U većini modernih elektroničkih uređaja analogni (transformatorski) izvori napajanja praktički se ne koriste, već su zamijenjeni impulsnim pretvaračima napona. Da bismo razumjeli zašto se to dogodilo, potrebno je razmotriti karakteristike dizajna, kao i prednosti i slabosti ovih uređaja. Također ćemo govoriti o namjeni glavnih komponenti impulsnih izvora, dat ćemo jednostavan primjer implementacije koji se može sastaviti ručno.

Karakteristike dizajna i princip rada

Od nekoliko načina za pretvaranje napona u energetske elektronske komponente, mogu se razlikovati dva najčešće korištena:

1. Analogni, čiji je glavni element opadajući transformator, osim glavne funkcije, pruža i galvansku izolaciju.
2. princip impulsa.

Pogledajmo razliku između ove dvije opcije.

PSU baziran na energetskom transformatoru

Razmotrite pojednostavljeni blok dijagram ovog uređaja. Kao što se može vidjeti sa slike, na ulazu je instaliran opadajući transformator, uz njegovu pomoć pretvara se amplituda napona napajanja, na primjer, od 220 V dobijamo 15 V. Sljedeći blok je ispravljač, njegov zadatak je pretvaranje sinusoidne struje u pulsnu (harmonik je prikazan iznad simboličke slike). U tu svrhu koriste se ispravljački poluvodički elementi (diode) spojeni u premosni krug. Njihov princip rada možete pronaći na našoj web stranici.

Sljedeći blok ima dvije funkcije: izglađuje napon (za tu svrhu koristi se kondenzator odgovarajućeg kapaciteta) i stabilizira ga. Potonje je neophodno kako napon ne bi "propao" s povećanjem opterećenja.

Dati blok dijagram je uvelike pojednostavljen, u pravilu ovaj tip izvora ima ulazni filter i zaštitna kola, ali to nije bitno za objašnjenje rada uređaja.

Svi nedostaci gornje opcije su direktno ili indirektno povezani sa glavnim elementom konstrukcije - transformatorom. Prvo, njegova težina i dimenzije ograničavaju minijaturizaciju. Da ne bismo bili neutemeljeni, navodimo kao primjer opadajući transformator 220/12 V nazivne snage 250 W. Težina takve jedinice je oko 4 kilograma, dimenzije su 125x124x89 mm. Možete zamisliti koliko bi težio punjač za laptop na njemu.

Drugo, cijena takvih uređaja ponekad višestruko premašuje ukupne troškove ostalih komponenti.

Impulsni uređaji

Kao što se može vidjeti iz blok dijagrama prikazanog na slici 3, princip rada ovih uređaja značajno se razlikuje od analognih pretvarača, prije svega, po odsustvu ulaznog opadajućeg transformatora.

Slika 3. Strukturni dijagram sklopnog napajanja

Razmotrite algoritam takvog izvora:

• Prenaponski zaštitnik se napaja strujom, njegov zadatak je da minimizira mrežne smetnje, kako dolazne tako i odlazne, koje su rezultat rada.
• Zatim se uključuje jedinica za pretvaranje sinusoidnog napona u impulsnu konstantu i filter za izravnavanje.
• U sljedećoj fazi, pretvarač je priključen na proces, njegov zadatak je formiranje pravokutnih visokofrekventnih signala. Povratna informacija pretvaraču se vrši preko upravljačke jedinice.
• Sljedeći blok je IT, neophodan je za automatski režim rada generatora, napon napajanja strujnim krugovima, zaštitu, kontrolu kontrolera, kao i opterećenje. Osim toga, zadatak IT-a je da obezbijedi galvansku izolaciju između visokonaponskih i niskonaponskih kola.

Za razliku od step-down transformatora, jezgra ovog uređaja je napravljena od ferimagnetnih materijala, što doprinosi pouzdanom prijenosu RF signala, koji mogu biti u rasponu od 20-100 kHz. Karakteristična karakteristika IT-a je da kada je povezan, ključno je uključiti početak i kraj namotaja. Male dimenzije ovog uređaja omogućavaju proizvodnju uređaja minijaturne veličine, kao primjer može se navesti elektronski cjevovod (prigušnica) LED ili štedne lampe.

• Zatim izlazni ispravljač ulazi u rad, budući da radi s visokofrekventnim naponom, proces zahtijeva brze poluvodičke elemente, stoga se za tu svrhu koriste Schottky diode.
• U završnoj fazi se vrši izglađivanje na povoljnom filteru, nakon čega se napon primjenjuje na opterećenje.

Sada ćemo, kao što smo obećali, razmotriti princip rada glavnog elementa ovog uređaja - pretvarača.

Kako radi inverter?

RF modulacija se može izvesti na tri načina:

• frekvencija-puls;
• fazni impuls;
• širina pulsa.

U praksi se koristi potonja opcija. To je zbog jednostavnosti izvođenja i činjenice da PWM ima konstantnu frekvenciju komunikacije, za razliku od druge dvije metode modulacije. Blok dijagram koji opisuje rad kontrolera je prikazan ispod.

Algoritam rada uređaja je sljedeći:

Generator glavne frekvencije generiše niz pravokutnih signala čija frekvencija odgovara referentnoj. Na osnovu ovog signala formira se U P pilastog oblika, koji se dovodi na ulaz komparatora K PWM. Drugi ulaz ovog uređaja se napaja signalom U US koji dolazi iz kontrolnog pojačala. Signal koji generiše ovo pojačalo odgovara proporcionalnoj razlici između U P (referentnog napona) i U PC (kontrolnog signala iz povratnog kola). Odnosno, upravljački signal U US, zapravo je neusklađeni napon sa nivoom koji zavisi i od struje na opterećenju i od napona na njemu (U OUT).

Ova metoda implementacije omogućuje vam organiziranje zatvorenog kruga koji vam omogućava kontrolu izlaznog napona, odnosno, zapravo, govorimo o linearno-diskretnoj funkcionalnoj jedinici. Na njegovom izlazu se formiraju impulsi, čije trajanje zavisi od razlike između referentnog i kontrolnog signala. Na osnovu toga se stvara napon za upravljanje ključnim tranzistorom pretvarača.

Proces stabilizacije izlaznog napona se vrši praćenjem njegovog nivoa, kada se on menja proporcionalno se menja napon regulacionog signala U PC, što dovodi do povećanja ili smanjenja trajanja između impulsa.

Kao rezultat toga, dolazi do promjene snage sekundarnih krugova, što osigurava stabilizaciju izlaznog napona.

Da bi se osigurala sigurnost, potrebna je galvanska izolacija između mreže napajanja i povratne sprege. U pravilu se u tu svrhu koriste optokapleri.

Snage i slabosti izvora impulsa

Ako usporedimo analogne i impulsne uređaje iste snage, onda će potonji imati sljedeće prednosti:

• Mala veličina i težina, zbog odsustva niskofrekventnog transformatora i upravljačkih elemenata koji zahtijevaju odvođenje topline pomoću velikih radijatora. Korišćenjem tehnologije visokofrekventne konverzije signala moguće je smanjiti kapacitet kondenzatora koji se koriste u filterima, što omogućava ugradnju manjih elemenata.
• Veća efikasnost, budući da su glavni gubici uzrokovani samo tranzijentima, dok se u analognim kolima mnogo energije konstantno gubi tokom elektromagnetne konverzije. Rezultat govori sam za sebe, povećanje efikasnosti do 95-98%.
• Niži trošak zbog upotrebe manje snažnih poluvodičkih elemenata.
• Širi opseg ulaznog napona. Ova vrsta opreme nije zahtjevna za frekvenciju i amplitudu, stoga je dozvoljeno povezivanje na mreže različitih standarda.
• Dostupnost pouzdane zaštite od kratkog spoja, preopterećenja i drugih hitnih situacija.

Nedostaci impulsne tehnologije uključuju:

Prisustvo RF smetnji, to je posljedica rada visokofrekventnog pretvarača. Takav faktor zahtijeva ugradnju filtera koji potiskuje smetnje. Nažalost, njegov rad nije uvijek efikasan, što nameće određena ograničenja za korištenje uređaja ove vrste u visokopreciznoj opremi.

Posebni zahtjevi za opterećenje, ne treba ga smanjiti ili povećati. Čim nivo struje prijeđe gornji ili donji prag, karakteristike izlaznog napona će se početi značajno razlikovati od standardnih. U pravilu proizvođači (u posljednje vrijeme čak i Kinezi) osiguravaju takve situacije i ugrađuju odgovarajuću zaštitu u svoje proizvode.

Opseg primjene

Gotovo svu modernu elektroniku napajaju blokovi ovog tipa, kao primjer možemo navesti:

Svojim rukama sastavljamo impulsnu jedinicu za napajanje

Razmotrimo jednostavan krug napajanja, gdje se primjenjuje gornji princip rada.

Oznake:

• Otpornici: R1 - 100 Ohm, R2 - od 150 kOhm do 300 kOhm (odabrani), R3 - 1 kOhm.
• Kapacitivnosti: C1 i C2 - 0,01 uF x 630 V, C3 -22 uF x 450 V, C4 - 0,22 uF x 400 V, C5 - 6800 -15000 pF (odabrano), 012 uF, C6 - 10 uF x 70 - 220 uF x 25 V, C8 - 22 uF x 25 V.
• Diode: VD1-4 - KD258V, VD5 i VD7 - KD510A, VD6 - KS156A, VD8-11 - KD258A.
• Tranzistor VT1 - KT872A.
• Regulator napona D1 je KR142 čip sa indeksom EH5 - EH8 (u zavisnosti od potrebnog izlaznog napona).
• Transformator T1 - koristi se feritno jezgro u obliku slova w dimenzija 5x5. Primarni namotaj je namotan sa 600 zavoja žice Ø 0,1 mm, sekundarni (kleme 3-4) sadrži 44 zavoja Ø 0,25 mm, a posljednji - 5 zavoja Ø 0,1 mm.
• Osigurač FU1 - 0.25A.

Postavka se svodi na izbor R2 i C5 ocjena, koje osiguravaju pobudu generatora na ulaznom naponu od 185-240 V.

Uvod

Prekidačka napajanja sada samouvjereno zamjenjuju zastarjela linearna. Razlog su visoke performanse svojstvene ovim izvorima napajanja, kompaktnost i poboljšane performanse stabilizacije.

S tim brzim promjenama koje su posljednjih godina pretrpjeli principi napajanja elektroničke opreme, informacije o proračunu, konstrukciji i korištenju prekidačkih izvora napajanja postaju sve relevantnije.

U posljednje vrijeme među stručnjacima u području elektronike i radiotehnike, kao iu industrijskoj proizvodnji, prekidačka napajanja stekla su posebnu popularnost. Postojala je tendencija napuštanja tipičnih glomaznih transformatora i prelaska na male dizajne prekidačkih izvora napajanja, pretvarača napona, pretvarača i invertera.

Općenito, tema prekidačkih izvora napajanja je prilično relevantna i zanimljiva i jedno je od najvažnijih područja energetske elektronike. Ova oblast elektronike je perspektivna i brzo se razvija. A njegov glavni cilj je razvoj moćnih energetskih uređaja koji zadovoljavaju savremene zahtjeve za pouzdanost, kvalitetu, izdržljivost, minimiziranje težine, veličine, potrošnje energije i materijala. Treba napomenuti da se skoro sva moderna elektronika, uključujući sve vrste računara, audio, video opreme i drugih savremenih uređaja, napaja kompaktnim prekidačkim izvorima napajanja, što još jednom potvrđuje važnost daljeg razvoja ove oblasti napajanja. .

Princip rada prekidačkih izvora napajanja

Prekidačko napajanje je inverterski sistem. U prekidačkim izvorima napajanja, AC ulazni napon se prvo ispravlja. Rezultirajući istosmjerni napon se pretvara u pravokutne impulse povećane frekvencije i određenog radnog ciklusa, ili se dovodi u transformator (u slučaju impulsnog napajanja sa galvanskom izolacijom od mreže) ili direktno na izlazni niskopropusni filter (u impulsnom napajanja bez galvanske izolacije). U impulsnim izvorima napajanja mogu se koristiti transformatori malih dimenzija - to se objašnjava činjenicom da se s povećanjem frekvencije povećava efikasnost transformatora i smanjuju zahtjevi za dimenzijama (presjekom) jezgre potrebne za prijenos ekvivalentne snage. U većini slučajeva takva jezgra može biti izrađena od feromagnetnih materijala, za razliku od jezgri niskofrekventnih transformatora, koji koriste električni čelik.

Slika 1 - Strukturni dijagram sklopnog napajanja

Mrežni napon se dovodi do ispravljača, nakon čega se izglađuje kapacitivnim filterom. Iz filterskog kondenzatora, čiji se napon povećava, ispravljeni napon kroz namotaj transformatora ulazi u kolektor tranzistora, koji djeluje kao ključ. Upravljački uređaj omogućava periodično uključivanje i isključivanje tranzistora. Za pouzdano pokretanje PSU-a koristi se glavni oscilator napravljen na mikrokolu. Impulsi se unose u bazu ključnog tranzistora i uzrokuju početak radnog ciklusa oscilatora. Upravljački uređaj je odgovoran za praćenje nivoa izlaznog napona, generisanje signala greške i, često, direktnu kontrolu ključa. Mikrokolo glavnog oscilatora se napaja lancem otpornika direktno sa ulaza kapaciteta memorije, stabilizujući napon sa referentnim kapacitetom. Glavni oscilator i ključni tranzistor sekundarnog kola su odgovorni za rad optokaplera. Što su tranzistori odgovorniji za rad optokaplera, to je manja amplituda povratnih impulsa, to će se tranzistor snage ranije isključiti i manje energije će se akumulirati u transformatoru, što će uzrokovati porast napona na izvoru. izlaz za zaustavljanje. Došao je način rada napajanja, gdje optospojnik igra važnu ulogu, kao regulator i menadžer izlaznih napona.

Specifikacija industrijskog napajanja je stroža od specifikacije konvencionalnog napajanja za domaćinstvo. To se izražava ne samo u činjenici da na ulazu napajanja djeluje visoki trofazni napon, već i u činjenici da industrijska napajanja moraju ostati u funkciji uz značajno odstupanje ulaznog napona od nominalne vrijednosti, uključujući padove i udare napona, kao i gubitak jedne ili više faza.

Slika 2 - Šematski dijagram prekidačkog napajanja.

Shema funkcionira na sljedeći način. Trofazni ulaz može biti trožični, četverožični ili čak jednofazni. Trofazni ispravljač se sastoji od dioda D1 - D8.

Otpornici R1 - R4 pružaju zaštitu od prenapona. Upotreba zaštitnih otpornika sa otvorom za preopterećenje čini nepotrebnim korištenje zasebnih karikova osigurača. Ulazni ispravljeni napon filtrira se filterom u obliku slova U koji se sastoji od C5, C6, C7, C8 i L1.

Otpornici R13 i R15 izjednačavaju napon na kondenzatorima ulaznog filtera.

Kada se MOSFET od U1 otvori, izvorni potencijal Q1 opada, struju gejta obezbjeđuju otpornici R6, R7 i R8, respektivno, kapacitivnost spojeva VR1 ... VR3 otvara Q1. Zener dioda VR4 ograničava napon izvor-gejt primijenjen na Q1. Kada se MOSFET U1 zatvori, napon odvoda je ograničen na 450 volti pomoću spojnog kruga VR1, VR2, VR3. Svaki dodatni napon na kraju namotaja će biti raspršen Q1. Ova veza efektivno distribuira ukupni ispravljeni napon na Q1 i U1.

Apsorpcioni krug VR5, D9, R10 apsorbuje višak napona na primarnom namotu zbog indukcije curenja transformatora tokom rada unazad.

Izlazno ispravljanje vrši dioda D1. C2 - izlazni filter. L2 i C3 formiraju drugi stepen filtera kako bi se smanjila nestabilnost izlaznog napona.

VR6 počinje provoditi kada izlazni napon pređe pad na VR6 i optokapleru. Promjena izlaznog napona uzrokuje promjenu struje koja teče kroz diodu optokaplera U2, što zauzvrat uzrokuje promjenu struje kroz tranzistor optokaplera U2. Kada ova struja premaši prag na FB pinu U1, sljedeći radni ciklus se preskače. Navedeni nivo izlaznog napona održava se podešavanjem broja preskočenih i savršenih radnih ciklusa. Jednom kada je radni ciklus započeo, on će se završiti kada struja kroz U1 dostigne postavljenu internu granicu. R11 ograničava struju kroz optokapler i postavlja povratno pojačanje. Otpornik R12 daje pristrasnost VR6.

Ovo kolo je zaštićeno od otvorene petlje, kratkog spoja na izlazu, preopterećenja zbog funkcija ugrađenih u U1 (LNK304). Budući da se čip napaja direktno iz njegovog drenažnog igla, nije potreban poseban namotaj za napajanje.

U prekidačkim izvorima napajanja stabilizacija napona se obezbjeđuje putem negativne povratne sprege. Povratna informacija vam omogućava da održite izlazni napon na relativno konstantnom nivou, bez obzira na fluktuacije ulaznog napona i opterećenja. Povratne informacije se mogu organizirati na različite načine. U slučaju izvora impulsa s galvanskom izolacijom od napojne mreže, najčešće metode su korištenje komunikacije preko jednog od izlaznih namotaja transformatora ili korištenjem optospojnice. Ovisno o veličini povratnog signala (u zavisnosti od izlaznog napona), mijenja se radni ciklus impulsa na izlazu PWM kontrolera. Ako razdvajanje nije potrebno, obično se koristi jednostavan otporni djelitelj napona. Dakle, napajanje održava stabilan izlazni napon.

Za razliku od tradicionalnih linearnih izvora napajanja, koji pretpostavljaju prigušivanje prekomjernog nestabiliziranog napona na linearnom prolaznom elementu, impulsni izvori napajanja koriste druge metode i fizičke fenomene za stvaranje stabiliziranog napona, i to: efekat akumulacije energije u induktorima, kao i mogućnost visokofrekventne transformacije i pretvaranja akumulirane energije u konstantan pritisak. Postoje tri tipične šeme za konstruisanje impulsnih izvora napajanja (vidi sliku 3.4-1): povećanje (izlazni napon je veći od ulaznog), step-down (izlazni napon je manji od ulaznog) i invertujući (izlazni napon ima suprotan napon). polaritet u odnosu na ulaz). Kao što se može vidjeti sa slike, razlikuju se samo po načinu povezivanja induktivnosti, inače princip rada ostaje nepromijenjen, tj.

Primjenjuje se ključni element (obično se koriste bipolarni ili MOS tranzistori), koji radi na frekvenciji reda 20-100 kHz, periodično na kratko (ne više od 50% vremena).

daje induktoru puni ulazni neregulisani napon. impulsna struja. teče kroz zavojnicu, osigurava akumulaciju energije u svom magnetnom polju 1/2LI^2 na svakom impulsu. Energija pohranjena na ovaj način iz zavojnice se prenosi na opterećenje (bilo direktno, pomoću ispravljačke diode, ili kroz sekundarni namotaj i zatim ispravlja), izlazni kondenzator filtera za izravnavanje osigurava da su izlazni napon i struja konstantni. Stabilizacija izlaznog napona je obezbeđena automatskim podešavanjem širine ili frekvencije impulsa na ključnom elementu (kolo povratne sprege je dizajnirano za praćenje izlaznog napona).

Ova, iako prilično komplicirana, shema može značajno povećati efikasnost cijelog uređaja. Činjenica je da u ovom slučaju, osim samog opterećenja, u krugu nema elemenata napajanja koji rasipaju značajnu snagu. Ključni tranzistori rade u režimu zasićenog ključa (tj. pad napona na njima je mali) i rasipaju snagu samo u prilično kratkim vremenskim intervalima (vrijeme isporuke impulsa). Osim toga, povećanjem frekvencije konverzije moguće je značajno povećati snagu i poboljšati karakteristike težine i veličine.

Važna tehnološka prednost impulsnog IP-a je mogućnost izgradnje na njihovoj osnovi male IP mreže sa galvanskom izolacijom od mreže za napajanje širokog spektra opreme. Takvi IP-ovi su izgrađeni bez upotrebe glomaznog niskofrekventnog energetskog transformatora prema krugu visokofrekventnog pretvarača. Ovo je, zapravo, tipično kolo impulsnog napajanja sa redukcijom napona, gdje se kao ulazni napon koristi ispravljeni mrežni napon, a kao transformator visoke frekvencije (male veličine i visoke efikasnosti). element za skladištenje, iz čijeg se sekundarnog namotaja uklanja izlazni stabilizovani napon (ovaj transformator takođe obezbeđuje galvansku izolaciju od mreže).

Nedostaci impulsnog napajanja uključuju: prisustvo visokog nivoa impulsnog šuma na izlazu, visoku složenost i nisku pouzdanost (posebno u zanatskoj proizvodnji), potrebu za korištenjem skupih visokonaponskih visokofrekventnih komponenti, koje u u slučaju najmanjeg kvara, lako "masovno" propadnu (pri čemu se, po pravilu, mogu uočiti impresivni pirotehnički efekti). Oni koji vole udubljivati ​​se u unutrašnjost uređaja pomoću odvijača i lemilice morat će biti izuzetno oprezni pri dizajniranju mrežnog impulsnog IP-a, jer su mnogi elementi takvih kola pod visokim naponom.

3.4.1 Efikasan nisko sofisticirani prekidački regulator

Na bazi elemenata, sličnoj onoj koja se koristi u gore opisanom linearnom stabilizatoru (slika 3.3-3), možete izgraditi prekidački regulator napona. Sa istim karakteristikama, imaće znatno manje dimenzije i bolje termičke uslove. Šematski dijagram takvog stabilizatora prikazan je na sl. 3.4-2. Stabilizator je sastavljen prema tipičnoj šemi sa padom napona (slika 3.4-1a).

Kada se prvi put uključi, kada se kondenzator C4 isprazni i na izlaz se priključi dovoljno snažno opterećenje, struja teče kroz linearni regulator IC DA1. Pad napona na R1 izazvan ovom strujom otključava ključni tranzistor VT1, koji odmah ulazi u režim zasićenja, pošto je induktivni otpor L1 veliki i kroz tranzistor teče dovoljno velika struja. Pad napona na R5 otvara glavni ključni element - tranzistor VT2. Current. raste u L1, puni C4, dok piše povratne informacije na R8

prije stabilizatora i ključnog tranzistora. Energija pohranjena u zavojnici pokreće opterećenje. Kada napon na C4 padne ispod napona stabilizacije, DA1 i tranzistor ključa se otvaraju. Ciklus se ponavlja na frekvenciji od 20-30 kHz.

Lanac R3. R4, C2 će postaviti nivo izlaznog napona. Može se glatko podesiti unutar malog raspona, od Uct DA1 do Uin. Međutim, ako je Vout podignut blizu Vin, postoji određena nestabilnost pri maksimalnom opterećenju i povećan nivo talasanja. Za suzbijanje visokofrekventnih talasa, na izlazu stabilizatora uključen je filter L2, C5.

Shema je prilično jednostavna i najefikasnija za ovaj nivo složenosti. Svi energetski elementi VT1, VT2, VD1, DA1 se isporučuju sa malim radijatorima. Ulazni napon ne smije prelaziti 30 V, što je maksimum za stabilizatore KR142EN8. Ispravljačke diode treba koristiti za struju od najmanje 3 A.

3.4.2 Uređaj za besprekidno napajanje na bazi prekidačkog regulatora

Na sl. 3.4-3, na razmatranje se predlaže uređaj za besprekidno napajanje sigurnosnih i video nadzornih sistema na bazi prekidačkog stabilizatora u kombinaciji sa punjačem. Stabilizator uključuje sisteme zaštite od preopterećenja, pregrijavanja, izlaznih prenapona, kratkih spojeva.

Stabilizator ima sledeće parametre:

Ulazni napon, Vvx - 20-30 V:

Izlazni stabilizovani napon, Uvyx-12V:

Nazivna struja opterećenja, Nosivost -5A;

Struja rada sistema zaštite od preopterećenja, Izasch - 7A;.

Radni napon sistema zaštite od prenapona, Uout zaštita - 13 V;

Maksimalna struja punjenja baterije, Izar baterija max - 0,7 A;

Nivo talasanja. Uppuls - 100 mV

Temperatura rada sistema zaštite od pregrijavanja, Tzasch - 120 S;

Brzina prebacivanja na baterijsko napajanje, prekidač - 10ms (relej RES-b RFO.452.112).

Princip rada prekidača stabilizatora u opisanom uređaju je isti kao i stabilizator prikazan gore.

Uređaj je dopunjen punjačem napravljenim na elementima DA2, R7, R8, R9, R10, VD2, C7. Regulator napona IC DA2 sa djeliteljem struje na R7. R8 ograničava maksimalnu početnu struju punjenja, razdjelnik R9, R10 postavlja izlazni napon punjenja, dioda VD2 štiti bateriju od samopražnjenja u nedostatku napona napajanja.

Zaštita od pregrijavanja koristi termistor R16 kao temperaturni senzor. Kada se zaštita aktivira, uređaj za zvučnu signalizaciju montiran na IC DD 1 se uključuje i istovremeno se opterećenje odvaja od stabilizatora, prebacujući se na baterijsko napajanje. Termistor je postavljen na radijator tranzistora VT1. Precizno podešavanje nivoa rada temperaturne zaštite vrši se otporom R18.

Senzor napona je montiran na razdjelniku R13, R15. otpor R15 postavlja tačan nivo rada prenaponske zaštite (13 V). Kada je napon na izlazu stabilizatora prekoračen (u slučaju kvara posljednjeg), relej S1 odvaja opterećenje od stabilizatora i spaja ga na akumulator. U slučaju nestanka struje, relej S1 prelazi u "zadano" stanje - tj. povezuje opterećenje sa baterijom.

Ovdje prikazano kolo nema elektronsku zaštitu od kratkog spoja za bateriju. ovu ulogu obavlja osigurač u strujnom krugu opterećenja, dizajniran za maksimalnu potrošnju struje.

3.4.3 Napajanje zasnovano na visokofrekventnom impulsnom pretvaraču

Često se pri dizajniranju uređaja postavljaju strogi zahtjevi za veličinu izvora napajanja. U ovom slučaju, jedini izlaz je korištenje napajanja zasnovanog na visokonaponskim visokofrekventnim impulsnim pretvaračima. koji su povezani na mrežu od ~220 V bez upotrebe sveukupnog niskofrekventnog transformatora i mogu pružiti veliku snagu sa malim dimenzijama i rasipanjem topline.

Blok dijagram tipičnog impulsnog pretvarača kojeg napaja industrijska mreža prikazan je na slici 34-4.

Ulazni filter je dizajniran da spriječi prodor impulsnog šuma u mrežu. Prekidači za napajanje osiguravaju dovod visokonaponskih impulsa do primarnog namotaja visokofrekventnog transformatora (jednostruki i

dupleks kola). Frekvenciju i trajanje impulsa postavlja kontrolirani generator (obično se koristi kontrola širine impulsa, rjeđe - frekvencija). Za razliku od niskofrekventnih sinusnih transformatora, impulsni izvori napajanja koriste širokopojasne uređaje kako bi osigurali efikasan prijenos energije na signalima s brzim rubovima. Ovo nameće značajne zahtjeve za vrstu magnetskog kruga koji se koristi i dizajn transformatora. S druge strane, sa povećanjem frekvencije, potrebne dimenzije transformatora (uz zadržavanje prenesene snage) se smanjuju (moderni materijali omogućavaju izgradnju snažnih transformatora prihvatljive efikasnosti na frekvencijama do 100-400 kHz). Značajka izlaznog ispravljača je korištenje ne običnih energetskih dioda, već brzih Schottky dioda, što je zbog visoke frekvencije ispravljenog napona. Izlazni filter izglađuje talasanje izlaznog napona. Napon povratne sprege se uspoređuje sa referentnim naponom i zatim upravlja generatorom. Obratite pažnju na prisustvo galvanske izolacije u krugu povratne sprege, što je neophodno ako želimo da obezbedimo izolaciju izlaznog napona iz mreže.

U proizvodnji takvog IP-a postoje ozbiljni zahtjevi za komponente koje se koriste (što povećava njihovu cijenu u odnosu na tradicionalne). Prije svega, radi se o radnom naponu ispravljačkih dioda, filterskih kondenzatora i ključnih tranzistora, koji ne bi trebao biti manji od 350 V kako bi se izbjegli kvarovi. Drugo, treba koristiti visokofrekventne ključne tranzistore (radna frekvencija 20-100 kHz) i posebne keramičke kondenzatore (obični oksidni elektroliti će se pregrijati na visokim frekvencijama zbog svoje visoke induktivnosti).

aktivnost). I treće, frekvencija zasićenja visokofrekventnog transformatora, određena vrstom magnetskog kruga koji se koristi (u pravilu se koriste toroidne jezgre) mora biti znatno veća od radne frekvencije pretvarača.

Na sl. 3.4-5 prikazuje shematski dijagram klasičnog IP baziranog na visokofrekventnom pretvaraču. Filter, koji se sastoji od kondenzatora C1, C2, C3 i prigušnica L1, L2, služi za zaštitu napajanja od visokofrekventnih smetnji iz pretvarača. Generator je izgrađen prema autooscilirajućem krugu i u kombinaciji sa ključnim stepenom. Ključni tranzistori VT1 i VT2 rade u antifazi, otvarajući se i zatvarajući naizmjenično. Pokretanje generatora i pouzdan rad osigurava VT3 tranzistor, koji radi u režimu lavinskog proboja. Kada napon na C6 poraste kroz R3, tranzistor se otvara i kondenzator se isprazni do baze VT2, pokrećući generator. Napon povratne sprege se uklanja sa dodatnog (III) namotaja energetskog transformatora Tpl.

Tranzistori VT1. VT2 se ugrađuje na pločaste radijatore od najmanje 100 cm ^ 2. Diode VD2-VD5 sa Schottky barijerom postavljene su na mali radijator 5 cm ^ 2. Podaci prigušnice i transformatora: L1-1. L2 je namotan na prstenove od ferita 2000NM K12x8x3 u dvije žice sa žicom PELSHO 0,25: 20 zavoja. TP1 - na dva spojena prstena, ferit 2000NN KZ 1x18,5x7;

namotaj 1 - 82 zavoja sa žicom PEV-2 0,5: namotaj II - 25 + 25 zavoja sa žicom PEV-2 1,0: namotaj III - 2 zavoja sa žicom PEV-2 0,3. TP2 je namotan na feritni prsten 2000NN K10x6x5. svi namotaji su napravljeni od PEV-2 0,3 žice: namotavanje 1 - 10 zavoja:

namotaji II i III - po 6 zavoja, oba namota (II i III) su namotana tako da zauzimaju 50% površine na prstenu bez dodirivanja ili preklapanja, namotaj I je ravnomerno namotan oko celog prstena i izolovan sa sloj lakirane tkanine. Namotaji filtera ispravljača L3, L4 su namotani na ferit 2000NM K 12x8x3 sa žicom PEV-2 1.0, broj zavoja je 30. KT809A se može koristiti kao ključni tranzistori VT1, VT2. KT812, KT841.

Vrijednosti elemenata i podaci o namotajima transformatora dati su za izlazni napon od 35 V. U slučaju kada su potrebni drugi radni parametri, potrebno je u skladu s tim promijeniti broj zavoja u namotu 2 Tr1.

Opisani krug ima značajne nedostatke zbog želje da se minimizira broj korištenih komponenti. Ovo je nizak "nivo stabilizacije izlaznog napona, i nestabilan nepouzdan rad, te niska izlazna struja. Međutim, sasvim je pogodan za napajanje jednostavnih struktura od različite snage (kada se koriste odgovarajuće komponente), kao što su: kalkulatori, pozivaoci, rasvjetna tijela itd.

Drugo IP kolo bazirano na visokofrekventnom impulsnom pretvaraču prikazano je na sl. 3.4-6. Glavna razlika između ovog kola i standardne strukture prikazane na Sl. 3.4-4 je nedostatak povratne sprege. S tim u vezi, stabilnost napona na izlaznim namotajima RF transformatora Tr2 je prilično niska i potrebna je upotreba sekundarnih stabilizatora (kolo koristi univerzalne integrirane stabilizatore na IC-ovima serije KR142).

3.4.4 Preklopni regulator sa ključnim MIS tranzistorom sa senzorom struje.

Minijaturizacija i povećanje efikasnosti u razvoju i dizajnu prekidačkih izvora napajanja promovira se korištenjem nove klase poluvodičkih invertera - MIS tranzistora, kao i: diode velike snage sa brzim povratnim oporavkom, Schottky diode, ultra brze diode , tranzistori sa efektom polja sa izolovanom kapijom, integrisana kola za upravljanje ključnim elementima. Svi ovi elementi dostupni su na domaćem tržištu i mogu se koristiti u projektovanju visokoefikasnih izvora napajanja, pretvarača, sistema paljenja za motore sa unutrašnjim sagorevanjem (ICE), sistema za pokretanje fluorescentnih lampi (LDS). Od velikog interesa za programere može biti i klasa energetskih uređaja pod nazivom HEXSense - MIS tranzistori sa senzorom struje. Idealni su sklopni elementi za sklopna napajanja spremna za rad. Sposobnost očitavanja struje prekidačkog tranzistora može se koristiti u impulsnim izvorima napajanja za strujnu povratnu informaciju koju zahtijeva PWM kontroler. Time se postiže pojednostavljenje dizajna napajanja - isključenje strujnih otpornika i transformatora iz njega.

Na sl. 3.4-7 prikazuje dijagram prekidačkog napajanja od 230 W. Njegove glavne karakteristike performansi su sljedeće:

Ulazni napon: -110V 60Hz:

Izlazni napon: 48 VDC:

Struja opterećenja: 4,8 A:

Frekvencija prebacivanja: 110 kHz:

Efikasnost pri punom opterećenju : 78%;

Efikasnost pri 1/3 opterećenja: 83%.

Kolo je bazirano na modulatoru širine impulsa (PWM) sa visokofrekventnim pretvaračem na izlazu. Princip rada je sljedeći.

Ključni upravljački signal tranzistora dolazi sa izlaza 6 PWM kontrolera DA1, radni ciklus je ograničen na 50% otpornikom R4, R4 i SZ su vremenski elementi generatora. Napajanje DA1 osigurava lanac VD5, C5, C6, R6. Otpornik R6 je dizajniran za napajanje naponom tokom pokretanja generatora, a zatim se preko LI, VD5 aktivira povratna sprega napona. Ova povratna informacija se dobiva od dodatnog namotaja u izlaznoj prigušnici, koja radi u povratnom načinu rada. Osim napajanja generatora, povratni napon kroz lanac VD4, Cl, Rl, R2 se dovodi na ulaz povratne sprege DA1 (pin 2). Kroz R3 i C2 je obezbeđena kompenzacija koja garantuje stabilnost petlje povratne sprege.

Na osnovu ove šeme moguće je izgraditi sklopne stabilizatore sa drugim izlaznim parametrima.

PREKIDNO NAPAJANJE

Poznato je da su izvori napajanja sastavni dio radiotehničkih uređaja, koji podliježu nizu zahtjeva; oni su kompleks elemenata, uređaja i uređaja koji generišu električnu energiju i pretvaraju je u oblik koji je neophodan za obezbeđivanje potrebnih uslova rada radio uređaja.

Izvori energije se dijele u dvije grupe: primarni i sekundarni izvori energije: Primarni izvori su uređaji koji pretvaraju različite vrste energije u električnu energiju (električni generatori, elektrohemijski izvori struje, fotoelektrični i termoelektrični pretvarači itd.).

Sekundarni energetski uređaji su pretvarači jedne vrste električne energije u drugu. To uključuje: AC u DC pretvarače napona (ispravljač); Pretvarači vrijednosti izmjeničnog napona (transformatori); DC u AC naponski pretvarači (invertori).

Udio izvora napajanja trenutno čini 30 do 70% ukupne mase i zapremine REA opreme. Stoga je problem stvaranja minijaturnog, laganog i pouzdanog uređaja za napajanje s dobrim tehničkim i ekonomskim pokazateljima važan i relevantan. Ovaj rad je posvećen razvoju sekundarnog izvora energije (SSE) minimalne težine i veličine i visokih tehničkih karakteristika.

Preduslov za projektovanje sekundarnih izvora napajanja je jasno poznavanje zahteva za njih. Ovi zahtjevi su vrlo raznoliki i određeni su karakteristikama rada onih REA kompleksa koji se napajaju datim PSE. Glavni zahtjevi su: prema dizajnu - pouzdanost, održivost, ograničenja veličine i mase, termički uslovi; na tehničko-ekonomske karakteristike - cijenu i proizvodnost.

Glavni pravci za poboljšanje težine i veličine i tehničko-ekonomskih pokazatelja IP: upotreba najnovijih električnih materijala; primjena elementarne baze integralno-hibridnom tehnologijom; povećanje frekvencije konverzije električne energije; tražiti nova učinkovita rješenja kola. Za odabir PVE šeme napravljena je analiza efikasnosti korištenja prekidačkih izvora napajanja (SMPS) u poređenju sa energetskim PS-ovima izrađenim tradicionalnom tehnologijom.

Glavni nedostaci energetskih IP su velike karakteristike težine i veličine, kao i značajan uticaj jakog magnetnog polja energetskih transformatora na druge REE uređaje. Problem SMPS-a je njihovo stvaranje visokofrekventnih smetnji i, kao rezultat toga, elektromagnetna nekompatibilnost sa nekim vrstama elektronske opreme. Analiza je pokazala da IIP najpotpunije ispunjavaju zahtjeve, što potvrđuje njihova široka primjena u REA.

U radu se razmatra SMPS snage 800 W, koji se razlikuje od ostalih SMPS-a upotrebom tranzistora sa efektom polja i transformatora sa primarnim namotajem sa prosječnim izlazom u pretvaraču. FET-ovi obezbeđuju veću efikasnost i smanjeni visokofrekventni šum, dok transformator srednjeg terminala isporučuje polovinu struje kroz ključne tranzistore i eliminiše potrebu za izolacionim transformatorom u njihovim gejt kolima.

Na osnovu odabrane strujne šeme razvijen je dizajn i izrađen prototip SMPS-a. Cijela konstrukcija je predstavljena kao modul ugrađen u aluminijsko kućište. Nakon početnih testiranja otkriveno je niz nedostataka: primjetno zagrijavanje radijatora ključnih tranzistora, poteškoće s odvođenjem topline sa moćnih domaćih otpornika i velike dimenzije.

Dizajn je poboljšan: dizajn kontrolne ploče je promijenjen korištenjem komponenti za nadgradnju na dvostranoj ploči, njena okomita instalacija na glavnu ploču; korištenje radijatora s ugrađenim ventilatorom iz računara; svi toplotno opterećeni elementi kola su posebno locirani na jednoj strani kućišta duž pravca puhanja glavnog ventilatora za najefikasnije hlađenje. Kao rezultat dorade, dimenzije IPP-a su se smanjile tri puta, a nedostaci uočeni tokom početnih ispitivanja su eliminisani. Modifikovani uzorak ima sledeće karakteristike: napon napajanja Upit=~180-240 V, frekvencija fwork=90 kHz, izlazna snaga Pp=800 W, efikasnost=85%, težina=2,1 kg, ukupne dimenzije 145X145X80 mm.

Ovaj rad je posvećen dizajnu prekidačkog napajanja dizajniranog za napajanje audio frekvencijskog pojačala, koji je dio sistema za reprodukciju kućnog zvuka velike snage. Kreiranje kućnog sistema za reprodukciju zvuka počelo je odabirom dizajna kola UMZCH. Za to je izvršena analiza dizajna kola uređaja za reprodukciju zvuka. Izbor je zaustavljen na shemi visoke vjernosti UMZCH.

Ovo pojačalo ima vrlo visoke performanse, sadrži uređaje za zaštitu od preopterećenja i kratkog spoja, uređaje za održavanje nultog potencijala konstantnog napona na izlazu i uređaj za kompenzaciju otpora žica koje povezuju pojačalo sa akustikom. Unatoč činjenici da je sklop UMZCH dugo objavljen, radio-amateri do danas ponavljaju njegov dizajn, reference na koje se mogu naći u gotovo svakoj literaturi koja se odnosi na sklapanje uređaja za visokokvalitetnu reprodukciju muzike. Na osnovu ovog članka odlučeno je sastaviti četverokanalni UMZCH, čija je ukupna potrošnja energije bila 800 vati. Stoga je sljedeća faza u montaži UMZCH-a bila razvoj i montaža dizajna napajanja koji osigurava izlaznu snagu od najmanje 800 W, male dimenzije i težinu, pouzdanost u radu i zaštitu od preopterećenja i kratkih spojeva.

Napajanja se grade uglavnom prema dvije sheme: tradicionalnoj klasičnoj i prema shemi sklopnih naponskih pretvarača. Stoga je odlučeno da se sklopi i doradi dizajn prekidačkog napajanja.

Istraživanje izvora sekundarnog napajanja. Napajanja se dijele u dvije grupe: primarna i sekundarna napajanja.

Primarni izvori su uređaji koji pretvaraju različite vrste energije u električnu energiju (generatori električnih mašina, elektrohemijski izvori struje, fotoelektrični i termoelektrični pretvarači itd.).

Sekundarni energetski uređaji su pretvarači jedne vrste električne energije u drugu. To uključuje:

• * AC u DC naponski pretvarači (ispravljači);
• * AC naponski pretvarači (transformatori);
• * DC-to-AC pretvarači (invertori).

Sekundarna napajanja grade se uglavnom prema dvije sheme: tradicionalnoj klasičnoj i prema shemi impulsnih pretvarača napona. Glavni nedostatak energetskih MT-ova, izrađenih prema tradicionalnoj klasičnoj shemi, je njihova velika težina i karakteristike veličine, kao i značajan učinak jakog magnetskog polja energetskih transformatora na druge REE uređaje. Problem SMPS-a je njihovo stvaranje visokofrekventnih smetnji, a kao rezultat toga - elektromagnetna nekompatibilnost sa nekim vrstama REA. Analiza je pokazala da IIP najpotpunije ispunjavaju zahtjeve, što potvrđuje njihova široka primjena u REA.

Transformatori prekidačkog napajanja razlikuju se od tradicionalnih po sledećem: - napajanje pravougaonim naponom; komplikovan oblik namotaja (odvodi srednje tačke) i rad na višim frekvencijama (do nekoliko desetina kHz). Osim toga, parametri transformatora imaju značajan utjecaj na rad poluvodičkih uređaja i karakteristike pretvarača. Dakle, induktivnost magnetiziranja transformatora povećava vrijeme prebacivanja tranzistora; induktivnost curenja (sa strujom koja se brzo mijenja) je uzrok prenapona na tranzistorima, što može dovesti do njihovog kvara; struja praznog hoda smanjuje efikasnost pretvarača i pogoršava termički režim tranzistora. Navedene karakteristike se uzimaju u obzir pri proračunu i projektovanju SMPS transformatora.

U ovom radu razmatra se prekidačko napajanje snage 800 W. Razlikuje se od ranije opisanih upotrebom tranzistora s efektom polja i transformatora s primarnim namotom s prosječnim izlazom u pretvaraču. Prvi obezbeđuje veću efikasnost i smanjen nivo visokofrekventnog šuma, a drugi - polovinu struje kroz ključne tranzistore i eliminiše potrebu za izolacionim transformatorom u krugovima njihovih kapija.

Nedostatak ovakvog rješenja kola je visok napon na polovicama primarnog namota, što zahtijeva korištenje tranzistora s odgovarajućim dozvoljenim naponom. Istina, za razliku od mosnog pretvarača, u ovom slučaju su dovoljna dva tranzistora umjesto četiri, što pojednostavljuje dizajn i povećava efikasnost uređaja.

Prekidački izvori napajanja (UPS) koriste jednotaktne i dvotaktne visokofrekventne pretvarače. Efikasnost prvog je niža od potonjeg, tako da nije preporučljivo projektirati jednociklične UPS-ove snage veće od 40 ... 60 W. Push-pull pretvarači vam omogućavaju da dobijete mnogo više izlazne snage uz visoku efikasnost. Podijeljeni su u nekoliko grupa, koje karakterizira način pobude tranzistora izlaznog ključa i krug za njihovo uključivanje u krug primarnog namota transformatora pretvarača. Ako govorimo o metodi ekscitacije, onda se mogu razlikovati dvije grupe: sa samopobudom i vanjskom pobudom.

Prvi su manje popularni zbog poteškoća u uspostavljanju. Prilikom dizajniranja snažnih (više od 200 W) UPS-a, složenost njihove proizvodnje se neopravdano povećava, pa su od takvih izvora napajanja malo korisni. Eksterno pobuđeni pretvarači su prikladni za UPS aplikacije velike snage i ponekad zahtijevaju malo ili nimalo održavanja. Što se tiče povezivanja ključnih tranzistora na transformator, ovdje postoje tri sheme: takozvani polumost (slika 1, a), most (slika 1, b). Do danas, najčešće korišteni polumostni pretvarač.

Zahtijeva dva tranzistora sa relativno niskim naponom Ukemax. Kao što se vidi sa slike 1a, kondenzatori C1 i C2 čine djelitelj napona na koji je priključen primarni (I) namotaj transformatora T2. Prilikom otvaranja ključnog tranzistora, amplituda impulsa napona na namotu dostiže vrijednost Upit / 2 - Uke nac. Mostni pretvarač je sličan polumosnom, ali u njemu su kondenzatori zamijenjeni tranzistorima VT3 i VT4 (slika 1b), koji se otvaraju dijagonalno u parovima. Ovaj pretvarač ima nešto veću efikasnost zbog povećanja napona koji se dovodi do primarnog namota transformatora, a samim tim i smanjenja struje koja teče kroz tranzistore VT1-VT4. Amplituda napona na primarnom namotu transformatora u ovom slučaju dostiže vrijednost Upit - 2Uke us.

Posebno treba istaći pretvarač prema šemi na slici 1c, koji se odlikuje najvećom efikasnošću. Ovo se postiže smanjenjem struje primarnog namotaja i, kao rezultat, smanjenjem disipacije snage u ključnim tranzistorima, što je izuzetno važno za moćne UPS-ove. Amplituda impulsa napona u polovini primarnog namotaja raste do vrijednosti Upit - Uke us.

Također treba napomenuti da, za razliku od drugih pretvarača, ne zahtijeva ulazni izolacijski transformator. U uređaju prema šemi na slici 1c potrebno je koristiti tranzistore visoke vrijednosti Uke max. Budući da je kraj gornje (prema shemi) polovice primarnog namota spojen na početak donjeg, kada struja teče u prvom od njih (VT1 je otvoren), u drugom se stvara napon koji je jednaka (u apsolutnoj vrijednosti) amplitudi napona na prvom, ali suprotnog predznaka u odnosu na Upit. Drugim riječima, napon na kolektoru zatvorenog tranzistora VT2 dostiže 2Upit. stoga, njegov Uke max mora biti veći od 2Upit. U predloženom UPS-u koristi se push-pull pretvarač s transformatorom, čiji primarni namotaj ima prosječnu snagu. Ima visoku efikasnost, nisko talasanje i slabo zrači smetnje u okolni prostor.

STABILIZACIJA IZLAZNIH NAPONA
PULSNO NAPAJANJE

ČLANAK PRIPREMLJEN NA OSNOVU KNJIGE A. V. GOLOVKOVA i V. B LJUBICKOG "NAPAJANJA ZA SISTEMSKE MODULE TIPA IBM PC-XT/AT" IZDAVAČKA KUĆA "LAD i N"

Krug stabilizacije izlaznog napona u klasi UPS-a koji se razmatra je zatvorena automatska upravljačka petlja (Sl. 31). Ova petlja uključuje:
kontrolna šema 8;
odgovarajući stepen pretpojačala 9;
upravljački transformator DT;
stepen snage 2;
energetski impulsni transformator RT;
ispravljački blok 3;
prigušnica međukanalna komunikacija 4;
filter jedinica 5;
povratni razdjelnik napona 6;
djelitelj referentnog napona 7.
Upravljački krug 8 uključuje sljedeće funkcionalne jedinice:
pojačavač signala greške 8.1 sa korekcionim kolom Zk;
PWM komparator (modulator) 8.2;
pilasti generator napona (oscilator) 8.3;
referentni stabilizirani izvor napona Uref 8.4.
Tokom rada, pojačavač signala greške 8.1 upoređuje izlazni signal djelitelja napona b sa referentnim naponom djelitelja 7. Pojačani signal greške se dovodi u modulator širine impulsa 8.2, koji kontrolira predterminalni stupanj snage. pojačalo 9, koje, zauzvrat, preko kontrolnog transformatora DT isporučuje modulirani upravljački signal u pretvarač stupnja snage 2. Strujni stepen se napaja iz kola bez transformatora. Naizmjenični napon napojne mreže ispravlja se mrežnim ispravljačem 1 i dovodi do strujnog stupnja, gdje se izglađuje kondenzatorima kapacitivnog reka. Dio izlaznog napona stabilizatora se poredi sa konstantnim referentnim naponom, a zatim se rezultujuća razlika (signal neusklađenosti) pojačava uvođenjem odgovarajuće kompenzacije. Pulsno-širinski modulator 8.2 pretvara analogni kontrolni signal u impulsno-širinski modulirani signal s promjenjivim radnim ciklusom impulsa. U razmatranoj klasi UPS-a, sklop modulatora upoređuje signal koji dolazi sa izlaza pojačivača signala greške sa naponom pilastih zubaca, koji se dobija od posebnog generatora 8.3.

Slika 31. Upravljački krug tipičnog prekidačkog napajanja zasnovanog na TL494 kontrolnom čipu.

Slika 32. Podešavanje nivoa izlaznih napona UPS-a PS-200B.

Slika 33. Podešavanje nivoa izlaznih napona UPS-a LPS-02-150XT.

Slika 34. Podešavanje nivoa izlaznih napona Appis UPS-a.

Slika 35. Podešavanje nivoa izlaznog napona GT-200W UPS-a.

Međutim, najčešći slučaj je kada ne postoji podešavanje koje vam omogućava da utičete na izlazne napone jedinice. U ovom slučaju, napon na bilo kojem od ulaza 1 ili 2 se bira proizvoljno u rasponu od +2,5 do +5 V, a napon na preostalom ulazu se bira pomoću šant otpornika visokog oma tako da jedinica proizvodi izlazni naponi navedeni u pasošu u načinu nominalnog opterećenja. Rice. 35 ilustruje slučaj izbora referentnog naponskog nivoa, sl. 34 - prikazuje slučaj odabira nivoa povratnog signala. Prethodno je napomenuto da se vrijednost nestabilnosti izlaznog napona pod utjecajem bilo kakvih destabilizirajućih faktora (promjene struje opterećenja, napona napajanja i temperature okoline) može smanjiti povećanjem pojačanja povratnog kola (pojačanje DA3 pojačala ).
Međutim, maksimalna vrijednost pojačanja DA3 ograničena je uvjetom stabilnosti. Budući da i UPS i opterećenje sadrže reaktivne elemente (induktivnost ili kapacitivnost) koji akumuliraju energiju, u prolaznim uvjetima energija se redistribuira između ovih elemenata. Ova okolnost može dovesti do toga da će, pod određenim parametrima elemenata, prelazni proces uspostavljanja izlaznih napona UPS-a poprimiti karakter neprigušenih oscilacija, ili će količina prekoračenja u prelaznom režimu dostići neprihvatljive vrednosti.

Slika 36. Tranzijenti (oscilatorni i aperiodični) izlaznog napona UPS-a prilikom nagle promjene struje opterećenja (a) i ulaznog napona (b).

Na sl. 36 prikazuje tranzijente izlaznog napona prilikom nagle promjene struje opterećenja i ulaznog napona. UPS radi stabilno ako izlazni napon ponovo poprimi stabilnu vrijednost nakon prestanka smetnje koja ga je dovela iz prvobitnog stanja (Sl. 37, a).

Slika 37. Tranzijenti izlaznog napona UPS-a u stabilnim (a) i nestabilnim (b) sistemima.

Ako ovaj uslov nije ispunjen, onda je sistem nestabilan (slika 37.6). Osiguravanje stabilnosti sklopnog napajanja je neophodan uvjet za njegovo normalno funkcioniranje. Prelazni proces, u zavisnosti od parametara UPS-a, je oscilatorni ili aperiodičan, dok izlazni napon UPS-a ima određenu vrednost prekoračenja i prelazno vreme. Odstupanje izlaznog napona od nominalne vrijednosti detektira se u mjernom elementu povratnog kola (u razmatranom UPS-u kao mjerni element se koristi otporni djelitelj povezan na sabirnicu izlaznog napona +5V). Zbog inercije upravljačke petlje, nominalna vrijednost izlaznog napona se postavlja sa određenim zakašnjenjem. U ovom slučaju, shema kontrole inercije će nastaviti svoj utjecaj u istom smjeru još neko vrijeme. Kao rezultat, dolazi do prekoračenja, tj. odstupanje izlaznog napona od njegove nominalne vrijednosti u smjeru suprotnom od prvobitnog odstupanja. Upravljački krug ponovo mijenja izlazni napon i tako dalje. Kako bi se osigurala stabilnost petlje upravljanja izlaznim naponom UPS-a uz minimalno trajanje prijelaznog procesa, koriguje se amplitudno-frekvencijska karakteristika pojačavača greške DA3. Ovo se radi pomoću RC kola, uključenih kao krug negativne povratne sprege, koji pokrivaju DA3 pojačalo. Primjeri takvih korektivnih lanaca prikazani su na sl. 38.

Slika 38. Primjeri konfiguracije korektivnih RC kola za pojačalo naponske greške DA3.

Da bi se smanjio nivo smetnji, aperiodična RC kola su instalirana na sekundarnoj strani prekidačkog napajanja. Zaustavimo se detaljnije na principu njihovog djelovanja.
Prolazni proces struje kroz ispravljačke diode u momentima preklapanja odvija se u obliku pobuđivanja šoka (slika 39, a).

Slika 39. Vremenski dijagrami napona diode za povratni oporavak:
a) - bez RC lanca; b) - u prisustvu RC lanca.

GLAVNI PARAMETRI SKLOPNOG NAPAJANJA ZA IBM		Razmatraju se glavni parametri prekidačkih izvora napajanja, dat je pinout konektora, princip rada od mrežnog napona od 110 i 220 volti,
		Detaljno su opisani mikro krug TL494, sklopni krug i slučajevi upotrebe za upravljanje prekidačima napajanja prekidačkih izvora napajanja.
UPRAVLJANJE TIPKAMA NAPAJANJA NAPAJANJA ZA SPAVANJE UZ POMOĆ TL494		Opisane su glavne metode upravljanja osnovnim krugovima energetskih tranzistora prekidačkih izvora napajanja, opcije za konstrukciju sekundarnih energetskih ispravljača.
STABILIZACIJA IZLAZNIH NAPONA PULSNOG NAPAJANJA		Opisane su opcije za korištenje pojačala greške TL494 za stabilizaciju izlaznih napona, opisan je princip rada grupne stabilizacijske prigušnice.
ŠEME ZAŠTITE		Opisano je nekoliko opcija za izgradnju sistema za zaštitu impulsnih izvora napajanja od preopterećenja.
ŠEMA "SPORO START".		Opisani su principi formiranja mekog starta i POWER GOOD generisanja napona.
PRIMJER IZGRADNJE JEDNOG OD PULSNOG NAPAJANJA		Potpuni opis dijagrama strujnog kola i njegovog rada prekidačkog napajanja