modu geldi.

Endüstriyel bir güç kaynağının özellikleri, geleneksel bir ev güç kaynağınınkinden daha katıdır. Bu, yalnızca güç kaynağının girişinde yüksek bir voltajın hareket etmesiyle ifade edilmez. üç fazlı voltaj, aynı zamanda endüstriyel güç kaynaklarının, bir veya daha fazla fazın kaybının yanı sıra voltaj düşüşleri ve dalgalanmaları dahil olmak üzere giriş voltajının nominal değerden önemli bir sapma ile çalışır durumda kalması gerektiği gerçeğinde.

Şekil 2 - Anahtarlamalı bir güç kaynağının şematik diyagramı.

devre çalışıyor Aşağıdaki şekilde. Üç fazlı giriş üç kablolu, dört kablolu ve hatta tek fazlı olabilir. Üç fazlı doğrultucu, D1 - D8 diyotlarından oluşur.

Dirençler R1 - R4 aşırı gerilim koruması sağlar. Aşırı yük açıklığına sahip koruyucu dirençlerin kullanılması, gereksiz kullanım ayrı eriyebilir uçlar. Giriş düzeltilmiş voltaj, C5, C6, C7, C8 ve L1'den oluşan U-şekilli bir filtre ile filtrelenir.

Dirençler R13 ve R15, giriş filtresi kapasitörlerindeki voltajı eşitler.

U1'in MOSFET'i açıldığında, Q1'in kaynak potansiyeli düşer, kapı akımı sırasıyla R6, R7 ve R8 dirençleri tarafından sağlanır, VR1 ... VR3 bağlantılarının kapasitansı Q1'i açar. Zener diyot VR4, Q1'e uygulanan kaynak kapısı voltajını sınırlar. MOSFET U1 kapandığında, boşaltma voltajı VR1, VR2, VR3 kelepçe devresi tarafından 450 volt ile sınırlandırılır. Sargının sonundaki herhangi bir ek voltaj Q1 tarafından dağıtılacaktır. Bu bağlantı, toplam doğrultulmuş voltajı Q1 ve U1'e etkin bir şekilde dağıtır.

Absorpsiyon devresi VR5, D9, R10, ters çalışma sırasında transformatörün kaçak indüksiyonu nedeniyle birincil sargıdaki aşırı voltajı emer.

Çıkış düzeltmesi D1 diyotu tarafından gerçekleştirilir. C2 - çıkış filtresi. L2 ve C3, çıkış voltajı kararsızlığını azaltmak için ikinci bir filtre aşaması oluşturur.

VR6, çıkış voltajı VR6 ve optokuplör üzerindeki düşüşü aştığında iletmeye başlar. Çıkış voltajındaki bir değişiklik, optokuplör diyotu U2 boyunca akan akımda bir değişikliğe neden olur ve bu da, optokuplör transistörü U2 üzerinden akımda bir değişikliğe neden olur. Bu akım U1'in FB pinindeki eşiği aştığında, bir sonraki görev döngüsü atlanır. Belirtilen çıkış voltajı seviyesi, atlanan ve mükemmel çalışma çevrimlerinin sayısı ayarlanarak korunur. Görev döngüsü başladıktan sonra, U1'den geçen akım ayarlanan dahili limite ulaştığında sona erecektir. R11, optokuplör üzerinden akımı sınırlar ve geri besleme kazancını ayarlar. Direnç R12, VR6'ya bir önyargı sağlar.

Bu devre, U1'de (LNK304) yerleşik işlevler nedeniyle açık döngü, çıkış kısa devresi, aşırı yükten korunur. Çipe doğrudan boşaltma piminden güç verildiğinden, ayrı bir güç sargısı gerekmez.

Anahtarlamalı güç kaynaklarında negatif geri besleme ile voltaj stabilizasyonu sağlanır. Geri besleme, giriş voltajı ve yükteki dalgalanmalardan bağımsız olarak çıkış voltajını nispeten sabit bir seviyede tutmanıza olanak tanır. Geri bildirim çeşitli şekillerde organize edilebilir. Besleme şebekesinden galvanik izolasyonlu darbe kaynakları durumunda, en yaygın yöntemler, transformatörün çıkış sargılarından biri aracılığıyla veya bir optokuplör kullanarak iletişimin kullanılmasıdır. Geri besleme sinyalinin büyüklüğüne bağlı olarak (çıkış voltajına bağlı olarak), PWM kontrolörünün çıkışındaki darbelerin görev döngüsü değişir. Dekuplaj gerekli değilse, genellikle basit bir dirençli voltaj bölücü kullanılır. Böylece, güç kaynağı sabit bir çıkış voltajı sağlar.

Anahtarlamalı güç kaynakları türleri

Anahtarlama veya anahtar, güç kaynakları şu anda lineer voltaj stabilizatörlerinden daha az yaygın değildir. Başlıca avantajları şunlardır: yüksek verim, küçük boyutlar ve ağırlık, yüksek özgül güç. Bu, güç elemanlarının anahtar çalışma modunun kullanılması nedeniyle mümkün oldu. Anahtar modunda, çalışma noktası çoğu zaman doygunluk bölgesinde veya CVC kesme bölgesindedir ve aktif (doğrusal) mod bölgesi ile geçer yüksek hızçok kısa anahtarlama sürelerinde. Doyma durumunda, transistör üzerindeki voltaj sıfıra yakındır ve kesme modunda, transistördeki kayıpların oldukça küçük olması nedeniyle akım yoktur. Bu nedenle, anahtarlama transistöründe anahtarlama periyodu boyunca harcanan ortalama güç, lineer regülatörlerden çok daha az olduğu ortaya çıkıyor. Güç anahtarlarındaki küçük kayıplar, radyatörlerin azalmasına veya tamamen dışlanmasına yol açar.

Güç kaynaklarının ağırlık ve boyut özelliklerindeki iyileşme, esas olarak, 50 Hz frekansında çalışan bir güç transformatörünün güç kaynağı devresinden hariç tutulmasından kaynaklanmaktadır. Bunun yerine, devreye boyutları ve kütlesi düşük frekanslı olandan çok daha küçük olan bir yüksek frekanslı transformatör veya indüktör sokulur. güç transformatörü.

Anahtarlama güç kaynaklarının dezavantajları şunları içerir: devrenin karmaşıklığı, yüksek frekanslı gürültü ve parazitin varlığı, çıkış voltajı dalgalanmasında bir artış, büyük zamançalışma moduna çıkın. karşılaştırmalı özellikler geleneksel (yani düşük frekanslı bir güç transformatörü ile) ve anahtarlamalı güç kaynakları tablo 2.1'de gösterilmiştir.

Bu özelliklerin karşılaştırılması, anahtarlamalı güç kaynaklarının verimliliğinin geleneksel (doğrusal) olanlara göre 1:2 oranında ve özgül gücün 1:4 oranında arttığını göstermektedir. Dönüştürme frekansında 20 kHz'den 200 kHz'e bir artışla, özgül güç 1:8 oranında artar, yani. neredeyse iki kez. Anahtarlamalı güç kaynakları ayrıca daha fazla zaman ani bir elektrik kesintisi durumunda çıkış voltajını korumak.

Bunun nedeni, darbeli kaynağın ana doğrultucusunda kapasitörlerin kullanılmasıdır. geniş kapasite ve yüksek çalışma voltajı ile (400 V'a kadar). Bu durumda, kapasitörün boyutları CU'nun çarpımı ile orantılı olarak büyür ve kapasitörün enerjisi CU 2 ile orantılıdır. Bu kondansatör enerjisi, güç kaynağını yaklaşık 30 ms çalışır durumda tutmak için yeterlidir, bu da ani bir elektrik kesintisi sırasında bilgisayarlarda bilgi tasarrufu için çok önemlidir.

Tablo 2.1 - İmpuls ve lineer kaynakların karşılaştırılması

Aynı zamanda, anahtarlamalı güç kaynaklarındaki çıkış voltajı dalgalanması, bir anahtarlama dönüştürücüsünün çalışması sırasında kısa darbeleri bastırmanın zorluğundan dolayı doğrusal olanlardan daha büyüktür. Bu kaynakların diğer özellikleri hemen hemen aynıdır.

IVEP inşaat yapısı. Tüm yapısal diyagramlar, Şekil 2.1 ... 2.8 ile, bir güç aşamasının varlığı zorunludur,

DC voltajını başka bir DC voltajına dönüştürerek, darbe dönüştürücülerin giriş ve çıkış devrelerinin elektriksel izolasyon (galvanik izolasyon) işlevini yerine getirdiğini ve darbe stabilizatörlerinin yapmadığını koşullu olarak kabul edeceğiz. fonksiyonel amaç dönüştürücülerin ve stabilizatörlerin güç aşamaları aynıdır.

Geri besleme Şekil 2.1 ile yapılan kompanzasyon tipinin IVEP'si yaygın olarak kullanılmaktadır.Belirli zaman parametrelerine sahip bir darbe dizisinin sağlandığı kontrol girişine güç aşaması 3, birincil kaynaktan DC voltajının darbeli bir dönüşümünü gerçekleştirir. Ep çıkış voltajına Un (kalın çizgiler IVEP güç devrelerini gösterir).

Genel durumda, bir IVEP, Un gerilimli birkaç çıkış devresine sahip olabilir. Darbe yükseltici 2, yalnızca transistörler 3 için güç açısından kontrol darbelerini yükseltme işlevini değil, aynı zamanda darbe şekillendirme işlevini de gerçekleştirebilir: örneğin itme-çekme voltaj dönüştürücüleri için darbelerin geçici bir ayrımını gerçekleştirir, akım transformatörlü devreler 3 için kısa kontrol darbeleri üretir veya özel tipler güç transistörleri vb.

Şekil 2.1 - Darbe kompanzasyonu IVEP'nin yapısal şeması

IVEP'nin çalışmasını senkronize eden darbeler modülatör 1 tarafından üretilir. DC çıkış voltajı Un, referans voltajı Uop ile karşılaştırıldığı karşılaştırma devresi 4'ün girişine beslenir. Uyumsuzluk (hata) sinyali, senkronizasyon darbelerinin zamanlama parametrelerini ayarlayan modülatörün girişine beslenir. Un voltajındaki bir artış veya azalma, çıkış 4'teki hata sinyalinde ve giriş 1'deki senkronizasyon darbelerinin zamanlama parametrelerinde bir değişikliğe yol açar, bu da önceki Un voltaj değerinin geri yüklenmesine neden olur, yani. onun stabilizasyonu. Böylece, Şekil 2.1'deki şemaya göre yapılan IVEP, çıkış akımı In, giriş voltajı Ep, ortam sıcaklığı ve diğer istikrarsızlaştırıcı faktörler değiştiğinde çıkış voltajını değişmeden koruyan, kompanzasyon tipinde stabilize edici bir darbe voltaj dönüştürücüdür.

Şekil 2.2'de çıkış voltajının değişmez (bazen parametrik olarak adlandırılır) stabilizasyonu ile IVEP'yi düşünün.

Bu stabilizasyon yönteminin özü, Un voltaj değerinin belirtilenden sapmasına neden olabilecek herhangi bir faktörün etkisi altında, kontrol darbelerinin zaman parametrelerinin değişmesi ve Un'un değişmeden kalmasına yol açmasıdır. Bununla birlikte, dengeleyici stabilizatörlerin aksine, bu durumda kontrol darbelerinin zamanlama özelliklerindeki değişiklik, istikrarsızlaştırma etkisinin kendisinin sapmasının büyüklüğüne bağlıdır.

Şekil 2.2 - Darbeli parametrik IVEP'nin yapısal diyagramı

Şekil 2.2'de, böyle bir fonksiyonel bağımlılığı sağlayan jeneratör 1 olarak gösterilmiştir. Burada kesikli çizgi, Ep'den Un değişmezlik yasasını sağlamak için En'nin jeneratörün kontrol girişi ile bağlantısını göstermektedir.

Çıkış voltajı stabilizasyonu olmayan ikincil güç kaynakları, Şekil 2.3'te gösterilen şemaya göre gerçekleştirilir. Darbe üreteci 1, sabit zaman parametreleriyle darbeler üretir. Un voltajının değişmezliği için kararlı bir En voltajına sahip olmak gerektiği açıktır.

Şekil 2.3 - Stabilize edilmemiş bir IVEP'nin yapısal diyagramı

Şekil 2.4'te gösterilen IVEP, DC enerjisinin çift dönüşümünü gerçekleştirir. İlk güç aşaması 1, kural olarak, bir anahtarlama regülatörü, En voltajını stabilize bir En1 voltajına dönüştürür. İkinci güç aşaması 2, voltajın galvanik izolasyonunu ve gerekirse ilave stabilizasyon Un'u gerçekleştirir. Genel durumda, kompanzasyon ve değişmez stabilizasyon sadece 1'de değil, aynı zamanda negatif geri besleme devrelerinin kesikli çizgileriyle gösterilen her iki aşamada da gerçekleştirilebilir. Güç aşamaları 1 ve 2, herhangi bir IVEP'nin güç aşamalarının farklı versiyonları olabilir.

Şekil 2.4 - IVEP çift dönüşümünün yapısal şeması

Güçte kademeli bir artışa sahip bir IVEP bloğunun yapısal diyagramı Şekil 2.5'te gösterilmektedir. Uygulanan çıkış gücünü artırmak için paralel bağlantı 3…5 kademeli.

Şekil 2.5 - Modüler IVEP'nin yapısal şeması

Geleneksel IEVP'nin her birinin gücünü eşitlemek için özel önlemler kullanılmadan paralel bağlanması imkansız olduğundan, bu durumda IEVP'nin çok fazlı yapısı ilkesi kullanılır. Bu, MF modülatör-şekillendiricinin sadece SS uyumsuz sinyalini karşılık gelen darbe dizisine dönüştürmekle kalmayıp, aynı zamanda darbe sinyallerinin birkaç güç aşaması üzerinde faz dağılımı işlevini yerine getirmesinde yatmaktadır. IEVP'nin bu tür çalışması sonucunda, çeşitli güç aşamalarının transistörlerinin güç anahtarlarının açık ve kapalı durumlarının zaman aşamalarının zaman içinde ayrıldığı ortaya çıkıyor.

IVEP'in dikkate alınan tüm şemaları aşağıdakilere göre karşılaştırılabilir: çeşitli parametreler- çıkış voltajlarının kararlılığı, ağırlık ve boyut özellikleri, enerji göstergeleri, üretilebilirlik ve maliyet ile birleştirme olasılığı. Aynı zamanda, aynı şema, bağlı olarak verilen gereksinimler bir dizi gösterge açısından optimal olmayabilir. En verimli olarak belirli bir şemayı önceden seçmek imkansızdır, bu nedenle yukarıdaki şemaların en genel özelliklerini dikkate almanız önerilir. Güç aşamalarının güvenilirlik, enerji ve ağırlık ve boyut göstergelerinin aynı olduğunu ve eşit olarak güce, çıkış voltajına ve dönüştürme frekansına bağlı olduğunu varsayacağız.

Şekil 2.1'deki şemaya göre uygulanan IVEP, kontrol darbelerinin zamanlama parametrelerini etkileyen geri besleme doğrudan IVEP'nin çıkışından alındığından, çıkış voltajının en yüksek kararlılığına sahiptir. Şekil 2.4'te gösterilen IVEP devresi ayrıca, SS üzerindeki geri besleme çıkış - Un'dan alınırsa, çıkış voltajının yüksek stabilitesine sahiptir. Biraz daha kötü stabilite, ancak daha basit kontrol şeması, Şekil 2.2'deki şemaya göre yapılmış IVEP'ye sahiptir. Ancak bu, In yük akımındaki bir değişiklikle endüktif ve aktif elemanlar 3 boyunca voltaj düşüşündeki değişikliği hesaba katmaz. En gerilimindeki dengesizleştirici değişiklikler, ek bir doğrudan bağlantı (kesik çizgi) eklenerek telafi edilebilir. Yalnızca En gerilimi üzerindeki bozucu etkinin değil, aynı zamanda In yük akımı, ortam sıcaklığı vb. üzerindeki bozucu etkilerin de değişmez stabilizasyonuna sahip IVEP'ler vardır, ancak bunlar yaygın olarak kullanılmazlar. En kötü kararlılığa, istikrarsızlaştırıcı faktörlerin etkisi altında herhangi bir geri besleme olmaması nedeniyle Şekil 2.3'teki şemaya göre yapılan IVEP sahiptir. Şekil 2.4'teki IVEP devresi, yukarıda bahsedildiği gibi, prensipte yüksek bir çıkış voltajı kararlılığına sahip olabilir, ancak değişmez veya telafi edici kontrol kanallarının yokluğunda, performansı Şekil 2.3'teki devre ile aynıdır.

Şekil 2.2'deki IVEP şemalarının kullanımı, nispeten yüksek voltajlar Un, yük akımındaki ve ortam sıcaklığındaki dalgalanmalar sırasında bu anahtarlar arasındaki voltaj düşüşündeki değişiklikleri hesaba katan gerekli fonksiyonu 1 elde etmek zor olduğundan, güç anahtarları 3 üzerindeki voltaj düşüşünden birçok kat daha fazladır.

Bu nedenle, IVEP'nin çıkış voltajının küçük olduğu (birkaç voltu geçmediği) ve yük akımında, ortam sıcaklığında ve En voltajında ​​önemli değişiklikler olduğu durumlarda, blok şemalara göre yapılmış IVEP kullanılması gerekir (bkz. 2.2,2.4,2.5) Telafi edici düzenleme ilkesi ile.

Şekil 2.2'deki şema, çıkış voltajının kararlılığı ve IVEP kontrol devresinin basitliği için uzlaşma gereksinimleri karşılanırken de kullanılabilir. Birincil voltaj kararlıysa ve SC'nin iç elemanlarındaki voltaj düşüşündeki değişiklikler Un voltajını korumanın doğruluğunu belirgin şekilde etkilemiyorsa, daha basit IVEP kullanılır (Şekil 2.3 ve 2.5).

IVEP'nin yukarıdaki şemaları, bir ila yüzlerce volt arasında çok çeşitli birincil voltajlarda kullanılabilir. Bununla birlikte, yüksek birincil voltajlar için, elektrik enerjisinin çift dönüşümünün, yüksek birincil DC voltajı En'yi bir darbe dengeleyici SKI ile Ep1'e düşürmeyi mümkün kıldığı Şekil 2.4'teki IVEP devresinin kullanılması uygun olabilir ve bunu darbe dönüştürücü SK2 için birincil voltaj. Bu durumda, CK2 dönüştürücü, CKI'ye kıyasla daha karmaşık bir cihaz olarak, hafif elektrik modları eleman sayısında bir azalma, çalışma güvenilirliğinde bir artış ve dönüştürücünün enerji performansında bir iyileşme sağlayabilen .

Bobinler ve transformatörler büyük boyutludur, malzeme yoğundur ve mikro minyatürleştirmesi zor elemanlardır. IVEP şemalarında, sayılarını en aza indirmeye çalışmak gerekir. Şekil 2.4'ün IVEP şemasında, çift enerji dönüşümü, temelde gerekli endüktif elemanlara sahip iki güç aşaması gerektirir.

Oluşturmak için çıkış gücünün blok ölçeklendirilmesi gerekir çeşitli sistemler aynı tip, birleşik IVEP temelinde gerçekleştirilmesi gereken güç kaynağı. Bu durumda, elektronik ekipmanı besleyen IVEP'nin geliştirilmesi ve üretilmesi, aynı tip blokların kullanılması durumunda uygundur. paralel bağlantı Gerekli toplam çıkış gücünü elde etmek için. Sonuç olarak, ekonomik bir etki elde etmek mümkündür. Bu durumda, IVEP'nin geliştirilmesinin ana hedeflerinden biri, mevcut güç kaynağı sistemlerinin tüm teknik ve ekonomik gereksinimlerini karşılaması gereken tek bir birimin gücünün ayrı bir değerinin seçilmesidir. Blok (çok fazlı) dönüştürücülerin bir başka avantajı, enerji transfer işlemlerinin bireysel güç aşamalarının çıkışına zaman dağılımı ile açıklanan çıkış filtresi kapasitörlerinin toplam kapasitansındaki azalmadır. Ek olarak, çok fazlı dönüştürücüler, çeşitli seçenekleri uygulamanıza olanak tanır karmaşık sistemler aynı birleşik bloklardan oluşan güç kaynağı.

Şekil 2.6, regüle edilmemiş bir şebeke doğrultucusu 1 ve doğrultulmuş bir şebeke voltajı dönüştürücüsü içeren bir IVEP diyagramını göstermektedir. Dönüştürücü, artan bir frekansta (genellikle 20 ... 100 kHz) çalışan bir düzenlenmiş inverter 2'den, bir transformatör doğrultucu tertibatından 3 ve Yüksek geçiren filtre 4. Kontrol devresi 5, çıkış voltajını stabilize etmek için kullanılır.

Şekil 2.6 - Ayarlanabilir bir invertör ile darbeli bir IVEP'nin yapısal şeması

Kontrol devresi, Un çıkış gerilimi ile referans kaynağın 6 gerilimini karşılaştırır. Hata sinyali olarak adlandırılan bu gerilimler arasındaki fark, ayarlanabilir invertörün frekansını (f = var) veya darbelerin görev döngüsünü ayarlamak için kullanılır. sabit frekanslarında (g = var). Tek çevrimli bir transformatör invertörü temelinde yapılan dönüştürücüye, transformatör tek çevrimli dönüştürücü - AKIM denir. Bir itme-çekme transformatörü invertörü temelinde yapılan dönüştürücüye, bir transformatör itme-çekme dönüştürücüsü - TDK denir.

Şekil 2.7, düzenlenmiş bir ana doğrultucu 1 ve bir düzensiz evirici 2 ile IVEP devresini göstermektedir. Bu devrenin geri kalan düğümleri, önceki devrelerle aynı amaca sahiptir. Ayırt edici özellik bu blok şema, regüle edilmemiş bir invertör (NI) kullanmak içindir. Bu devrede çıkış voltajının stabilizasyonu, genellikle faz kontrollü tristörlerde gerçekleştirilen 1 kullanılarak dönüştürücünün girişindeki voltajın düzenlenmesiyle sağlanır.

Şekil 2.7 - Ayarlanabilir bir ana doğrultucuya sahip darbeli bir IVEP'nin yapısal şeması

Şekil 2.6'da gösterilen devre için, inverterin maksimum değeri yaklaşık 311V olan doğrultulmuş şebeke geriliminden çalışacak şekilde tasarlanmış olması karakteristiktir. tek fazlı ağ ve yaklaşık 530 V için üç fazlı ağ. Ek olarak, inverter 2'nin frekansını veya görev döngüsünü değiştirmek, çıkış voltajının filtrelenmesinde bir bozulmaya yol açar. Sonuç olarak, filtrenin (4) ağırlık ve boyut parametreleri, yükteki akımın sürekli olması koşuluyla, g min darbelerinin minimum görev döngüsüne göre parametreleri hesaplandığından kötüleşir.

Şekil 2.7'deki devrenin pozitif özellikleri, voltaj dönüştürme ve çıkış voltajının Un stabilizasyonu fonksiyonunun birleşimidir. Bu, kontrol edilen tuşların sayısı azaltıldığı için kontrol şemasını 5 basitleştirmeyi mümkün kılar. Ek olarak, bir duraklamanın varlığı, invertör anahtarlarındaki geçiş akımlarını ortadan kaldırmanıza olanak tanır. Devrenin avantajı ayrıca, inverterin azaltılmış bir giriş voltajında ​​​​çalışmasını sağlama yeteneğidir (genellikle 1,5 ... 2 kat, yani 130 ... 200V'a kadar azalır). Bu, transistör invertör anahtarlarının çalışmasını büyük ölçüde kolaylaştırır. Bu şemanın bir başka avantajı, invertörün, çıkış voltajının filtrelenmesini büyük ölçüde basitleştiren maksimum görev döngüsü g max darbelerle çalışmasıdır. Her iki devrenin verimliliği ve özgül gücü üzerine yapılan bir çalışma, bu göstergelerin biraz farklı olduğunu gösterdi.

Düzenlenmemiş doğrultucu 1 ile çok kanallı IVEP şemaları Şekil 2.8 ve 2.9'da gösterilmektedir. Şekil 2.8'deki devrede, regüle edilmemiş bir inverter 2 ve bireysel stabilizatörler 5 ... 7 kullanılmaktadır. bireysel kanallar. Böyle bir blok diyagram, az sayıda çıkış kanalıyla kullanılabilir. Çıkış kanallarının sayısındaki artışla devre ekonomik olmaktan çıkar.

Şekil 2.8 - Bireysel stabilizasyona sahip çok kanallı bir IVEP'nin yapısal diyagramı

Şekil 2.9'da gösterilen devre, çıkış voltajının grup stabilizasyonu prensibi ile çalışır. Bunu yapmak için, kanalların en güçlüsünün voltajı tarafından kontrol edilen ayarlanabilir bir invertör kullanır. Bu durumda diğer kanallardaki çıkış voltajlarının stabilizasyonu, negatif geri besleme kapsamında olmadıkları için bozulur. Diğer kanallardaki voltaj stabilizasyonunu iyileştirmek için, Şekil 2.8'deki devrede olduğu gibi, ilave bağımsız stabilizatörler kullanabilirsiniz.

Şekil 2.9 - Grup stabilizasyonu ile IVEP'in yapısal diyagramı

Hemen hemen her elektronik cihazın bir güç kaynağı vardır - bağlantı şemasının önemli bir unsuru. Bloklar, azaltılmış güç gerektiren cihazlarda kullanılır. Güç kaynağının ana görevi azaltmaktır şebeke gerilimi. İlk anahtarlamalı güç kaynakları, alternatif akımla çalışan bobinin icadından sonra tasarlandı.

Transformatörlerin kullanımı, güç kaynaklarının geliştirilmesine ivme kazandırdı. Doğrultucudan sonra voltaj eşitleme yapılır. Frekans dönüştürücülü ünitelerde bu süreç farklıdır.

Darbe bloğunda temel, evirici sistemidir. Gerilim doğrultulduktan sonra, yüksek frekanslı dikdörtgen darbeler oluşturulur ve düşük frekanslı çıkış filtresine beslenir. Anahtarlamalı güç kaynakları voltajı dönüştürür, yüke güç verir.

İmpuls bloğundan enerji kaybı yoktur. doğrusaldan kaynak geliyor yarı iletkenlerde (transistörler) kayıp. Kompaktlığı ve hafifliği de ona üstünlük sağlar. trafo blokları aynı güçte, bu nedenle, genellikle darbeli olanlarla değiştirilirler.

Çalışma prensibi

Basit tasarımlı bir UPS'nin çalışması aşağıdaki gibidir. Çoğu ev aletinde olduğu gibi giriş akımı AC ise, voltaj önce DC'ye dönüştürülür. Bazı blok tasarımlarında voltajı ikiye katlayan anahtarlar bulunur. Bu, örneğin 115 ve 230 volt gibi farklı voltaj derecelerine sahip bir ağa bağlanmak için yapılır.

Doğrultucu, alternatif voltajı eşitler ve kapasitör filtresine giren bir doğru akım verir. Doğrultucudan gelen akım, yüksek frekanslı küçük darbeler şeklinde çıkar. sinyaller var yüksek enerji, darbe transformatörünün güç faktörünün azalması nedeniyle. Bu nedenle, darbe ünitesinin boyutları küçüktür.

Yeni güç kaynaklarındaki güç düşüşünü düzeltmek için giriş akımının sinüs şeklinde elde edildiği bir devre kullanılır. Bu şemaya göre, bloklar bilgisayarlara, video kameralara ve diğer cihazlara monte edilir. Dürtü bloğu değişmeden bloktan geçen sabit bir voltajdan çalışır. Böyle bir bloğa dönüş bloğu denir. 115 V için kullanılıyorsa, sabit bir voltajda çalışması için 163 volt gerekir, bu (115 × √2) olarak hesaplanır.

Bir doğrultucu için böyle bir devre zararlıdır, çünkü diyotların yarısı çalışma sırasında kullanılmadığından, bu doğrultucunun çalışma kısmının aşırı ısınmasına neden olur. Bu durumda dayanıklılık azalır.

Şebeke gerilimini düzelttikten sonra inverter devreye girerek akımı çevirir. Çıkış enerjisi büyük olan anahtardan geçilerek doğru akımdan alternatif akım elde edilir. Birkaç on turluk bir transformatör sargısı ve yüzlerce hertz frekansı ile, güç kaynağı düşük frekanslı bir amplifikatör olarak çalışır, 20 kHz'den fazla olduğu ortaya çıkar, insan işitmesine erişilemez. Anahtar, çok aşamalı bir sinyale sahip transistörlerde yapılır. Bu transistörlerin direnci düşüktür, yüksek fırsat akımların geçişi.

UPS Çalışma Şeması

Ağ bloklarında giriş ve çıkış birbirinden izole edilir, darbe bloklarında akım birincil yüksek frekanslı sargı için kullanılır. Sekonder sargıda ise trafo istenilen gerilimi oluşturur.

10 V üzerindeki çıkış gerilimleri için silikon diyotlar kullanılır. Düşük voltajlarda, aşağıdaki avantajlara sahip Schottky diyotları kurulur:

• Küçük kayıpları mümkün kılan hızlı kurtarma.
• Küçük voltaj düşüşü. Çıkış voltajını azaltmak için bir transistör kullanılır, voltajın ana kısmı içinde düzeltilir.

Minimum boyuttaki dürtü bloğunun şeması

Basit bir UPS devresinde transformatör yerine jikle kullanılır. Bunlar voltajı düşürmek veya yükseltmek için dönüştürücülerdir, en basit sınıfa aittirler, bir anahtar ve bir jikle kullanılır.

UPS türleri

• Rusya'da yaygın olan IR2153'te basit UPS.
• Güç kaynakları TL494'te değiştiriliyor.
• UC3842'de güç kaynaklarının değiştirilmesi.
• Enerji tasarruflu bir lambadan hibrit tip.
• Artan veriye sahip bir amplifikatör için.
• Elektronik balasttan.
• Ayarlanabilir UPS, mekanik cihaz.
• UMZCH için son derece özel bir güç kaynağı.
• Güçlü UPS, yüksek özelliklere sahiptir.
• 200 V için - 220 volttan fazla olmayan bir voltaj için.
• Ağ UPS 150 watt, yalnızca ağ için.
• 12 volt için 12 voltta iyi çalışıyor.
• 24 V için - sadece 24 voltta çalışır.
• Köprü - bir köprü şeması uygulanır.
• Bir tüp amplifikatör için, tüplerin özellikleri.
• LED'ler için - yüksek hassasiyet.
• Bipolar UPS, kalitesiyle öne çıkıyor.
• Ters, artan voltaj ve güce sahiptir.

özellikler

Basit bir UPS, küçük boyutlu transformatörlerden oluşabilir, çünkü frekans arttıkça transformatörün verimliliği daha yüksek olur, çekirdek boyutu gereksinimleri daha küçüktür. Böyle bir çekirdek ferromanyetik alaşımlardan yapılır ve düşük frekans için çelik kullanılır.

Güç kaynağındaki voltaj, negatif geri besleme ile dengelenir. Çıkış voltajı aynı seviyede tutulur, yük ve giriş dalgalanmalarına bağlı değildir. Geri bildirim çeşitli şekillerde üretilir. Blok ağdan galvanik izolasyona sahipse, çıkışta veya bir optokuplör yardımıyla transformatörün bir sargısının bağlantısı kullanılır. Dekuplaj gerekli değilse, basit bir dirençli bölücü kullanılır. Bu nedenle, çıkış voltajı stabilize edilir.

Laboratuvar bloklarının özellikleri

Çalışma prensibi aktif voltaj dönüşümüne dayanmaktadır. Girişimi gidermek için devrenin başına ve sonuna filtreler yerleştirilir. Transistörlerin doygunluğu diyotlar üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir, voltaj ayarı vardır. Dahili koruma kısa devreleri engeller. Güç kabloları modüler olmayan seri olarak uygulanır, güç 500 watt'a ulaşır.

Kasaya bir soğutma fanı takılmıştır, fan hızı ayarlanabilir. Bloğun maksimum yükü 23 amper, direnç 3 ohm, en yüksek frekans 5 hertz'dir.

Darbe bloklarının uygulanması

Kullanımlarının kapsamı hem günlük yaşamda hem de endüstriyel üretimde sürekli büyüyor.

Kaynaklarda anahtarlamalı güç kaynakları kullanılır. kesintisiz güç kaynağı amplifikatörler, alıcılar, televizyonlar, şarj cihazları, alçak gerilim aydınlatma hatları, bilgisayar, tıbbi ekipman ve diğerleri için çeşitli cihazlar ve genel amaçlı cihazlar.

Avantajlar ve dezavantajlar

UPS aşağıdaki avantaj ve dezavantajlara sahiptir:

• Hafif.
• Verimliliği arttırmak.
• Küçük maliyet.
• Besleme voltajı aralığı daha geniştir.
• Dahili güvenlik kilitleri.

Soğutma radyatörlü elemanların kullanımı nedeniyle azaltılmış ağırlık ve boyutlar doğrusal mod, ağır transformatörler yerine darbe regülasyonu. Kondansatörlerin kapasitansı, frekans artırılarak azaltılır. Düzeltme şeması daha basit hale geldi, en basit devre- yarım dalga.

Düşük frekanslı transformatörler çok fazla enerji kaybeder, dönüşümler sırasında ısı dağıtılır. Bir UPS'de, geçiş geçişleri sırasında maksimum kayıplar meydana gelir. Diğer zamanlarda transistörler kararlıdır, kapalı veya açıktır. Enerji tasarrufu için koşullar yaratıldı, verimlilik %98'e ulaştı.

Robotik işletmelerde çok çeşitli unsurların birleştirilmesi nedeniyle UPS'in maliyeti azalır. Kontrollü anahtarlardan gelen güç elemanları, daha düşük güçlü yarı iletkenlerden oluşur.

Darbe teknolojileri, çeşitli enerji ağlarında güç kaynaklarının kullanımını genişleten farklı frekanslara sahip bir güç kaynağı ağının kullanılmasını mümkün kılar. Dijital teknolojiye sahip küçük boyutlu yarı iletken modüller, kısa devre ve diğer kazalara karşı korumaya sahiptir.

Koruma transformatörlü basit bloklar için, dijital teknolojilerde hiçbir anlamı olmayan bir röle tabanında yapılırlar. Yalnızca bazı durumlarda dijital teknolojiler kullanılır:

• Düşük güçlü kontrol devreleri için.
• Ölçüm teknolojisinde, voltmetrelerde, enerji sayaçlarında, metrolojide küçük bir yüksek hassasiyetli kontrol akımına sahip cihazlar.

Kusurlar

Anahtarlamalı güç kaynakları, yüksek frekanslı darbeleri dönüştürerek çalışır ve çevreye giden parazit oluşturur. Girişimi çeşitli yöntemlerle bastırmaya ve bunlarla başa çıkmaya ihtiyaç vardır. Bazen gürültü bastırma çalışmaz ve bazı cihaz türleri için darbe bloklarının kullanılması imkansız hale gelir.

Anahtarlama güç kaynaklarının hem düşük yük hem de yüksek yük ile bağlanması önerilmez. Çıkış akımı, ayarlanan sınırın keskin bir şekilde altına düşerse, başlamak mümkün olmayabilir ve güç, çalışma aralığı için uygun olmayan veri bozulması ile olacaktır.

Anahtarlamalı güç kaynakları nasıl seçilir

İlk önce ekipman listesine karar vermeniz ve gruplara ayırmanız gerekir:

• Kendi enerji kaynakları olmayan sürekli tüketiciler.
• Tüketiciler kaynaklarıyla birlikte.
• Ara sıra bağlantıya sahip cihazlar.

Her grupta, tüm öğeler için mevcut tüketimi toplamak gerekir. 2 A'dan fazla elde edilirse, birkaç kaynağı bağlamak daha iyidir.

İkinci ve üçüncü gruplar ucuz güç kaynaklarına bağlanabilir. Ardından, gerekli rezervasyon süresini belirliyoruz. Sağlamak için pil kapasitesini hesaplamak için pil ömrü, 1. ve 2. grupların ekipmanının akımı saat ile çarpılır.

Bu şekilden güç kaynaklarını değiştirmeyi seçiyoruz. Satın alırken, sistemdeki güç kaynağının değerini ihmal edemezsiniz. Ekipmanın çalışması ve kararlılığı buna bağlıdır.

• giriiş
• Çözüm

giriiş

Anahtarlamalı güç kaynakları artık güncelliğini yitirmiş lineer kaynakların yerini güvenle alıyor. Bunun nedeni, bu güç kaynaklarında bulunan yüksek performans, kompaktlık ve geliştirilmiş stabilizasyon performansıdır.

Son yıllarda elektronik ekipmana güç verme ilkelerinden geçen bu hızlı değişikliklerle birlikte, anahtarlamalı güç kaynaklarının hesaplanması, yapımı ve kullanımına ilişkin bilgiler giderek daha önemli hale geliyor.

Son zamanlarda, elektronik ve radyo mühendisliği alanındaki uzmanlar arasında ve ayrıca endüstriyel üretimde, anahtarlama güç kaynakları özel bir popülerlik kazanmıştır. Tipik hacimli transformatörleri terk etme ve küçük boyutlu anahtarlamalı güç kaynakları, voltaj dönüştürücüler, dönüştürücüler ve dönüştürücüler tasarımlarına geçme eğilimi olmuştur.

Genel olarak, güç kaynaklarını değiştirme konusu oldukça alakalı ve ilginçtir ve güç elektroniğinin en önemli alanlarından biridir. Bu elektronik alanı umut verici ve hızla gelişiyor. Ve asıl amacı, güvenilirlik, kalite, dayanıklılık, ağırlık, boyut, enerji ve malzeme tüketiminin en aza indirilmesi için modern gereksinimleri karşılayan güçlü güç cihazları geliştirmektir. Her türlü bilgisayar, ses, video ekipmanı ve diğer modern cihazlar dahil olmak üzere hemen hemen tüm modern elektronik cihazların, bu güç kaynakları alanının daha da geliştirilmesinin uygunluğunu bir kez daha onaylayan kompakt anahtarlama güç kaynakları tarafından desteklendiğine dikkat edilmelidir. .

1. Anahtarlamalı güç kaynaklarının çalışma prensibi

Anahtarlamalı güç kaynağı bir invertör sistemidir. Güç kaynaklarının anahtarlanmasında, önce AC giriş voltajı doğrultulur. Ortaya çıkan DC voltajı, ya transformatöre (şebekeden galvanik izolasyonlu darbeli güç kaynakları olması durumunda) veya doğrudan çıkış alçak geçiş filtresine (darbeli olarak) sağlanan, arttırılmış frekanslı ve belirli bir görev döngüsüne sahip dikdörtgen darbelere dönüştürülür. galvanik izolasyonu olmayan güç kaynakları). Darbe güç kaynaklarında, küçük boyutlu transformatörler kullanılabilir - bu, artan frekansla birlikte transformatörün verimliliğinin artması ve eşdeğer gücün aktarılması için gerekli olan çekirdeğin boyutları (bölümü) gereksinimlerinin azalmasıyla açıklanır. Çoğu durumda, böyle bir çekirdek, elektrik çeliği kullanan düşük frekanslı transformatörlerin çekirdeklerinin aksine, ferromanyetik malzemelerden yapılabilir.

Şekil 1 - Anahtarlamalı bir güç kaynağının yapısal şeması

Şebeke voltajı doğrultucuya verilir, ardından kapasitif bir filtre ile düzleştirilir. Gerilimi artan filtre kondansatöründen, transformatör sargısı yoluyla doğrultulmuş voltaj, anahtar görevi gören transistörün kollektörüne verilir. Kontrol cihazı, transistörün periyodik olarak açılıp kapanmasını sağlar. PSU'yu güvenilir bir şekilde başlatmak için bir mikro devre üzerinde yapılmış bir ana osilatör kullanılır. Darbeler anahtar transistörün tabanına beslenir ve osilatör çalışma döngüsünün başlamasına neden olur. Kontrol cihazı, çıkış voltajı seviyesinin izlenmesinden, bir hata sinyali üretilmesinden ve çoğu zaman anahtarın doğrudan kontrolünden sorumludur. Ana osilatör mikro devresi, voltajı referans kapasitans ile stabilize ederek, doğrudan depolama kapasitans girişinden bir direnç zinciri tarafından çalıştırılır. İkincil devrenin ana osilatörü ve anahtar transistörü, optokuplörün çalışmasından sorumludur. Optokuplörün çalışmasından sorumlu transistörler ne kadar açık olursa, geri besleme darbelerinin genliği o kadar küçük olur, güç transistörü o kadar erken kapanır ve transformatörde o kadar az enerji birikir, bu da çıkıştaki voltajın yükselmesine neden olur. durdurmak için kaynak. Çıkış voltajlarının düzenleyicisi ve yöneticisi olarak optokuplörün önemli bir rol oynadığı güç kaynağının çalışma modu geldi.

Endüstriyel bir güç kaynağının özellikleri, geleneksel bir ev güç kaynağınınkinden daha katıdır. Bu, yalnızca güç kaynağının girişinde yüksek bir üç fazlı voltajın etki ettiği gerçeğiyle değil, aynı zamanda endüstriyel güç kaynaklarının, giriş voltajının nominal değerden önemli bir sapma ile çalışır durumda kalması gerektiği gerçeğiyle ifade edilir. gerilim düşüşleri ve dalgalanmalarının yanı sıra bir veya birden fazla fazın kaybı.

Şekil 2 - Anahtarlamalı bir güç kaynağının şematik diyagramı.

Şema aşağıdaki gibi çalışır. Üç fazlı giriş üç kablolu, dört kablolu ve hatta tek fazlı olabilir. Üç fazlı doğrultucu, D1 - D8 diyotlarından oluşur.

Dirençler R1 - R4 aşırı gerilim koruması sağlar. Aşırı yük açıklığına sahip koruyucu dirençlerin kullanılması, ayrı sigorta bağlantılarının kullanılmasını gereksiz kılar. Giriş düzeltilmiş voltaj, C5, C6, C7, C8 ve L1'den oluşan U-şekilli bir filtre ile filtrelenir.

Dirençler R13 ve R15, giriş filtresi kapasitörlerindeki voltajı eşitler.

U1'in MOSFET'i açıldığında, Q1'in kaynak potansiyeli düşer, kapı akımı sırasıyla R6, R7 ve R8 dirençleri tarafından sağlanır, VR1 ... VR3 bağlantılarının kapasitansı Q1'i açar. Zener diyot VR4, Q1'e uygulanan kaynak kapısı voltajını sınırlar. MOSFET U1 kapandığında, boşaltma voltajı VR1, VR2, VR3 kelepçe devresi tarafından 450 volt ile sınırlandırılır. Sargının sonundaki herhangi bir ek voltaj Q1 tarafından dağıtılacaktır. Bu bağlantı, toplam doğrultulmuş voltajı Q1 ve U1'e etkin bir şekilde dağıtır.

Absorpsiyon devresi VR5, D9, R10, ters çalışma sırasında transformatörün kaçak indüksiyonu nedeniyle birincil sargıdaki aşırı voltajı emer.

Çıkış düzeltmesi D1 diyotu tarafından gerçekleştirilir. C2 - çıkış filtresi. L2 ve C3, çıkış voltajı kararsızlığını azaltmak için ikinci bir filtre aşaması oluşturur.

VR6, çıkış voltajı VR6 ve optokuplör üzerindeki düşüşü aştığında iletmeye başlar. Çıkış voltajındaki bir değişiklik, optokuplör diyotu U2 boyunca akan akımda bir değişikliğe neden olur ve bu da, optokuplör transistörü U2 üzerinden akımda bir değişikliğe neden olur. Bu akım U1'in FB pinindeki eşiği aştığında, bir sonraki görev döngüsü atlanır. Belirtilen çıkış voltajı seviyesi, atlanan ve mükemmel çalışma çevrimlerinin sayısı ayarlanarak korunur. Görev döngüsü başladıktan sonra, U1'den geçen akım ayarlanan dahili limite ulaştığında sona erecektir. R11, optokuplör üzerinden akımı sınırlar ve geri besleme kazancını ayarlar. Direnç R12, VR6'ya bir önyargı sağlar.

Bu devre, U1'de (LNK304) yerleşik işlevler nedeniyle açık döngü, çıkış kısa devresi, aşırı yükten korunur. Çipe doğrudan boşaltma piminden güç verildiğinden, ayrı bir güç sargısı gerekmez.

Anahtarlamalı güç kaynaklarında negatif geri besleme ile voltaj stabilizasyonu sağlanır. Geri besleme, giriş voltajı ve yükteki dalgalanmalardan bağımsız olarak çıkış voltajını nispeten sabit bir seviyede tutmanıza olanak tanır. Geri bildirim çeşitli şekillerde organize edilebilir. Besleme şebekesinden galvanik izolasyonlu darbe kaynakları durumunda, en yaygın yöntemler, transformatörün çıkış sargılarından biri aracılığıyla veya bir optokuplör kullanarak iletişimin kullanılmasıdır. Geri besleme sinyalinin büyüklüğüne bağlı olarak (çıkış voltajına bağlı olarak), PWM kontrolörünün çıkışındaki darbelerin görev döngüsü değişir. Dekuplaj gerekli değilse, genellikle basit bir dirençli voltaj bölücü kullanılır. Böylece, güç kaynağı sabit bir çıkış voltajı sağlar.

2. Anahtarlama güç kaynaklarının ana parametreleri ve özellikleri

Anahtarlamalı güç kaynaklarının (SMPS) sınıflandırılması, çeşitli kriterlere göre gerçekleştirilir. ana kriterler:

Giriş ve çıkış gerilimi türüne göre;

Tipolojiye göre;

Çıkış voltajının şekli;

Tedarik zinciri türüne göre;

Yükteki voltaj ile;

Yük gücü ile;

Yük akımının doğası gereği;

Çıkış sayısına göre;

Yükteki voltajın kararlılığına göre.

Giriş ve çıkış voltajı tipi

1. AC/DC, AC/DC dönüştürücülerdir. Bu tür dönüştürücüler, endüstriyel otomasyon, telekomünikasyon ekipmanı, enstrümantasyon, endüstriyel veri işleme ekipmanı, güvenlik ekipmanı ve özel amaçlı ekipman gibi çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadır.

2. DC/DC, DC voltaj dönüştürücülerdir. Bu tür DC/DC dönüştürücüler, iki veya daha fazla sargılı darbe transformatörleri kullanır ve giriş ve çıkış devreleri arasında bağlantı yoktur. Darbe transformatörleri, dönüştürücünün girişi ve çıkışı arasında büyük bir potansiyel farkına sahiptir. Uygulamalarına bir örnek, yaklaşık 400 V çıkış voltajına sahip darbeli el fenerleri için bir güç kaynağı ünitesi (PSU) olabilir.

3. DC/AC, DC/AC dönüştürücülerdir (mucit). İnvertörlerin ana kapsamı, demiryolu ve diğer araçların vagonlarında çalışmaktır. Araç yerleşik bir DC güç kaynağına sahip olmak. Yedek güç kaynaklarının bir parçası olarak ana dönüştürücüler olarak da kullanılabilirler.

Yüksek aşırı yük kapasitesi, soğutma ve klima kompresörleri için kapasitör motorları da dahil olmak üzere çok çeşitli cihaz ve ekipmanlara güç verilmesini sağlar.

tipolojiye göre IIP'ler aşağıdaki gibi sınıflandırılır:

flyback darbe dönüştürücüler (flybackconverter);

ileri darbe dönüştürücüler (ileri dönüştürücü);

push-pull çıkışlı (push-pull) dönüştürücüler;

yarım köprü çıkışlı dönüştürücüler (yarım köprü dönüştürücü);

köprü çıkış dönüştürücüler (tam köprü dönüştürücü).

Çıkış voltajına göre IP'ler aşağıdaki gibi sınıflandırılır:

1. Modifiye sinüs dalgası ile

2. Normal sinüs dalgası ile.

Şekil 3 - Çıkış Dalga Formları

Tedarik zinciri türüne göre:

Tek fazlı bir AC ağından alınan elektrik enerjisini kullanan SMPS;

Üç fazlı bir AC ağından alınan elektrik enerjisini kullanan SMPS;

Otonom bir DC kaynağının elektrik enerjisini kullanan SMPS.

Yük gerilimi:

Yük gücüne göre:

düşük güçlü SMPS (100 W'a kadar);

Orta güçte SMPS (100 ila 1000 W);

Yüksek güçlü SMPS (1000 W üzeri).

Yük akımı türüne göre:

AC çıkışlı SMPS;

DC çıkışlı SMPS;

AC ve DC çıkışlı SMPS.

Çıkış sayısına göre:

bir doğrudan veya alternatif akım çıkışına sahip tek kanallı SMPS;

iki veya daha fazla çıkış voltajına sahip çok kanallı SMPS.

Yükteki voltajın kararlılığına göre:

stabilize IIP;

Stabilize edilmemiş IIP.

3. Anahtarlamalı güç kaynakları oluşturmanın ana yöntemleri

Aşağıdaki şekil gösterecektir dış görünüş güç kaynağını değiştirmek.

Şekil 4 - Güç kaynağını değiştirme

Bu nedenle, yeni başlayanlar için, herhangi bir anahtarlamalı güç kaynağında ana modüllerin neler olduğunu genel olarak özetleyelim. Tipik bir versiyonda, bir anahtarlama güç kaynağı şartlı olarak üç fonksiyonel parçaya bölünebilir. BT:

1. Genellikle yaklaşık 30 ... 60 kHz frekansta bir ana osilatörün monte edildiği PWM kontrolörü (PWM);

2. Rolü güçlü bipolar, alan veya IGBT (bipolar ile yalıtımlı kapı) transistörler; bu güç aşaması, entegre sürücüler veya düşük güçlü transistörler üzerindeki aynı anahtarlar için ek bir kontrol devresi içerebilir; güç anahtarlarının anahtarlama şeması da önemlidir: köprü (tam köprü), yarım köprü (yarım köprü) veya orta nokta(itme çekme);

3. Birincil (ler) ve ikincil (ler) sargı (lar) ve buna bağlı olarak doğrultucu diyotlar, filtreler, stabilizatörler vb. İle darbe transformatörü. çıkışta; ferrit veya alsifer genellikle çekirdek olarak seçilir; genel olarak, üzerinde çalışabilen bu tür manyetik malzemeler yüksek frekanslar(bazı durumlarda 100 kHz'in üzerinde).

Darbeli bir güç kaynağı oluşturmanın üç ana yolu vardır (bkz. Şekil 3): yükseltme (çıkış voltajı girişten daha yüksektir), düşürme (çıkış voltajı girişten daha düşüktür) ve ters çevirme (çıkış voltajı zıt kutuplara sahiptir) girdi ile ilgili olarak). Şekilden görülebileceği gibi, sadece endüktansı bağlama biçiminde farklılık gösterirler, aksi takdirde çalışma prensibi değişmeden kalır, yani.

anahtarlama güç kaynağı voltajı

Şekil 5 - Anahtarlamalı güç kaynaklarının tipik blok şemaları

Anahtar eleman (genellikle iki kutuplu veya MIS transistörleri), yaklaşık 20-100 kHz'lik bir frekansta çalışan, periyodik olarak kısa bir süre (zamanın %50'sinden fazla değil) indüktöre tam giriş dengesiz voltajı uygular. darbe akımı bobin içinden akan, her darbede 1/2LI^2 manyetik alanında enerji birikmesini sağlar. Bobinden bu şekilde depolanan enerji yüke aktarılır (doğrudan bir doğrultucu diyot kullanılarak veya sekonder sargı yoluyla ve sonra doğrultulur), çıkış yumuşatma filtresi kapasitörü çıkış voltajının ve akımının sabit olmasını sağlar. Çıkış voltajının stabilizasyonu, üzerindeki darbelerin genişliğinin veya frekansının otomatik olarak ayarlanmasıyla sağlanır. anahtar unsur(Çıkış voltajını izlemek için bir geri besleme devresi tasarlanmıştır).

Bu, oldukça karmaşık olmasına rağmen, şema tüm cihazın verimliliğini önemli ölçüde artırabilir. Gerçek şu ki, bu durumda, yükün kendisine ek olarak, devrede önemli miktarda güç harcayan hiçbir güç elemanı yoktur. Anahtar transistörler doymuş anahtar modunda çalışır (yani, aralarındaki voltaj düşüşü küçüktür) ve gücü yalnızca oldukça kısa zaman aralıklarında (darbe teslim süresi) dağıtır. Ayrıca, dönüştürme frekansını artırarak, gücü önemli ölçüde artırabilir ve ağırlık ve boyut özelliklerini iyileştirebilirsiniz.

Darbeli IP'nin önemli bir teknolojik avantajı, çok çeşitli ekipmana güç sağlamak için ağdan galvanik izolasyonlu küçük boyutlu ağ IP'lerini temel alma olasılığıdır. Bu tür IP'ler, yüksek frekanslı dönüştürücü devresine göre hacimli bir düşük frekanslı güç transformatörü kullanılmadan oluşturulur. Bu aslında, giriş voltajı olarak doğrultulmuş bir şebeke voltajının kullanıldığı ve yüksek frekanslı bir transformatörün (küçük boyutlu ve yüksek verimli) kullanıldığı voltaj düşürmeli tipik bir darbeli güç kaynağı devresidir. depolama elemanı, ikincil sargıçıkış stabilize voltajının kaldırıldığı (bu transformatör ayrıca ağdan galvanik izolasyon sağlar).

Darbeli güç kaynaklarının dezavantajları şunları içerir: çıkışta yüksek düzeyde darbe gürültüsü varlığı, yüksek karmaşıklık ve düşük güvenilirlik (özellikle el sanatları üretiminde), en ufak bir arıza durumunda, “topluca” kolayca başarısız olur (bununla, kural olarak, etkileyici piroteknik etkiler gözlemlenebilir). Bir tornavida ve bir havya ile cihazların içine dalmayı sevenler, ağ darbeli bir IP tasarlarken son derece dikkatli olmak zorunda kalacaklar, çünkü bu tür devrelerin birçok elemanı yüksek voltaj altındadır.

4. Güç kaynaklarını değiştirmek için çeşitli devre çözümleri

90'ların SMPS şeması Şekil 6'da gösterilmektedir. Güç kaynağı, bir ana doğrultucu VD1-VD4, bir parazit giderme filtresi L1C1-SZ, bir anahtarlama transistörü VT1 üzerinde bir dönüştürücü ve darbe transformatörü DA1 sabitleyici ve U1 optokuplör üzerinde yapılan C9C10L2 filtreli ve stabilizasyon üniteli T1, VD8 çıkış doğrultucu.

Şekil 6 - 1990'lardan itibaren güç kaynağının değiştirilmesi

SMPS'nin şeması Şekil 7'de gösterilmektedir. Sigorta FU1 elemanları korur acil durumlar. Termistör RK1, C2 kondansatörünün şarj akımının darbesini, diyot köprüsü VD1 için güvenli bir değerle sınırlar ve C1 kondansatörü ile birlikte, azaltmaya yarayan bir RC filtresi oluşturur. dürtü gürültüsü SMPS'den ağa nüfuz etme. Diyot köprüsü VD1 şebeke voltajını düzeltir, kapasitör C2 yumuşatıcıdır. T1 transformatörünün birincil sargısının voltaj dalgalanmaları, R1C5VD2 sönümleme devresi tarafından azaltılır. Kapasitör C4, DA1 çipinin dahili elemanlarına güç sağlayan bir güç filtresidir.

Çıkış doğrultucu bir VD3 Schottky diyotuna monte edilmiştir, çıkış voltajı dalgalanması C6C7L1C8 LC filtresi tarafından yumuşatılır. R2, R3, VD4 ve U1 elemanları, DA1 çipi ile birlikte, yük akımı ve şebeke voltajı değiştiğinde çıkış voltajının stabilizasyonunu sağlar. Güç açık gösterge devresi, HL1 LED'i ve akım sınırlayıcı direnç R4 üzerinde yapılır.

Şekil 7 - 2000'li yılların anahtarlamalı güç kaynağı

Şekil 8'de, iki güçlü MOSFET IRFP460'tan oluşan yarım köprü güç terminal aşamasına sahip bir itme-çekme anahtarlamalı güç kaynağı. PWM kontrolörü olarak K1156EU2R çipi seçilmiştir.

Ayrıca girişte bir röle ve R1 sınırlayıcı direnç yardımı ile ani akım dalgalanmalarını önlemek için yumuşak yolverme yapılır. Röle, direnç R19 seçimi ile hem 12 hem de 24 volt için kullanılabilir. Varistör RU1, giriş devresini aşırı genlik darbelerinden korur. Kondansatörler C1-C4 ve iki sargılı bir indüktör L1, dönüştürücü tarafından oluşturulan yüksek frekanslı dalgaların besleme ağına girmesini önleyen bir ağ gürültü bastırma filtresi oluşturur.

Düzeltici direnç R16 ve kapasitör C12, dönüştürme frekansını belirler.

T2 transformatörünün kendi kendine endüksiyonunun EMF'sini azaltmak için, damper diyotları VD7 ve VD8, transistörlerin kanallarına paralel olarak bağlanır. Schottky diyotları VD2 ve VD3, anahtarlama transistörlerini ve ters voltaj devresi DA2'nin çıkışlarını darbelerden korur.

Şekil 8 - Modern anahtarlamalı güç kaynağı

Çözüm

Yapılan araştırma çalışmaları sırasında, bu cihazların mevcut devrelerini analiz etmeyi ve uygun sonuçları çıkarmayı mümkün kılan anahtarlama güç kaynakları üzerine bir çalışma yaptım.

Anahtarlamalı güç kaynakları diğerlerine kıyasla çok daha büyük avantajlara sahiptir - daha yüksek verimliliğe sahiptirler, önemli ölçüde daha az kütleye ve hacme sahiptirler, ayrıca çok daha düşük bir maliyete sahiptirler, bu da sonuçta nispeten daha verimli olmalarına yol açar. küçük fiyat tüketiciler için ve buna bağlı olarak pazarda yüksek talep.

birçok modern elektronik parçalar modern elektronik cihazlarda ve sistemlerde kullanılan yüksek kaliteli bir güç kaynağı gerektirir. Ek olarak, çıkış voltajı (akım) sabit olmalı, gerekli şekle (örneğin, inverterler için) ve minimum dalgalanma seviyesine (örneğin, doğrultucular için) sahip olmalıdır.

Bu nedenle, anahtarlamalı güç kaynakları, hem endüstriyel 220 V ağ hem de diğer enerji kaynakları tarafından desteklenen herhangi bir elektronik cihaz ve sistemin ayrılmaz bir parçasıdır. Aynı zamanda güvenilirlik elektronik cihaz doğrudan güç kaynağının kalitesine bağlıdır.

Bu nedenle, anahtarlamalı güç kaynaklarının yeni geliştirilmiş devrelerinin geliştirilmesi, elektronik cihazların ve sistemlerin teknik ve operasyonel özelliklerini iyileştirecektir.

bibliyografya

1. Gurevich V.I. Mikroişlemci röle koruma cihazlarının güvenilirliği: efsaneler ve gerçekler. - Enerji Sorunları, 2008, Sayı 5-6, s. 47-62.

2. Güç kaynağı [Elektronik kaynak] // Wikipedia. - Erişim modu: http://ru. wikipedia.org/wiki/Power_Source

3. İkincil güç kaynağı [Elektronik kaynak] // Wikipedia. - Erişim modu: http://ru. wikipedia.org/wiki/Secondary_Power_Source

4. Yüksek voltajlı güç kaynakları [Elektronik kaynak] // LLC "Optosystems" - Erişim modu: http://www.optosystems.ru/power _supplies_about. php

5. Efimov I.P. Güç kaynakları - Ulyanovsk Devlet Teknik Üniversitesi, 2001, s.3-13.

6. Uygulamalar güç kaynakları güç [Elektronik kaynak] - Erişim modu: http://www.power2000.ru/apply_obl.html

7. Bilgisayar blokları güç kaynağı [Elektronik kaynak] - Erişim modu: http://offline.computerra.ru/2002/472/22266/

8. Anahtarlamalı güç kaynaklarının gelişimi [Elektronik kaynak] - Erişim modu: http://www.power-e.ru/2008_4_26. php

9. Anahtarlamalı güç kaynaklarının çalışma prensibi [Elektronik kaynak] - Erişim modu: http://radioginn. ucoz.ru/publ/1-1-0-1

Benzer Belgeler

İkincil güç kaynaklarının kavramı, amacı ve sınıflandırılması. Yapısal ve devre şeması DC ağından çalışan ve çıkışta alternatif bir voltaj üreten ikincil bir güç kaynağı. Güç kaynağı parametrelerinin hesaplanması.

dönem ödevi, 28/01/2014 eklendi


Herhangi bir elektronik cihazın ayrılmaz bir parçası olarak ikincil güç kaynakları. AC ve DC sistemlerini bağlayan yarı iletken dönüştürücülerin dikkate alınması. Darbeli kaynakların devre oluşturma ilkelerinin analizi.

tez, eklendi 02/17/2013


Ekipmana elektrik enerjisi sağlamak için tasarlanmış bir cihaz olarak güç kaynağı. Doğrultucular kullanarak endüstriyel frekansın AC voltajını titreşimli bir DC voltajına dönüştürmek. DC voltaj stabilizatörleri.

özet, eklendi 02/08/2013


İkincil güç kaynağının çıkış voltajının ortalama değerinin stabilizasyonu. Minimum voltaj stabilizasyon faktörü. Kompanzasyon voltajı sabitleyici. Transistörün maksimum kollektör akımı. Pürüzsüzleştirici filtre katsayısı.

kontrol çalışması, 19/12/2010 eklendi


Çıkış voltajının regülasyonu veya stabilizasyonu ile doğrultma fonksiyonlarının kombinasyonu. Bir elektrik yapısal güç kaynağı diyagramının geliştirilmesi. Düşürücü transformatör ve güç kaynağının eleman tabanının seçimi. Düşük güçlü bir transformatörün hesaplanması.

dönem ödevi, eklendi 07/16/2012


Transformatörün hesaplanması ve entegre voltaj stabilizatörünün parametreleri. Güç kaynağının şematik diyagramı. Kontrolsüz doğrultucu ve yumuşatma filtresi parametrelerinin hesaplanması. Doğrultucu diyot seçimi, manyetik çekirdek boyutlarının seçimi.

dönem ödevi, eklendi 12/14/2013


Strela-10 uçaksavar füze sisteminin ikincil güç kaynağı sisteminin analizi. Şematik darbe stabilizatörlerinin özellikleri. Modernize edilmiş voltaj stabilizatörünün çalışmasının analizi. Elemanlarının ve ana parametrelerinin hesaplanması.

tez, eklendi 03/07/2012


Kaynak arkının inverter güç kaynağının çalışma prensibi, avantajları ve dezavantajları, devreleri ve tasarımları. Enerji tasarrufu açısından inverter güç kaynaklarının çalışma verimliliği. eleman tabanı invertör redresörleri.

dönem ödevi, 28.11.2014 eklendi


içeren bir ters yükselticinin toplama dizisi fonksiyon üreticisi ve bir frekans yanıt ölçer. 1 kHz frekansında giriş ve çıkış sinyallerinin osilogramı. Çıkış voltajını, sapmalarını ölçmek için şema.

laboratuvar çalışması, eklendi 07/11/2015


analiz elektrik devresi: düğümlerin, akımların belirlenmesi. Giriş ve çıkış sinyallerinin belirlenmesi, dört kutuplunun transfer karakteristiği. Kontrol sisteminin blok şeması. Sıfır koşullarda tek bir adım eylemine sistem tepkileri.