Byttestrømforsyningen brukes til å konvertere inngangsspenningen til verdien som kreves av de interne elementene i enheten. Et annet navn på pulserende kilder, som har blitt utbredt, er invertere.
Innhold
Hva det er?
Omformeren er en sekundær strømkilde som bruker dobbel konvertering av AC-inngangsspenningen. Verdien av utgangsparametrene reguleres ved å endre varigheten (bredden) til pulsene og, i noen tilfeller, frekvensen av deres repetisjon. Denne typen modulasjon kalles pulsbreddemodulasjon.
Prinsippet for drift av en byttestrømforsyning
Driften av omformeren er basert på retting av primærspenningen og dens videre transformasjon til en sekvens av høyfrekvente pulser. I dette skiller den seg fra en konvensjonell transformator.Utgangsspenningen til blokken brukes til å danne et negativt tilbakemeldingssignal, som lar deg justere parametrene til pulsene. Ved å kontrollere bredden på pulsene er det enkelt å organisere stabilisering og justering av utgangsparametere, spenning eller strøm. Det vil si at det kan være både en spenningsstabilisator og en strømstabilisator.
Antallet og polariteten til utgangsverdiene kan være svært forskjellig avhengig av hvordan strømforsyningen fungerer.
Varianter av strømforsyninger
Det er brukt flere typer vekselrettere, som er forskjellige i deres konstruksjonsskjema:
- transformatorløs;
- transformator.
De første er forskjellige ved at pulssekvensen går direkte til utgangslikeretteren og utjevningsfilteret til enheten. En slik ordning har et minimum av komponenter. En enkel omformer inkluderer en spesialisert integrert krets - en pulsbreddegenerator.
Av ulempene med transformatorløse enheter er den viktigste at de ikke har galvanisk isolasjon fra strømnettet og kan utgjøre en risiko for elektrisk støt. Dessuten har de vanligvis lav effekt og gir bare 1 utgangsspenning.
Mer vanlig er transformatorenheter der et høyfrekvent pulstog mates til transformatorens primærvikling. Det kan være så mange sekundære viklinger du vil, noe som lar deg generere flere utgangsspenninger. Hver sekundærvikling er belastet med sin egen likeretter og utjevningsfilter.
En kraftig byttestrømforsyning for enhver datamaskin er bygget i henhold til et skjema som har høy pålitelighet og sikkerhet. For tilbakemeldingssignalet brukes en spenning på 5 eller 12 volt her, siden disse verdiene krever den mest nøyaktige stabiliseringen.
Bruken av transformatorer for å konvertere høyfrekvent spenning (ti titalls kilohertz i stedet for 50 Hz) gjorde det mulig å redusere deres dimensjoner og vekt mange ganger og å bruke ikke elektrisk jern, men ferromagnetiske materialer med høy tvangskraft som kjernemateriale ( magnetisk krets).
DC-omformere er også bygget på basis av pulsbreddemodulasjon. Uten bruk av inverterkretser var konverteringen forbundet med store vanskeligheter.
PSU-opplegg
Kretsen til den vanligste konfigurasjonen av en pulsomformer inkluderer:
- nettverk støydemping filter;
- likeretter;
- utjevning filter;
- pulsbredde omformer;
- nøkkel transistorer;
- utgang høyfrekvente transformator;
- utgang likerettere;
- ut individuelle og gruppefiltre.
Formålet med støydempingsfilteret er å forsinke forstyrrelser fra driften av enheten til strømnettet. Switching power halvlederelementer kan ledsages av dannelsen av kortsiktige pulser i et bredt frekvensområde. Derfor er det her nødvendig å bruke elementer spesielt designet for dette formålet som gjennomføringskondensatorer til filtreringsenhetene.
Likeretteren brukes til å konvertere inngangsvekselspenningen til likestrøm, og det neste utjevningsfilteret eliminerer krusningen av den likerettede spenningen.
I tilfellet når en DC/DC-omformer brukes, blir likeretteren og filteret unødvendig, og inngangssignalet, etter å ha passert støyfilterkretsene, mates direkte til pulsbredde-omformeren (modulator), forkortet som PWM.
PWM er den mest komplekse delen av strømforsyningskretsen. Dens oppgave inkluderer:
- generering av høyfrekvente pulser;
- kontroll av utgangsparametrene til blokken og korrigering av pulssekvensen i samsvar med tilbakemeldingssignalet;
- kontroll og overbelastningsbeskyttelse.
PWM-signalet mates til kontrollutgangene til kraftige nøkkeltransistorer koblet i en bro- eller halvbrokrets. Effektutgangene til transistorene er lastet på primærviklingen til høyfrekvente utgangstransformatoren. I stedet for tradisjonelle bipolare transistorer brukes IGBT- eller MOSFET-transistorer, som er preget av lavt spenningsfall over kryssene og høy hastighet. Forbedrede transistorparametere bidrar til å redusere effekttap med samme dimensjoner og tekniske designparametere.
Utgangspulstransformatoren bruker samme konverteringsprinsipp som den klassiske. Et unntak er arbeid med høyere frekvens. Som et resultat har høyfrekvente transformatorer med samme overførte effekt mindre dimensjoner.
Spenningen fra sekundærviklingen til krafttransformatoren (det kan være flere) leveres til utgangslikeretterne. I motsetning til inngangslikeretteren, må likeretterdiodene til sekundærkretsen ha økt driftsfrekvens.Schottky-dioder fungerer best i denne delen av kretsen. Deres fordeler fremfor konvensjonelle:
- høy driftsfrekvens;
- redusert kapasitans p-n-kryss;
- lite spenningsfall.
Hensikten med utgangsfilteret til svitsjestrømforsyningen er å redusere krusningen til den likerettede utgangsspenningen til det nødvendige minimum. Siden krusningsfrekvensen er mye høyere enn nettspenningen, er det ikke behov for store kapasitansverdier til kondensatorene og induktansen til spolene.
Omfang av bytte av strømforsyning
Svitsjespenningsomformere brukes i de fleste tilfeller i stedet for tradisjonelle transformatorer med halvlederstabilisatorer. Med samme kraft har omformerne mindre totale dimensjoner og vekt, høy pålitelighet, og viktigst av alt - høyere effektivitet og evnen til å operere i et bredt inngangsspenningsområde. Og med sammenlignbare dimensjoner er den maksimale invertereffekten flere ganger høyere.
I et slikt område som likespenningskonvertering har pulserende kilder praktisk talt ingen alternativ erstatning og er i stand til å arbeide ikke bare for å senke spenningen, men også for å generere en økt, for å organisere en polaritetsendring. Den høye konverteringsfrekvensen letter filtreringen og stabiliseringen av utgangsparametrene.
Små vekselrettere basert på spesialiserte integrerte kretser brukes som ladere for alle slags gadgets, og deres pålitelighet er slik at levetiden til ladeenheten kan overstige driftstiden til en mobil enhet flere ganger.
12 Volts strømdrivere for å slå på LED-lyskilder er også bygget i henhold til en pulskrets.
Hvordan lage en byttestrømforsyning med egne hender
Invertere, spesielt kraftige, har komplekse kretser og er kun tilgjengelige for repetisjon av erfarne radioamatører. For selvmontering av nettverksstrømforsyninger kan vi anbefale enkle laveffektkretser ved bruk av spesialiserte PWM-kontrollerbrikker. Slike IC-er har et lite antall stroppeelementer og har bevist typiske koblingskretser som praktisk talt ikke krever justering og tuning.
Når du arbeider med hjemmelagde strukturer eller reparerer industrielle enheter, må det huskes at en del av kretsen alltid vil være på nettverkets potensial, derfor må sikkerhetstiltak overholdes.
Lignende artikler:
