Parimi i funksionimit të furnizimit me energji komutuese. Parimi i funksionimit të një furnizimi me energji komutuese

18.05.2019 Windows Phone

Pothuajse çdo pajisje elektronike ka një furnizim me energji elektrike - element i rëndësishëm diagrami i instalimeve elektrike. Blloqet përdoren në pajisjet që kërkojnë fuqi të ulët. Detyra themelore e furnizimit me energji elektrike është të zvogëlojë tensionin e rrjetit. Furnizimet e para të kalimit të energjisë u krijuan pas shpikjes së spirales, e cila funksiononte me rrymë alternative.

Përdorimi i transformatorëve i dha shtysë zhvillimit të furnizimit me energji elektrike. Pas ndreqësit aktual, kryhet barazimi i tensionit. Në njësitë me një konvertues frekuence, ky proces zhvillohet ndryshe.

Njësia e pulsit bazohet në një sistem inverter. Pas korrigjimit të tensionit, formohen impulse drejtkëndëshe me frekuencë të lartë dhe futen në filtrin e daljes me frekuencë të ulët. Furnizimet e ndërprerësve të energjisë konvertojnë tensionin dhe japin energji në ngarkesë.

Shpërndarja e energjisë nga bllokimi i pulsit nuk ndodh. Nga burimi i linjës shpërndarja ndodh në gjysmëpërçues (tranzistorë). Kompaktësia dhe pesha e lehtë i japin gjithashtu epërsi ndaj njësive të transformatorëve me të njëjtën fuqi, prandaj shpesh zëvendësohet me njësi pulsi.

Parimi i funksionimit

Funksionimi i një UPS me dizajn të thjeshtë është si më poshtë. Nëse rryma hyrëse është e ndryshueshme, si shumica Pajisje shtëpiake, pastaj fillimisht tensioni shndërrohet në konstant. Disa modele të njësive kanë çelësa që dyfishojnë tensionin. Kjo është bërë për t'u lidhur me një rrjet me nivele të ndryshme të tensionit, për shembull, 115 dhe 230 volt.

Ndreqësi barazon tensionin e alternuar dhe nxjerr rrymë direkte, e cila hyn në filtrin e kondensatorit. Rryma nga ndreqësi del në formën e pulseve të vogla me frekuencë të lartë. Sinjalet kanë energji të lartë, gjë që zvogëlon faktorin e fuqisë së transformatorit të pulsit. Për shkak të kësaj, dimensionet e njësisë së pulsit janë të vogla.

Për të korrigjuar uljen e fuqisë në furnizimet e reja të energjisë, përdoret një qark në të cilin rryma e hyrjes merret në formën e një sinusi. Blloqet janë instaluar në kompjuterë, video kamera dhe pajisje të tjera sipas kësaj skeme. Njësia e pulsit funksionon nga një tension konstant që kalon nëpër njësi pa ndryshuar. Një bllok i tillë quhet flyback. Nëse shërben 115 V, nevojiten 163 volt për të funksionuar me tension konstant, kjo llogaritet si (115 × √2).

Për një ndreqës, një qark i tillë është i dëmshëm, pasi gjysma e diodave nuk përdoren në funksion, kjo shkakton mbinxehje të pjesës së punës të ndreqësit. Në këtë rast, qëndrueshmëria zvogëlohet.

Pasi të korrigjohet tensioni i rrjetit, inverteri hyn në veprim dhe konverton rrymën. Pas kalimit nëpër një komutator, i cili ka një energji dalëse të lartë, rryma alternative fitohet nga rryma e vazhdueshme. Me një dredha-dredha të transformatorit prej disa dhjetëra kthesash dhe një frekuencë prej qindra herc, furnizimi me energji elektrike funksionon si një përforcues me frekuencë të ulët, rezulton të jetë më shumë se 20 kHz, nuk është i arritshëm për dëgjimin e njeriut. Ndërprerësi bëhet duke përdorur transistorë me një sinjal shumëfazor. Transistorë të tillë kanë rezistencë të ulët dhe aftësi të lartë për të kaluar rryma.

Diagrami i funksionimit të UPS-së

NË blloqe rrjeti hyrja dhe dalja janë të izoluara nga njëra-tjetra; në blloqet e pulsit, rryma aplikohet në dredha-dredha parësore me frekuencë të lartë. Transformatori krijon tensionin e kërkuar në mbështjelljen dytësore.

Për tensionet e daljes më të mëdha se 10 V, përdoren dioda silikoni. Në tensione të ulëta, instalohen dioda Schottky, të cilat kanë përparësitë e mëposhtme:

Rikuperim i shpejtë, i cili bën të mundur që të ketë humbje të vogla.
Rënie e tensionit të ulët. Për të zvogëluar tensionin e daljes, përdoret një tranzistor; pjesa kryesore e tensionit korrigjohet në të.

Qarku i bllokut të pulsit me madhësi minimale

Në një qark të thjeshtë UPS, në vend të një transformatori përdoret një mbytje. Këta janë konvertues për uljen ose rritjen e tensionit; ato i përkasin klasës më të thjeshtë; përdoren një ndërprerës dhe një mbytje.

Llojet e UPS-ve

Një UPS i thjeshtë i bazuar në IR2153, i zakonshëm në Rusi.
Ndërrimi i furnizimit me energji elektrike bazuar në TL494.
Ndërrimi i furnizimit me energji elektrike bazuar në UC3842.
Lloji hibrid, nga një llambë e kursimit të energjisë.
Për një përforcues me të dhëna të shtuara.
Nga çakëlli elektronik.
UPS i rregullueshëm, pajisje mekanike.
Për UMZCH, furnizimi me energji shumë i specializuar.
UPS i fuqishëm me performancë të lartë.
Në 200 V - për një tension prej jo më shumë se 220 volt.
UPS rrjeti 150 vat, vetëm rrjet.
Për 12 V - funksionon normalisht në 12 volt.
Për 24 V - punon vetëm në 24 volt.
Ura - përdoret një qark urë.
Për një përforcues tubi - karakteristikat për tubat.
Për LED - ndjeshmëri e lartë.
UPS bipolar, i dalluar për nga cilësia.
Flyback, ka rritur tensionin dhe fuqinë.

Veçoritë

Një UPS i thjeshtë mund të përbëhet nga transformatorë të vegjël, pasi me rritjen e frekuencës, efikasiteti i transformatorit është më i lartë dhe kërkesat për dimensionet e bërthamës janë më të vogla. Kjo bërthamë është bërë nga lidhje feromagnetike dhe çeliku përdoret për frekuenca të ulëta.

Tensioni në furnizimin me energji është stabilizuar nga reagime vlerë negative. Tensioni i daljes mbahet në të njëjtin nivel dhe nuk varet nga ngarkesa dhe luhatjet e hyrjes. Reagimet krijohen duke përdorur metoda të ndryshme. Nëse blloku ka izolim galvanik nga rrjeti, atëherë lidhja e një dredha-dredha të transformatorit përdoret në dalje ose duke përdorur një optobashkues. Nëse shkëputja nuk është e nevojshme, atëherë përdorni një ndarës të thjeshtë rezistent. Për shkak të kësaj, tensioni i daljes stabilizohet.

Karakteristikat e blloqeve laboratorike

Parimi i funksionimit bazohet në konvertimin e tensionit aktiv. Për të hequr ndërhyrjet, filtrat vendosen në fund dhe në fillim të qarkut. Ngopja e transistorëve ka një efekt pozitiv në diodat, dhe ka rregullim të tensionit. Mbrojtja e integruar bllokon qarqet e shkurtra. Kabllot e energjisë përdoren në një seri jo-modulare, fuqia arrin 500 vat.

Kutia ka një ventilator ftohës, shpejtësia e ventilatorit është e rregullueshme. Ngarkesa më e rëndë blloku është 23 amper, rezistenca 3 ohms, frekuenca më e lartë 5 herc.

Aplikimi i blloqeve të pulsit

Shtrirja e përdorimit të tyre po rritet vazhdimisht si në jetën e përditshme ashtu edhe në prodhimin industrial.

Furnizimet me energji komutuese përdoren në furnizime me energji të pandërprerë, amplifikatorë, marrës, televizorë, karikuesit ah, për linjat e ndriçimit me tension të ulët, kompjuter, pajisje mjekësore dhe pajisje dhe pajisje të tjera të ndryshme për qëllime të përgjithshme.

Avantazhet dhe disavantazhet

UPS ka avantazhet dhe disavantazhet e mëposhtme:

Peshë e lehtë.
Rritja e efikasitetit.
Çmim i ulët.
Gama e tensionit të furnizimit është më e gjerë.
Bravë sigurie të integruara.

Pesha dhe përmasat e reduktuara janë për shkak të përdorimit të elementeve me radiatorë ftohës të modalitetit linear dhe kontrollit të pulsit në vend të transformatorëve të rëndë. Kapaciteti i kondensatorit zvogëlohet duke rritur frekuencën. Qarku i korrigjimit është bërë më i thjeshtë, më së shumti qark i thjeshtë– gjysmëvalë.

Transformatorët me frekuencë të ulët humbasin shumë energji dhe shpërndajnë nxehtësinë gjatë transformimeve. Në një UPS, humbjet maksimale ndodhin gjatë proceseve kalimtare të ndërrimit. Në raste të tjera, transistorët janë të qëndrueshëm, ata janë të mbyllur ose të hapur. Janë krijuar kushte për ruajtjen e energjisë, efikasiteti arrin në 98%.

Kostoja e UPS është ulur për shkak të unifikimit të një game të gjerë elementësh në ndërmarrjet robotike. Elementet e fuqisë nga çelsat e kontrolluar përbëhen nga gjysmëpërçues me fuqi më të ulët.

Teknologjitë e pulsit bëjnë të mundur përdorimin e rrjeteve të energjisë me frekuenca të ndryshme, gjë që zgjeron përdorimin e furnizimeve me energji në rrjete të ndryshme energjetike. Modulet gjysmëpërçuese me dimensione të vogla dhe teknologji dixhitale janë të mbrojtura kundër qark i shkurtër dhe aksidente të tjera.

Njësitë e thjeshta me transformatorë mbrojtës bëhen në një bazë stafetë, mbi të cilën nuk ka kuptim në teknologjinë dixhitale. Vetëm në disa raste përdoren teknologjitë dixhitale:

Për qarqet e kontrollit me fuqi të ulët.
Pajisjet me rrymë të vogël të kontrollit me precizion të lartë, në teknologjinë matëse, voltmetra, matës të energjisë, në metrologji.

Të metat

Furnizimet me energji komutuese funksionojnë duke konvertuar pulset me frekuencë të lartë dhe krijojnë interferenca që hyjnë në mjedisi. Ekziston nevoja për të shtypur dhe luftuar ndërhyrjet duke përdorur metoda të ndryshme. Ndonjëherë shtypja e zhurmës nuk ka efekt dhe përdorimi i blloqeve të pulsit bëhet i pamundur për disa lloje pajisjesh.

Nuk rekomandohet lidhja e furnizimit me energji komutuese si me ngarkesa të ulëta ashtu edhe me ato të larta. Nëse rryma e daljes bie papritur nën kufirin e caktuar, nisja mund të mos jetë e mundur dhe furnizimi me energji elektrike do të ketë shtrembërime të të dhënave që nuk janë të përshtatshme për intervalin e funksionimit.

Si të zgjidhni furnizimin me energji komutuese

Së pari ju duhet të vendosni për një listë të pajisjeve dhe ta ndani atë në grupe:

Konsumatorë të rregullt pa burimin e tyre të energjisë.
Konsumatorët me burimin e tyre.
Pajisjet me lidhje periodike.

Në secilin grup, është e nevojshme të shtoni konsumin aktual për të gjithë elementët. Nëse merrni më shumë se 2 A, atëherë është më mirë të lidhni disa burime.

Grupi i dytë dhe i tretë mund të lidhen me furnizime të lira me energji elektrike. Më pas, ne përcaktojmë kohën e kërkuar të rezervimit. Për të llogaritur kapacitetin e baterisë për të siguruar funksionimin autonom, ne shumëzojmë rrymën e pajisjeve të grupeve 1 dhe 2 me orë.

Nga kjo figurë ne zgjedhim furnizimin me energji komutuese. Kur blini, nuk mund të neglizhoni rëndësinë e furnizimit me energji elektrike në sistem. Funksionimi dhe qëndrueshmëria e pajisjeve varet nga kjo.

Prezantimi
konkluzioni

Prezantimi

Ndërrimi i furnizimit me energji tani po zëvendëson me besim ato lineare të vjetruara. Arsyeja - e natyrshme në këto burime të energjisë performancë të lartë, kompaktësia dhe performanca e përmirësuar e stabilizimit.

Me ndryshimet e shpejta që kanë pësuar parimet e të ushqyerit teknologjinë elektronike mbrapa Kohët e fundit, informacioni rreth llogaritjes, ndërtimit dhe përdorimit të furnizimit me energji komutuese po bëhet gjithnjë e më i rëndësishëm.

Kohët e fundit, furnizimet me energji komutuese kanë fituar një popullaritet të veçantë midis specialistëve në fushën e elektronikës dhe inxhinierisë radio, si dhe në prodhimin industrial. Ka pasur një tendencë për të braktisur njësitë standarde të transformatorëve të rëndë dhe për të kaluar në modele të vogla të furnizimeve me energji komutuese, konvertuesve të tensionit, konvertuesve dhe invertorëve.

Në përgjithësi, tema e ndërrimit të furnizimeve me energji elektrike është mjaft e rëndësishme dhe interesante, dhe është një nga fushat më të rëndësishme të elektronikës së energjisë. Kjo fushë e elektronikës është premtuese dhe po zhvillohet me shpejtësi. Dhe qëllimi i tij kryesor është të zhvillojë pajisje të fuqishme të energjisë që plotësojnë kërkesat moderne për besueshmërinë, cilësinë, qëndrueshmërinë, minimizimin e peshës, madhësisë, energjisë dhe konsumit të materialit. Duhet të theksohet se pothuajse e gjithë elektronika moderne, duke përfshirë të gjitha llojet e kompjuterëve, pajisjeve audio, video dhe pajisje të tjera moderne, mundësohet nga furnizime kompakte të energjisë komutuese, gjë që konfirmon edhe një herë rëndësinë zhvillimin e mëtejshëm zona e caktuar e furnizimit me energji elektrike.

1. Parimi i funksionimit të furnizimit me energji komutuese

Burimi i pulsit të ushqyerit është sistemi inverter. Në ndërprerjen e furnizimit me energji elektrike, voltazhi i hyrjes AC së pari korrigjohet. Marrë presion konstant konvertohet në impulse drejtkëndëshe frekuencë e rritur dhe një cikël të caktuar funksionimi, ose i furnizuar me një transformator (në rastin e furnizimit me energji pulsi me izolim galvanik nga rrjeti i furnizimit) ose direkt në filtrin e kalimit të ulët të daljes (në furnizimet me energji pulsi pa izolim galvanik). Në furnizimin me energji me puls, mund të përdoren transformatorë me madhësi të vogël - kjo shpjegohet me faktin se me rritjen e frekuencës, efikasiteti i transformatorit rritet dhe kërkesat për dimensionet (seksionin) e bërthamës së kërkuar për transmetimin e fuqisë ekuivalente ulen. Në shumicën e rasteve, një bërthamë e tillë mund të bëhet nga materiale feromagnetike, në ndryshim nga bërthamat e transformatorëve me frekuencë të ulët, për të cilat përdoret çeliku elektrik.

Fotografia 1 - Skema strukturore furnizimi me energji komutuese

Tensioni i rrjetit furnizohet me ndreqësin, pas së cilës zbutet nga një filtër kapacitiv. Nga kondensatori i filtrit, voltazhi i të cilit rritet, voltazhi i korrigjuar përmes mbështjelljes së transformatorit furnizohet në kolektorin e tranzitorit, i cili vepron si ndërprerës. Pajisja e kontrollit siguron ndezjen dhe fikjen periodike të transistorit. Për të nisur me siguri furnizimin me energji elektrike, përdoret një oshilator kryesor i bërë në një mikroqark. Impulset furnizohen në bazën e tranzistorit kyç dhe shkaktojnë fillimin e ciklit të funksionimit të autogjeneratorit. Pajisja e kontrollit është përgjegjëse për monitorimin e nivelit të tensionit të daljes, gjenerimin e një sinjali gabimi dhe, shpesh, kontrollin e drejtpërdrejtë të çelësit. Mikroqarku kryesor i oshilatorit mundësohet nga një zinxhir rezistencash direkt nga hyrja e kapacitetit të ruajtjes, duke stabilizuar tensionin me kapacitetin e referencës. Oscilatori kryesor dhe tranzistori kryesor i qarkut sekondar janë përgjegjës për funksionimin e optobashkuesit. Sa më të hapur të jenë transistorët përgjegjës për funksionimin e optobashkuesit, aq më e vogël është amplituda e pulseve të reagimit, aq më shpejt do të fiket transistori i energjisë dhe aq më pak energji do të grumbullohet në transformator, gjë që do të ndalojë rritjen e tensionit në dalje. të burimit. Ka ardhur mënyra e funksionimit të furnizimit me energji, ku një rol të rëndësishëm luan optoçiftuesi, si rregullator dhe menaxhues i tensioneve në dalje.

Specifikimi i një furnizimi me energji industriale është më i rreptë se ai i një furnizimi të rregullt me energji elektrike shtëpiake. Kjo shprehet jo vetëm në faktin se ka një tension të lartë trefazor në hyrjen e furnizimit me energji elektrike, por edhe në faktin se furnizimet me energji industriale duhet të mbeten funksionale edhe me një devijim të konsiderueshëm të tensionit të hyrjes nga vlera nominale. , duke përfshirë uljet dhe rritjet e tensionit, si dhe humbjen e një ose më shumë disa fazave.

Figura 2 - Diagrami skematik i një furnizimi me energji komutuese.

Skema funksionon si më poshtë. Hyrja trefazore mund të bëhet me tre tela, katër tela ose edhe njëfazore. Ndreqësi trefazor përbëhet nga dioda D1 - D8.

Rezistentët R1 - R4 sigurojnë mbrojtje nga mbitensionet. Përdorimi i rezistencave mbrojtëse me ndërprerje të mbingarkesës e bën të panevojshëm përdorimin e lidhjeve të veçanta të siguresave. Tensioni i korrigjuar në hyrje filtrohet nga një filtër në formë U i përbërë nga C5, C6, C7, C8 dhe L1.

Rezistorët R13 dhe R15 barazojnë tensionin në kondensatorët e filtrit të hyrjes.

Kur hapet MOSFET i çipit U1, potenciali burimor i Q1 zvogëlohet, rryma e portës sigurohet nga rezistorët R6, R7 dhe R8, përkatësisht, kapaciteti i tranzicioneve VR1 ... VR3 zhbllokon Q1. Dioda Zener VR4 kufizon tensionin e portës së burimit të aplikuar në Q1. Kur MOSFET U1 fiket, voltazhi i shkarkimit kufizohet në 450 volt nga qarku kufizues VR1, VR2, VR3. Çdo tension shtesë në fund të mbështjelljes do të shpërndahet nga Q1. Kjo lidhje shpërndan në mënyrë efektive tensionin total të korrigjuar në Q1 dhe U1.

Qarku i thithjes VR5, D9, R10 thith tensionin e tepërt në mbështjelljen parësore që rezulton nga rrjedhja e induksionit të transformatorit gjatë goditjes së kundërt.

Korrigjimi i daljes kryhet nga dioda D1. C2 - filtri i daljes. L2 dhe C3 formojnë fazën e dytë të filtrit për të reduktuar paqëndrueshmërinë e tensionit të daljes.

VR6 fillon të kryejë kur tensioni i daljes tejkalon rënien në VR6 dhe optobashkues. Një ndryshim në tensionin e daljes shkakton një ndryshim në rrymën që rrjedh nëpër diodën optoçift U2, e cila nga ana tjetër shkakton një ndryshim në rrymën përmes transistorit optoçiftues U2. Kur kjo rrymë tejkalon pragun në pinin FB të U1, cikli tjetër i punës anashkalohet. Niveli i specifikuar i tensionit të daljes mbahet duke rregulluar numrin e cikleve të punës të humbura dhe të përfunduara. Pasi të ketë filluar cikli i punës, ai do të përfundojë kur rryma përmes U1 të arrijë kufirin e brendshëm të caktuar. R11 kufizon rrymën përmes optobashkuesit dhe vendos fitimin e reagimit. Rezistenca R12 ofron paragjykim ndaj VR6.

Ky qark mbrohet nga thyerja e qarkut të reagimit, qarku i shkurtër i daljes dhe mbingarkesa falë funksioneve të integruara në U1 (LNK304). Meqenëse mikroqarku furnizohet drejtpërdrejt nga kunja e tij e shkarkimit, nuk kërkohet një dredha-dredha e veçantë e energjisë.

Në ndërprerjen e furnizimit me energji elektrike, stabilizimi i tensionit sigurohet përmes reagimeve negative. Reagimi ju lejon të ruani tensionin e daljes në një nivel relativisht konstant, pavarësisht nga luhatjet në tensionin e hyrjes dhe madhësinë e ngarkesës. Reagimet mund të organizohen në mënyra të ndryshme. Në rastin e burimeve pulsuese me izolim galvanik nga rrjeti i furnizimit, metodat më të zakonshme janë përdorimi i komunikimit përmes një prej mbështjelljeve të daljes së transformatorit ose duke përdorur një optobashkues. Në varësi të madhësisë së sinjalit të reagimit (në varësi të tensionit të daljes), cikli i detyrës së pulseve në daljen e kontrolluesit PWM ndryshon. Nëse nuk kërkohet shkëputja, atëherë, si rregull, përdoret një ndarës i thjeshtë i tensionit rezistent. Kështu, furnizimi me energji ruan një tension të qëndrueshëm në dalje.

2. Parametrat bazë dhe karakteristikat e furnizimit me energji komutuese

Klasifikimi i furnizimit me energji komutuese (SMPS) bëhet sipas disa kriteret kryesore:

Sipas llojit të tensionit të hyrjes dhe daljes;

Sipas tipologjisë;

Sipas formës së tensionit në dalje;

Sipas llojit të qarkut të furnizimit;

Sipas tensionit të ngarkesës;

Nga fuqia e ngarkesës;

Sipas llojit të rrymës së ngarkesës;

Sipas numrit të daljeve;

Për sa i përket qëndrueshmërisë së tensionit në të gjithë ngarkesën.

Sipas llojit të tensionit të hyrjes dhe daljes

1. AC/DC janë të alternuar me konvertuesit e tensionit të drejtpërdrejtë. Konvertuesit e tillë përdoren në fusha të ndryshme - automatizimi industrial, pajisjet e telekomunikacionit, pajisjet e instrumenteve, pajisjet industriale të përpunimit të të dhënave, pajisjet e sigurisë, si dhe pajisjet për qëllime të veçanta.

2. DC/DC janë konvertues DC/DC. Konvertuesit e tillë DC/DC përdorin transformatorë pulsi me dy ose më shumë mbështjellje, dhe nuk ka lidhje midis qarqeve hyrëse dhe dalëse. Transformatorët e pulsit kanë një ndryshim të madh potencial midis hyrjes dhe daljes së konvertuesit. Një shembull i aplikimit të tyre mund të jetë një njësi e furnizimit me energji elektrike (PSU) për ndezjet e fotove me pulsim me një tension daljeje prej rreth 400 V.

3. DC/AC janë konvertues DC-AC (inverter). Fusha kryesore e aplikimit të invertorëve është puna në mjetet lëvizëse hekurudhore dhe të tjera Automjeti, duke pasur një furnizim me energji DC në bord. Ato mund të përdoren gjithashtu si konvertues kryesorë si pjesë e furnizimit me energji rezervë.

Kapaciteti i lartë i mbingarkesës lejon furnizimin me energji elektrike gamë të gjerë pajisje dhe pajisje, duke përfshirë motorët e kondensatorit për kompresorët e ftohjes dhe klimatizimit.

Sipas tipologjisë IIP-të klasifikohen si më poshtë:

konvertues fluturues;

konvertuesit e impulsit përpara (konverter përpara);

konvertues me dalje push-tërheqëse;

konvertues me dalje gjysmë urë (halfbridgeconverter);

konvertuesit me dalje të urës (fullfbridgeconverter).

Sipas formës së tensionit në dalje IIP-të klasifikohen si më poshtë:

1. Me valë sinusi të modifikuar

2. Me një sinusoid të formës së duhur.

Figura 3 - Format e valëve dalëse

Sipas llojit të qarkut të furnizimit:

SMPS duke përdorur energjinë elektrike të marrë nga rrjet njëfazor rrymë alternative;

SMPS duke përdorur energjinë elektrike të marrë nga rrjet trefazor rrymë alternative;

SMPS duke përdorur energji elektrike nga një burim autonom rrymë e vazhdueshme.

Sipas tensionit të ngarkesës:

Sipas fuqisë së ngarkesës:

SMPS me fuqi të ulët (deri në 100 W);

SMPS me fuqi mesatare (nga 100 në 1000 W);

IIP fuqi të lartë(mbi 1000 W).

Sipas llojit të rrymës së ngarkesës:

SMPS me dalje AC;

SMPS me dalje DC;

SMPS me dalje AC dhe DC.

Sipas numrit të daljeve:

SMPS me një kanal që ka një dalje DC ose AC;

SMPS me shumë kanale që ka dy ose më shumë tensione në dalje.

Për sa i përket qëndrueshmërisë së tensionit përgjatë ngarkesës:

SMPS e stabilizuar;

SMPS i pastabilizuar.

3. Metodat bazë të ndërtimit të furnizimeve me energji komutuese

Figura më poshtë tregon pamjen e një furnizimi me energji komutuese.

Figura 4 - Furnizimi me energji komutuese

Pra, për të filluar, le të përshkruajmë në terma të përgjithshëm se cilat janë modulet kryesore në çdo njësi të furnizimit me energji elektrike. Në një version tipik, një furnizim me energji komutuese mund të ndahet në tre pjesë funksionale. Kjo:

1. Kontrollues PWM (PWM), mbi bazën e të cilit montohet një oshilator kryesor, zakonisht me frekuencë rreth 30...60 kHz;

2. Një kaskadë me çelsat e fuqisë, roli i të cilave mund të kryhet nga transistorë të fuqishëm bipolarë, me efekt në terren ose IGBT (insulated gate bipolar); kjo fazë e fuqisë mund të përfshijë një qark kontrolli shtesë për të njëjtët çelësa duke përdorur drejtues të integruar ose transistorë me fuqi të ulët; Qarku për lidhjen e çelsave të energjisë është gjithashtu i rëndësishëm: urë (urë e plotë), gjysmë urë (gjysmë urë) ose me një pikë të mesme (shtytje-tërheqje);

3. Transformator pulsi me mbështjellje (s) primare (s) dhe sekondare (s) dhe, në përputhje me rrethanat, dioda ndreqës, filtra, stabilizues, etj. në dalje; ferrit ose alsifer zakonisht zgjidhet si bërthamë; në përgjithësi, ato materiale magnetike që janë të afta të funksionojnë në frekuenca të larta (në disa raste mbi 100 kHz).

Ekzistojnë tre mënyra kryesore për të ndërtuar furnizime me energji pulsuese (shih Fig. 3): rritja (tensioni i daljes është më i lartë se tensioni i hyrjes), zvogëlimi (tensioni i daljes është më i ulët se voltazhi i hyrjes) dhe përmbysja (tensioni i daljes është më i lartë se tensioni i hyrjes tensioni i daljes ka polaritet të kundërt me hyrjen). Siç shihet nga figura, ato ndryshojnë vetëm në mënyrën e lidhjes së induktancës; përndryshe, parimi i funksionimit mbetet i pandryshuar, domethënë.

tensioni i furnizimit me energji komutuese

Figura 5 - Diagramet tipike të bllokut të furnizimit me energji komutuese

Elementi kryesor (zakonisht bipolar ose Tranzistorë MOS), duke funksionuar me një frekuencë të rendit 20-100 kHz, në mënyrë periodike për një kohë të shkurtër (jo më shumë se 50% të kohës) aplikon tensionin e plotë të pastabilizuar të hyrjes në induktor. Rryma pulsuese që rrjedh nëpër spirale siguron akumulimin e rezervave të energjisë në fushën e saj magnetike prej 1/2LI^2 në çdo impuls. Energjia e ruajtur në këtë mënyrë nga spiralja transferohet në ngarkesë (ose drejtpërdrejt, duke përdorur një diodë ndreqëse, ose përmes mbështjelljes dytësore me korrigjim të mëvonshëm), kondensatori i filtrit zbutës në dalje siguron një tension dhe rrymë konstante dalëse. Stabilizimi i tensionit të daljes sigurohet nga rregullimi automatik i gjerësisë ose frekuencës së pulsit në element kyç(një qark reagimi është krijuar për të monitoruar tensionin e daljes).

Kjo skemë, megjithëse mjaft komplekse, mund të rrisë ndjeshëm efikasitetin e të gjithë pajisjes. Fakti është se, në këtë rast, përveç vetë ngarkesës, nuk ka elementë fuqie në qark që shpërndajnë fuqi të konsiderueshme. Transistorët kryesorë funksionojnë në modalitetin e ndërprerësit të ngopur (d.m.th., rënia e tensionit në to është e vogël) dhe shpërndajnë fuqinë vetëm në intervale mjaft të shkurtra kohore (koha e impulsit). Përveç kësaj, duke rritur frekuencën e konvertimit, është e mundur të rritet ndjeshëm fuqia dhe të përmirësohen karakteristikat e peshës dhe madhësisë.

Një avantazh i rëndësishëm teknologjik i furnizimit me energji impuls është aftësia për të ndërtuar mbi bazën e tyre furnizime me energji të rrjetit me madhësi të vogël me izolim galvanik nga rrjeti për të fuqizuar një shumëllojshmëri të gjerë pajisjesh. IP e tillë ndërtohen pa përdorimin e frekuencës së ulët transformator fuqie sipas qarkut të konvertuesit me frekuencë të lartë. Ky është, në fakt, një qark tipik i furnizimit me energji komutuese me reduktim të tensionit, ku tensioni i korrigjuar i rrjetit përdoret si tension në hyrje dhe një transformator me frekuencë të lartë (me madhësi të vogël dhe me efikasitet të lartë), nga mbështjellja dytësore e së cilës hiqet tensioni i stabilizuar në dalje (ky transformator siguron edhe izolim galvanik nga rrjeti).

Disavantazhet e furnizimit me energji pulsuese përfshijnë: praninë nivel të lartë zhurma e impulsit në dalje, kompleksiteti i lartë dhe besueshmëria e ulët (veçanërisht në prodhimin artizanal), nevoja për të përdorur komponentë të shtrenjtë të tensionit të lartë, me frekuencë të lartë, të cilët, në rast të mosfunksionimit më të vogël, dështojnë lehtësisht "në masë" (në këtë rast , si rregull, mund të vërehen efekte mbresëlënëse piroteknike). Ata që duan të gërmojnë në brendësi të pajisjeve me një kaçavidë dhe një hekur saldimi do të duhet të jenë jashtëzakonisht të kujdesshëm kur dizajnojnë furnizimin me energji të ndërrimit të rrjetit, pasi shumë elementë të qarqeve të tilla janë nën tension të lartë.

4. Varietetet e zgjidhjeve qarkore për furnizimin me energji komutuese

Diagrami SMPS i viteve '90 është paraqitur në Fig. 6. Furnizimi me energji elektrike përmban një ndreqës rrjeti VD1-VD4, një filtër për shtypjen e zhurmës L1C1-SZ, një konvertues të bazuar në një transistor komutues VT1 dhe një transformator pulsi T1, një ndreqës dalës VD8 me një filtër C9C10L2 dhe një njësi stabilizimi të bërë në stabilizuesin DA1 dhe optobashkues U1.

Figura 6 - Furnizimi me energji komutuese nga vitet 1990

Diagrami SMPS është paraqitur në Fig. 7. Siguresa FU1 mbron elementët nga situatat emergjente. Termistori RK1 kufizon pulsin rryma e karikimit kondensatori C2 në një vlerë të sigurt për urën diodike VD1 dhe së bashku me kondensatorin C1 formon një filtër RC, i cili shërben për të reduktuar zhurma e impulsit, duke depërtuar nga IPS në rrjet. Ura diodike VD1 korrigjon tensionin e rrjetit, kondensatori C2 është zbutës. Rritjet e tensionit në mbështjelljen parësore të transformatorit T1 zvogëlohen nga qarku i amortizimit R1C5VD2. Kondensatori C4 është një filtër fuqie nga i cili fuqizohen elementët e brendshëm të çipit DA1.

Ndreqësi i daljes është montuar në një diodë Schottky VD3, valëzimi i tensionit të daljes zbutet nga filtri LC C6C7L1C8. Elementet R2, R3, VD4 dhe U1, së bashku me mikroqarkun DA1, sigurojnë stabilizimin e tensionit të daljes kur ndryshojnë rryma e ngarkesës dhe tensioni i rrjetit. Qarku i treguesit të ndezjes është bërë duke përdorur LED HL1 dhe rezistencën kufizuese të rrymës R4.

Figura 7 - Furnizimi me energji komutuese nga vitet 2000

Në Fig. 8, një furnizim me energji komutuese shtytëse me një lidhje gjysmë urë të një faze terminali të energjisë që përbëhet nga dy MOSFET me fuqi IRFP460. Mikroqarku K1156EU2R u zgjodh si një kontrollues PWM.

Për më tepër, duke përdorur një stafetë dhe një rezistencë kufizuese R1 në hyrje, zbatohet një fillim i butë, i cili shmang rritjet e papritura të rrymës. Rele mund të përdoret për tensione 12 dhe 24 volt me zgjedhjen e rezistencës R19. Varistor RU1 mbron qarkun e hyrjes nga impulset me amplitudë të tepërt. Kondensatorët C1-C4 dhe induktori me dy dredha-dredha L1 formojnë një filtër për shtypjen e zhurmës së rrjetit që parandalon depërtimin e valëve me frekuencë të lartë të krijuara nga konverteri në rrjetin e furnizimit.

Rezistenca e prerësit R16 dhe kondensatori C12 përcaktojnë frekuencën e konvertimit.

Për të reduktuar EMF të vetë-induksionit të transformatorit T2, diodat e amortizatorit VD7 dhe VD8 janë të lidhura paralelisht me kanalet e tranzitorit. Diodat Schottky VD2 dhe VD3 mbrojnë transistorët komutues dhe daljet e çipit të tensionit të kundërt DA2 nga impulset.

Figura 8 - Furnizimi me energji komutuese moderne

konkluzioni

Gjatë punës sime kërkimore, bëra një studim të furnizimit me energji komutuese, i cili më lejoi të analizoja qarkun ekzistues të këtyre pajisjeve dhe të nxirrja përfundimet e duhura.

Ndërrimi i furnizimit me energji elektrike ka shumë avantazhe të mëdha Krahasuar me të tjerët, ato kanë një efikasitet më të lartë, kanë një masë dhe vëllim dukshëm më të vogël, përveç kësaj, kanë një kosto shumë më të ulët, gjë që përfundimisht çon në çmimin e tyre relativisht të ulët për konsumatorët dhe, rrjedhimisht, në kërkesë të lartë në treg.

Shumë komponentë elektronikë moderne të përdorur në pajisjet dhe sistemet elektronike moderne kërkojnë Cilesi e larte të ushqyerit. Për më tepër, voltazhi i daljes (rryma) duhet të jetë i qëndrueshëm, të ketë formën e kërkuar (për shembull, për invertorët), dhe gjithashtu niveli minimal pulsimet (për shembull, për ndreqësit).

Kështu, furnizimet me energji komutuese janë një pjesë integrale e çdo pajisjeje dhe sistemesh elektronike që furnizohen si nga një rrjet industrial 220 V ashtu edhe nga burime të tjera të energjisë. Për më tepër, besueshmëria e pajisjes elektronike varet drejtpërdrejt nga cilësia e burimit të energjisë.

Kështu, zhvillimi i qarqeve të reja dhe të përmirësuara të furnizimit me energji komutuese do të përmirësojë karakteristikat teknike dhe operacionale të pajisjeve dhe sistemeve elektronike.

Bibliografi

1. Gurevich V.I. Besueshmëria e pajisjeve mikroprocesore mbrojtje rele: mitet dhe realiteti. - Problemet e Energjisë, 2008, Nr.5-6, fq.47-62.

2. Furnizimi me energji elektrike [ Burim elektronik] // Wikipedia. - Mënyra e hyrjes: http://ru. wikipedia.org/wiki/Power_source

3. Burimi sekondar i energjisë [Burimi elektronik] // Wikipedia. - Mënyra e hyrjes: http://ru. wikipedia.org/wiki/Secondary_power_source

4. Furnizimet me energji të tensionit të lartë [Burimi elektronik] // Optosystems LLC - Mënyra e hyrjes: http://www.optosystems.ru/power _supplies_about. php

5. Efimov I.P. Burimet e energjisë - Universiteti Teknik Shtetëror Ulyanovsk, 2001, f. 3-13.

6. Fushat e aplikimit të furnizimit me energji elektrike [Burimi elektronik] - Mënyra e hyrjes: http://www.power2000.ru/apply_obl.html

7. Blloqe kompjuterike fuqia [Burimi elektronik] - Mënyra e hyrjes: http://offline.computerra.ru/2002/472/22266/

8. Evolucioni i furnizimit me energji komutuese [Burimi elektronik] - Mënyra e hyrjes: http://www.power-e.ru/2008_4_26. php

9. Parimi i funksionimit të furnizimit me energji komutuese [Burimi elektronik] - Mënyra e hyrjes: http://radioginn. ucoz.ru/publ/1-1-0-1

Dokumente të ngjashme

Koncepti, qëllimi dhe klasifikimi i burimeve dytësore të energjisë. Diagrami strukturor dhe qarkor i një burimi dytësor të energjisë që vepron nga një rrjet DC dhe prodhon tension të alternuar në dalje. Llogaritja e parametrave të burimit të energjisë.

puna e kursit, shtuar 28.01.2014

Furnizimet dytësore të energjisë si pjesë përbërëse e çdo pajisjeje elektronike. Shqyrtimi i konvertuesve gjysmëpërçues që lidhin sistemet AC dhe DC. Analiza e parimeve të ndërtimit të qarqeve të burimeve pulsuese.

tezë, shtuar 17.02.2013

Furnizimi me energji elektrike si një pajisje e destinuar për të furnizuar pajisje energji elektrike. Konvertimi i tensionit të frekuencës së energjisë AC në tension pulsues DC duke përdorur ndreqës. Stabilizuesit e tensionit DC.

abstrakt, shtuar 02/08/2013

Stabilizimi i tensionit mesatar të daljes së furnizimit me energji sekondare. Faktori minimal i stabilizimit të tensionit. Stabilizuesi kompensues i tensionit. Rryma maksimale e kolektorit të tranzistorit. Koeficienti i filtrit anti-aliasing.

test, shtuar 19.12.2010

Kombinimi i funksioneve të korrigjimit me rregullimin ose stabilizimin e tensionit të daljes. Zhvillimi i një qarku strukturor elektrik për një burim energjie. Transformatori në rënie dhe zgjedhja e bazës së elementit të furnizimit me energji elektrike. Llogaritja e një transformatori me fuqi të ulët.

puna e kursit, shtuar 16.07.2012

Llogaritja e transformatorit dhe parametrave të stabilizatorit të tensionit të integruar. Themelore diagrami elektrik furnizimi me energji elektrike. Llogaritja e parametrave të një ndreqësi të pakontrolluar dhe filtri zbutës. Përzgjedhja e diodave ndreqës, përzgjedhja e madhësive të qarkut magnetik.

puna e kursit, shtuar 14.12.2013

Analiza e sistemit të furnizimit me energji sekondare të sistemit raketor anti-ajror Strela-10. Karakteristikat e stabilizatorëve skematikë të pulsit. Analiza e funksionimit të një stabilizuesi të tensionit të modernizuar. Llogaritja e elementeve dhe parametrave kryesorë të tij.

tezë, shtuar 03/07/2012

Parimi i funksionimit të një burimi të energjisë inverter për një hark saldimi, avantazhet dhe disavantazhet e tij, qarqet dhe dizajnet. Efikasiteti i funksionimit të furnizimeve me inverter në drejtim të kursimit të energjisë. Baza e elementit të ndreqësve me inverter.

puna e kursit, shtuar 28.11.2014

Sekuenca e montimit të një përforcuesi invertues që përmban një gjenerator funksioni dhe një matës përgjigjeje amplitudë-frekuencë. Oshilogrami i sinjaleve hyrëse dhe dalëse me frekuencë 1 kHz. Qarku i matjes së tensionit të daljes dhe devijimet e tij.

punë laboratorike, shtuar 07/11/2015

Analiza e qarkut elektrik: përcaktimi i nyjeve, rrymave. Përcaktimi i sinjaleve hyrëse dhe dalëse, karakteristikat e transferimit të një rrjeti me katër terminale. Bllok diagrami i sistemit të kontrollit. Përgjigjet e sistemit ndaj një ndikimi të vetëm hapi në kushte zero.

6) Kam në plan të implementoj transformatorin e fuqisë në një bërthamë Epcos të tipit ETD44/22/15 të bërë nga materiali N95. Ndoshta zgjedhja ime do të ndryshojë më tej kur të llogaris të dhënat e mbështjelljes dhe fuqinë e përgjithshme.

7) Unë hezitova për një kohë të gjatë midis zgjedhjes së llojit të ndreqësit në mbështjelljen dytësore midis një diode të dyfishtë Schottky dhe një ndreqësi sinkron. Mund të instaloni një diodë të dyfishtë Schottky, por kjo është P = 0.6V * 40A = 24 W në nxehtësi, me një fuqi SMPS prej afërsisht 650 W, arrihet një humbje prej 4%! Kur përdorni IRF3205 më të zakonshëm në një ndreqës sinkron, rezistenca e kanalit të nxehtësisë do të lirohet P = 0,008 Ohm * 40A * 40A = 12,8 W. Rezulton se fitojmë 2 herë ose 2% efikasitet! Gjithçka ishte në rregull derisa mblodha një zgjidhje të bazuar në IR11688S në një dërrasë buke. Humbjet dinamike të ndërrimit iu shtuan humbjeve statike në kanal, dhe në fund kështu ndodhi. Kapaciteti i punëtorëve në terren për rryma të larta është ende i madh. Kjo mund të trajtohet me drejtues si HCPL3120, por kjo rrit çmimin e produktit dhe komplikon tepër dizajnin e qarkut. Në fakt, për këto arsye, u vendos që të instalohej një Schottky i dyfishtë dhe të flihej i qetë.

8) Qarku LC në dalje, së pari, do të zvogëlojë valëzimin e rrymës, dhe së dyti, do t'ju lejojë të "prisni" të gjitha harmonikat. Problemi i fundit është jashtëzakonisht i rëndësishëm kur fuqizohen pajisjet që funksionojnë në intervalin e frekuencave të radios dhe përfshijnë qarqe analoge me frekuencë të lartë. Në rastin tonë, ne po flasim për një marrës HF, kështu që një filtër është thjesht jetik këtu, përndryshe ndërhyrja do të "zvarritet" në ajër. Në mënyrë ideale, mund të vendosni gjithashtu një stabilizues linear në dalje dhe të merrni valëzime minimale të njësive mV, por në realitet, shpejtësia e OS do t'ju lejojë të merrni valëzime të tensionit brenda 20-30 mV edhe pa një "bojler"; brenda transmetuesi, nyjet kritike mundësohen përmes LDO-ve të tyre, kështu që teprica e tij është e dukshme.

Epo, ne kaluam funksionalitetin dhe ky është vetëm fillimi)) Por është në rregull, atëherë do të shkojë më fuqishëm sepse fillon pjesa më interesante - llogaritjet e gjithçkaje!

Llogaritja e një transformatori të fuqisë për një konvertues të tensionit gjysmë urë

Tani ia vlen të mendoni pak për dizajnin dhe topologjinë. Kam në plan të përdor transistorë me efekt në terren, dhe jo IGBT, kështu që frekuenca e funksionimit mund të zgjidhet më e lartë, tani për tani po mendoj për 100 ose 125 kHz; nga rruga, e njëjta frekuencë do të jetë në PFC. Rritja e frekuencës do të bëjë të mundur uljen e lehtë të dimensioneve të transformatorit. Nga ana tjetër, nuk dua ta rris shumë frekuencën, sepse... Unë përdor TL494 si kontrollues, pas 150 kHz nuk funksionon më aq mirë, dhe humbjet dinamike do të rriten.

Bazuar në këto hyrje, le të llogarisim transformatorin tonë. Unë kam disa grupe ETD44/22/15 në magazinë dhe kështu për momentin jam duke u fokusuar në të, Lista e të dhënave burimore është si më poshtë:

1) Materiali N95;
2) Lloji i bërthamës ETD44/22/15;
3) Frekuenca e funksionimit - 100 kHz;
4) Tensioni i daljes - 15V;
5) Rryma e daljes - 40A.

Për të llogaritur transformatorët deri në 5 kW, përdor programin "Old Man", është i përshtatshëm dhe llogarit mjaft saktë. Pas 5 kW, fillon magjia, frekuencat rriten për të zvogëluar madhësinë, dhe dendësia e fushës dhe e rrymës arrijnë vlera të tilla që edhe efekti i lëkurës mund të ndryshojë parametrat pothuajse 2 herë, kështu që për fuqi të larta përdor modën e vjetër. metoda "me formula dhe vizatim me laps në letër". Duke futur të dhënat tuaja hyrëse në program, u mor rezultati i mëposhtëm:

Figura 2 - Rezultati i llogaritjes së një transformatori për një gjysmë urë

Figura në anën e majtë tregon të dhënat hyrëse, të cilat i përshkrova më lart. Në qendër vjollcë theksohen rezultatet që na interesojnë më shumë, Unë do t'i kaloj shkurtimisht:

1) Tensioni i hyrjes është 380V DC, është i stabilizuar, sepse Gjysma e urës mundësohet nga PFC. Një fuqi e tillë thjeshton dizajnimin e shumë komponentëve, sepse Grumbullimi i rrymës është minimal dhe transformatori nuk duhet të tërheqë tension kur tensioni i hyrjes në rrjet është 140 V.

2) Fuqia e konsumuar (e pompuar përmes bërthamës) doli të jetë 600 W, që është 2 herë më pak se fuqia e përgjithshme (ajo që bërthama mund të pompojë pa kaluar në ngopje), që do të thotë se gjithçka është mirë. Nuk e gjeta materialin N95 në program, por në faqen e internetit Epcos në fletën e të dhënave vura re se N87 dhe N95 do të japin rezultate shumë të ngjashme, duke kontrolluar në copë letre zbulova se diferenca prej 50 W në fuqinë e përgjithshme nuk është një gabim i tmerrshëm.

3) Të dhënat për dredha-dredha parësore: ne mbështjellim 21 kthehet në 2 tela me diametër 0.8 mm, mendoj se gjithçka është e qartë këtu? Dendësia e rrymës është rreth 8A/mm2, që do të thotë se mbështjelljet nuk do të mbinxehen - gjithçka është në rregull.

4) Të dhënat për mbështjelljen dytësore: ne mbështjellim 2 mbështjellje me 2 kthesa secila me të njëjtin tel 0,8 mm, por tashmë në 14 - ende rryma është 40A! Tjetra, ne lidhim fillimin e një dredha-dredha dhe fundin e tjetrit, unë do të shpjegoj se si ta bëjmë këtë më vonë, për disa arsye njerëzit shpesh bien në hutim gjatë montimit në këtë moment. Duket se as këtu nuk ka magji.

5) Induktiviteti i mbytjes së daljes është 4.9 μH, rryma është përkatësisht 40A. Ne kemi nevojë për të në mënyrë që të mos ketë valëzime të mëdha aktuale në daljen e bllokut tonë.Gjatë procesit të korrigjimit, unë do të tregoj në një oshiloskop se si të punohet me dhe pa të, gjithçka do të bëhet e qartë.

Llogaritja zgjati 5 minuta, nëse dikush ka pyetje, pyesni në komente ose PM - do t'ju them. Për të shmangur kërkimin e vetë programit, unë sugjeroj ta shkarkoni nga cloud duke përdorur lidhjen. Dhe mirënjohjen time të thellë për Plakun për punën e tij!

Hapi tjetër logjik do të jetë llogaritja e mbytjes së daljes për gjysmë urën, kjo është pikërisht ajo në 4.9 μH.

Llogaritja e parametrave të mbështjelljes për mbytjen e daljes

Ne morëm të dhënat hyrëse në paragrafi i mëparshëm gjatë llogaritjes së transformatorit, Kjo:

1) Induktiviteti - 4,9 µH;
2) Vlerësuarat aktuale- 40A;
3) Amplituda para mbytjes - 18V;
4) Tensioni pas induktorit - 15V.

Ne përdorim gjithashtu programin nga Old Man (të gjitha janë në lidhjen e mësipërme) dhe marrim të dhënat e mëposhtme:

Figura 3 - Të dhënat e llogaritura për mbështjelljen e mbytjes së daljes

Tani le të shohim rezultatet:

1) Sipas të dhënave hyrëse, ekzistojnë 2 nuanca: frekuenca e zgjedhur është e njëjta në të cilën funksionon konverteri, mendoj se kjo është logjike. Pika e dytë lidhet me densitetin aktual, do të vërej menjëherë - mbytja duhet të ngrohet! Kjo është vetëm sa e fortë po përcaktojmë tashmë, unë zgjodha një densitet aktual prej 8A/mm 2 për të marrë një temperaturë prej 35 gradë, kjo mund të shihet në të dhënat e daljes (të shënuara me të gjelbër). Në fund të fundit, siç kujtojmë, sipas kërkesave në dalje, nevojitet një "SMPS i ftohtë". Do të doja të shënoja gjithashtu një pikë ndoshta jo plotësisht të dukshme për fillestarët - induktori do të nxehet më pak nëse një rrymë e madhe rrjedh përmes tij, domethënë, me një ngarkesë të vlerësuar prej 40A, induktori do të ketë ngrohje minimale. Kur rryma është më e vogël se rryma e vlerësuar, atëherë për një pjesë të energjisë ajo fillon të funksionojë si ngarkesë aktive(rezistencë) dhe e kthen të gjithë energjinë e tepërt në nxehtësi;

2) Induksioni maksimal, kjo është një vlerë që nuk mund të tejkalohet, përndryshe fusha magnetike do të ngopë thelbin dhe gjithçka do të jetë shumë e keqe. Ky parametër varet nga materiali dhe dimensionet e tij të përgjithshme. Për bërthamat moderne të hekurit të atomizuar, një vlerë tipike është 0,5-0,55 T;

3) Të dhënat e mbështjelljes: 9 kthesa janë mbështjellë me një pjerrësi prej 10 fijesh teli me diametër 0,8 mm. Programi madje tregon përafërsisht sa shtresa do të nevojiten për këtë. Unë do të mbështjell me 9 bërthama, sepse ... atëherë do të jetë e përshtatshme të ndani bishtalecin e madh në 3 "gërsheta" nga 3 tela secila dhe t'i bashkoni në tabelë pa asnjë problem;

4) Në fakt, vetë unaza në të cilën do ta mbështjell ka dimensione 40/24/14,5 mm, mjafton me një rezervë. Materiali nr. 52, mendoj se shumë njerëz kanë parë unaza të verdhë-blu në blloqet ATX; ato përdoren shpesh në mbytjet e stabilizimit të grupit (GS).

Llogaritja e transformatorit të furnizimit me energji në gatishmëri

Aktiv diagrami funksional Mund të shihet se dua të përdor kthimin "klasik" në TOP227 si një furnizim me energji gatishmërie; të gjithë kontrollorët PWM, ekranet dhe tifozët e sistemit të ftohjes do të mundësohen prej tij. Kuptova që tifozët do të furnizoheshin nga dhoma e kontrollit vetëm pas ca kohësh, kështu që ky moment nuk tregohet në diagram, por është në rregull, ky është zhvillim në kohë reale))

Le të rregullojmë pak të dhënat tona hyrëse për të parë se çfarë na nevojitet:

1) Mbështjelljet e daljes për PWM: 15V 1A + 15V 1A;
2) Dredha-dredha e daljes vetëfuqishme: 15V 0.1A;
3) Dredha e daljes për ftohje: 15V 1A.

Ne kemi nevojë për një furnizim me energji elektrike me fuqi totale - 2*15W + 1.5W + 15W = 46.5 W. Kjo është fuqi normale për TOP227, unë e përdor atë në SMPS të vogla deri në 75 W për të gjitha llojet e karikimit të baterive, kaçavida dhe mbeturina të tjera, për shumë vite është e çuditshme që asnjë i vetëm nuk është djegur ende.

Le të shkojmë në një program tjetër të Plakut dhe të llogarisim transformatorin për fluturim:

Figura 4 - Të dhënat e llogaritjes për transformatorin e fuqisë në gatishmëri

1) Zgjedhja e bërthamës justifikohet thjesht - e kam në sasinë e një kutie dhe tërheq të njëjtat 75 W)) Të dhëna për bërthamën. Është bërë nga materiali N87 dhe ka një hendek prej 0.2 mm në secilën gjysmë ose 0.4 mm të ashtuquajtur hendek të plotë. Kjo bërthamë është e destinuar drejtpërdrejt për mbytje, dhe për konvertuesit e fluturimit kjo induktancë është pikërisht mbytja, por unë nuk do të hyj ende në barërat e këqija. Nëse nuk kishte hendek në transformatorin gjysmë urë, atëherë kërkohet për konvertuesin e kthimit, përndryshe, si çdo induktor, ai thjesht do të kalojë në ngopje pa hendek.

2) Të dhënat në lidhje me çelësin e burimit të shkarkimit 700 V dhe rezistencën e kanalit 2,7 Ohm janë marrë nga fleta e të dhënave në TOP227; ky kontrollues ka një çelës energjie të integruar në vetë mikroqarkun.

3) Kam marrë tensionin minimal të hyrjes pak me një diferencë - 160 V, kjo është bërë në mënyrë që nëse vetë furnizimi me energji është i fikur, detyra dhe treguesi do të mbeten në funksion, ata do të raportojnë një tension anormalisht të ulët të furnizimit.

4) Dredha jonë kryesore përbëhet nga 45 kthesa të telit 0,335 mm në një bërthamë. Dredha-dredha e fuqisë dytësore kanë 4 kthesa dhe 4 bërthama me një tel 0,335 mm (diametër), dredha-dredha e vetë-furnizimit ka të njëjtat parametra, kështu që gjithçka është e njëjtë, vetëm 1 bërthamë, sepse rryma është një rend i madhësisë më i ulët.

Llogaritja e mbytjes së fuqisë së korrigjuesit të fuqisë aktive

Mendoj se pjesa më interesante të këtij projekti gjegjësisht korrigjuesi i faktorit të fuqisë, sepse Ka mjaft informacione për to në internet, dhe ka edhe më pak skema pune dhe të përshkruara.

Ne zgjedhim programin për llogaritjen - PFC_ring (PFC është KKM në basurmanisht), ne përdorim hyrjet e mëposhtme:

1) Tensioni i furnizimit në hyrje - 140 - 265V;
2) Fuqia e vlerësuar - 600 W;
3) Tensioni i daljes - 380V DC;
4) Frekuenca e funksionimit - 100 kHz, për shkak të zgjedhjes së kontrolluesit PWM.

Figura 5 - Llogaritja e mbytjes së fuqisë së një PFC aktive

1) Në të majtë, si zakonisht, futim të dhënat fillestare, duke vendosur 140 V si pragun minimal, marrim një bllok që mund të funksionojë me një tension prej 140 V, kështu që marrim një "stabilizues të tensionit të integruar";

Qarku i pjesës së energjisë dhe kontrollit është mjaft standard; nëse keni ndonjë pyetje, mos ngurroni të pyesni në komente ose në mesazhe personale. Do të përpiqem t'u përgjigjem dhe t'u shpjegoj të gjithëve nëse është e mundur.

Dizajni i PCB-ve të furnizimit me energji elektrike

Kështu arrita në skenën që mbetet diçka e shenjtë për shumë - projektimi/zhvillimi/gjurmimi i një bordi qarku të printuar. Pse preferoj termin "dizajn"? Është më afër thelbit të këtij operacioni; për mua, "instalimi" i një dërrase është gjithmonë një proces krijues, si një artist që pikturon një foto dhe do ta ketë më të lehtë për njerëzit nga vendet e tjera të kuptojnë se çfarë po bëni.

Vetë procesi i projektimit të tabelës nuk përmban kurthe; ato janë të përfshira në pajisjen për të cilën është menduar. Në fakt, elektronika e energjisë nuk parashtron ndonjë numër të egër rregullash dhe kërkesash në sfondin e të njëjtit autobus të të dhënave dixhitale analoge me mikrovalë ose me shpejtësi të lartë.

Unë do të rendis kërkesat dhe rregullat bazë që lidhen veçanërisht me qarkun e energjisë, kjo do të lejojë që 99% e modeleve amatore të zbatohen. Unë nuk do t'ju tregoj për nuancat dhe "truket" - të gjithë duhet të marrin bërxollat e tyre, të fitojnë përvojë dhe më pas të veprojnë me të. Dhe kështu shkuam:

Pak për densitetin e rrymës në përçuesit e printuar

Njerëzit shpesh nuk mendojnë për këtë parametër, dhe unë kam parë situata ku seksioni i fuqisë bërë me përçues 0.6 mm me 80% të sipërfaqes së pllakës thjesht bosh. Pse e bëj këtë është një mister për mua personalisht.

Pra, çfarë densiteti aktual mund të merret parasysh? Për një tel të rregullt, shifra standarde është 10A/mm 2, ky kufizim është i lidhur me ftohjen e telit. Mund të kaloni më shumë rrymë, por fillimisht vendoseni në azot të lëngshëm. Përçuesit e sheshtë, si ata në një tabelë të qarkut të printuar, për shembull, kanë një sipërfaqe më të madhe, gjë që e bën më të lehtë ftohjen e tyre, që do të thotë se mund të përballoni densitet më të larta të rrymës. Për kushte normale me ftohje pasive ose me ajër, është zakon të merret parasysh 35-50 A/mm 2, ku 35 është për ftohje pasive, 50 - në prani të qarkullimit artificial të ajrit (rasti im). Ekziston një shifër tjetër - 125 A/mm 2, kjo është një shifër vërtet e madhe, jo të gjithë superpërçuesit mund ta përballojnë atë, por është e arritshme vetëm me ftohje të lëngshme zhytëse.

E hasa këtë të fundit ndërsa punoja me një kompani të përfshirë në komunikimet inxhinierike dhe dizajnimin e serverëve; ishte dizajni që ra në fatin tim motherboard, përkatësisht pjesa me furnizim shumëfazor dhe komutues. U befasova shumë kur pashë një densitet aktual prej 125 A/mm 2, por ata ma shpjeguan këtë mundësi dhe më treguan këtë mundësi në stendë - atëherë kuptova pse raftet e tëra të serverëve janë zhytur në pishina të mëdha vaji)) )

Në pajisjen time gjithçka është më e thjeshtë, 50 A/mm 2 është një shifër mjaft adekuate, me një trashësi bakri prej 35 mikron, poligonet do të sigurojnë seksionin kryq të kërkuar pa asnjë problem. Pjesa tjetër ishte për zhvillimin e përgjithshëm dhe kuptimin e çështjes.

2) Gjatësia e përcjellësve - in në këtë pikë nuk ka nevojë të rreshtoni linjat me një saktësi prej 0,1 mm siç bëhet, për shembull, kur "shtroni" autobusin e të dhënave DDR3. Edhe pse është ende shumë e dëshirueshme që gjatësia e linjave të sinjalit të bëhet afërsisht e barabartë me gjatësinë. +-30% e gjatësisë do të jetë e mjaftueshme, gjëja kryesore është të mos e bëni HIN 10 herë më të gjatë se LIN. Kjo është e nevojshme në mënyrë që frontet e sinjalit të mos zhvendosen në lidhje me njëri-tjetrin, sepse edhe në një frekuencë prej vetëm njëqind kilohertz, një ndryshim prej 5-10 herë mund të shkaktojë një rrymë të përçuar në ndërprerës. Kjo është veçanërisht e vërtetë kur vlera e "kohës së vdekur" është e ulët, madje edhe në 3% për TL494 kjo është e vërtetë;

3) Hendeku midis përçuesve - është e nevojshme të zvogëlohen rrymat e rrjedhjes, veçanërisht për përçuesit ku rrjedh një sinjal RF (PWM), sepse fusha në përcjellës lind fuqishëm dhe sinjali RF, për shkak të efektit të lëkurës, tenton të largohet. si mbi sipërfaqen e përcjellësit ashtu edhe përtej kufijve të tij. Zakonisht një hendek prej 2-3 mm është i mjaftueshëm;

4) Hendeku i izolimit galvanik është hendeku midis seksioneve të izoluara galvanikisht të tabelës, zakonisht kërkesa për prishje është rreth 5 kV. Për të thyer 1 mm ajër ju duhet rreth 1-1,2 kV, por në rastin tonë prishja është e mundur jo vetëm përmes ajrit, por edhe përmes PCB-së dhe një maskë. Në fabrikë përdoren materiale që i nënshtrohen testimit elektrik dhe mund të flini i qetë. Prandaj, problemi kryesor është ajri dhe nga kushtet e përshkruara më sipër mund të konkludojmë se do të jetë e mjaftueshme rreth 5-6 mm pastrim. Në thelb, ndarja e shumëkëndëshave nën transformator, sepse është mjeti kryesor i izolimit galvanik.

Tani le të kalojmë drejtpërdrejt në hartimin e tabelës, nuk do të hyj në super detaje në këtë artikull dhe në përgjithësi nuk kam shumë dëshirë të shkruaj një libër të tërë teksti. Nëse ka mjaft grup i madh Nëse dikush është i interesuar (do të bëj një sondazh në fund), do të bëj vetëm video mbi "instalimet" të kësaj pajisjeje, do të jetë më i shpejtë dhe më informues.

Fazat e krijimit të një bord qarku të shtypur:

1) Para së gjithash, duhet të vendosni për dimensionet e përafërta të pajisjes. Nëse keni një kuti të gatshme, atëherë duhet të matni sediljen në të dhe të bazoni përmasat e tabelës mbi këtë. Kam në plan të bëj një kuti të bërë me porosi nga alumini ose bronzi, kështu që do të përpiqem të bëj pajisjen më kompakte të mundshme pa humbur cilësinë dhe karakteristikat e performancës.

Figura 9 - Krijimi i një boshe për tabelën e ardhshme

Mos harroni - dimensionet e tabelës duhet të jenë shumëfish prej 1 mm! Ose të paktën 0,5 mm, përndryshe do ta mbani mend akoma testamentin tim nga Lenini kur të grumbulloni gjithçka në një panel dhe të bëni boshllëqe për prodhim, dhe projektuesit që do të krijojnë një kuti për tabelën tuaj do t'ju bëjnë dush me mallkime. Nuk ka nevojë të krijoni një tabelë me dimensione ala "208.625 mm" përveç nëse është absolutisht e nevojshme!
P.S. faleminderit shoku Lunkov për faktin se ai akoma ma përcolli këtë mendim të ndritshëm))

Këtu bëra 4 operacione:

A) Unë bëra vetë tabelën me përmasa të përgjithshme 250x150 mm. Ndërsa kjo është një madhësi e përafërt, atëherë mendoj se do të tkurret dukshëm;
b) Rrumbullakosën këndet, sepse gjatë procesit të dorëzimit dhe montimit, ato të mprehta do të vriten dhe rrudhen + bordi duket më i bukur;
c) Vrima montimi të vendosura, jo të metalizuara, me diametër vrime 3 mm për mbërthyesit dhe raftet standarde;
d) Krijova një klasë "NPTH", në të cilën përcaktova të gjitha vrimat e paprera dhe krijova një rregull për të, duke krijuar një hendek prej 0.4 mm midis të gjithë përbërësve dhe përbërësve të tjerë të klasës. Kjo është kërkesa teknologjike e Rezonit për klasën standarde të saktësisë (katërta).

Figura 10 - Krijimi i një rregulli për vrimat e paprera

2) Hapi tjetër është rregullimi i komponentëve duke marrë parasysh të gjitha kërkesat; tashmë duhet të jetë shumë afër versionit përfundimtar, sepse Shumicën e kohës, dimensionet përfundimtare të tabelës dhe faktori i formës së saj tani do të përcaktohen.

Figura 11 - Vendosja primare e komponentëve është përfunduar

Kam instaluar përbërësit kryesorë, ata ka shumë të ngjarë të mos lëvizin, dhe për këtë arsye më në fund u përcaktuan dimensionet e përgjithshme të tabelës - 220 x 150 mm. Hapësira e lirë në tabelë është lënë për një arsye; modulet e kontrollit dhe komponentët e tjerë të vegjël SMD do të vendosen atje. Për të ulur koston e tabelës dhe lehtësinë e instalimit, të gjithë komponentët do të jenë vetëm në shtresën e sipërme, dhe në përputhje me rrethanat do të ketë vetëm një shtresë printimi me ekran mëndafshi.

Figura 13 - Pamja 3D e tabelës pas rregullimit të komponentëve

3) Tani, pasi kemi përcaktuar vendndodhjen dhe strukturën e përgjithshme, ne rregullojmë përbërësit e mbetur dhe "ndajmë" tabelën. Dizajni i tabelës mund të bëhet në dy mënyra: me dorë dhe duke përdorur një autoouter, pasi të keni përshkruar më parë veprimet e tij me disa duzina rregullash. Të dyja metodat janë të mira, por gjithsesi do ta bëj këtë tabelë me dorë, sepse... ka pak komponentë dhe kërkesa të veçanta Për sa i përket shtrirjes së linjës dhe integritetit të sinjalit, nuk ka dhe nuk duhet të ketë. Kjo do të jetë padyshim më e shpejtë, autoouting është e mirë kur ka shumë komponentë (nga 500 e tutje) dhe pjesa kryesore e qarkut është dixhitale. Edhe pse nëse dikush është i interesuar, unë mund t'ju tregoj se si të "ndani" bordet automatikisht në 2 minuta. Vërtetë, para kësaj do t'ju duhet të shkruani rregullat gjatë gjithë ditës, heh.

Pas 3-4 orësh “magji” (gjysma e kohës që vizatoja modelet që mungonin) me temperaturën dhe një filxhan çaj, më në fund e lidha tabelën. As që kam menduar të kursej hapësirë; shumë do të thonë se dimensionet mund të ishin ulur me 20-30% dhe do të kishin të drejtë. Unë kam një kopje një copë dhe humbja e kohës time, e cila është qartësisht më e shtrenjtë se 1 dm2 për një tabelë me dy shtresa, ishte thjesht për të ardhur keq. Duke folur për çmimin e tabelës - kur porosisni nga Rezonit, 1 dm 2 e një dërrase me dy shtresa të klasës standarde kushton rreth 180-200 rubla, kështu që nuk mund të kurseni shumë këtu nëse nuk keni një grumbull prej 500+ copash. kursi. Bazuar në këtë, unë mund të këshilloj - mos u çorodit me zvogëlimin e zonës nëse është e klasës 4 dhe nuk ka kërkesa për dimensione. Dhe ky është rezultati:

Figura 14 - Dizajni i tabelës për një furnizim me energji komutuese

Në të ardhmen, unë do të dizenjoj një kasë për këtë pajisje dhe më duhet të di dimensionet e saj të plota, si dhe të jem në gjendje ta "provoj" brenda kasës në mënyrë që në fazën përfundimtare të mos bëhet e qartë, p.sh. që bordi kryesor po ndërhyn me lidhësit në kasë ose në ekran. Për ta bërë këtë, unë gjithmonë përpiqem të vizatoj të gjithë komponentët në formë 3D, rezultati është ky rezultat dhe një skedar në formatin .step për timin. Autodesk Inventor:

Figura 15 - Pamje tre-dimensionale e pajisjes që rezulton

Figura 16 - Pamje tredimensionale e pajisjes (pamja nga lart)

Dokumentacioni tashmë është gati. Tani më duhet të krijoj paketën e nevojshme të skedarëve për të porositur komponentët, të gjitha cilësimet i kam të regjistruara tashmë në Altium, kështu që gjithçka ngarkohet me një buton. Na duhen skedarët Gerber dhe një skedar NC Drill, i pari ruan informacione rreth shtresave dhe i dyti ruan koordinatat e shpimit. Ju mund të shikoni skedarin për shkarkimin e dokumentacionit në fund të artikullit në projekt; gjithçka duket diçka si kjo:

Figura 17 - Formimi i një pakete dokumentacioni për porositjen e bordeve të qarkut të printuar

Pasi skedarët të jenë gati, mund të porositni bordet. Prodhuesit specifikë Unë nuk do ta rekomandoj; ndoshta ka më të mira dhe më të lira posaçërisht për prototipet. Të gjitha dërrasat e klasës standarde 2,4,6 shtresa i porosis nga Rezonit, ku porosit pllaka 2 dhe 4 shtresa të klasës së 5-të. Pllakat e klasës 5, ku ka 6-24 shtresa në Kinë (për shembull, pcbway), por bordet HDI dhe klasa 5 me 24 ose më shumë shtresa janë tashmë vetëm në Tajvan, në fund të fundit, cilësia në Kinë është ende e çalë, dhe ku etiketa e çmimit nuk është e çalë jo aq e bukur. Gjithçka ka të bëjë me prototipet!

Pas bindjeve të mia, shkoj në Rezonit, oh sa nerva u prishën dhe sa gjak pinë... por kohët e fundit duket se janë korrigjuar dhe kanë filluar të punojnë më adekuat, ndonëse me shkelma. Bëj porosi përmes llogarisë time personale, fut detajet e pagesës, ngarkoj skedarë dhe dërgoj. Më pëlqen llogaria e tyre personale; nga rruga, ata menjëherë llogarisin çmimin dhe mund ta arrijnë atë duke ndryshuar parametrat çmime më të mira pa humbje të cilësisë.

Për shembull, tani doja një tabelë në PCB 2 mm me bakër 35 mikron, por doli që ky opsion është 2.5 herë më i shtrenjtë se opsioni me PCB 1.5 mm dhe 35 mikron - kështu që zgjodha këtë të fundit. Për të rritur ngurtësinë e tabelës, shtova vrima shtesë për stendat - problemi u zgjidh, çmimi u optimizua. Meqë ra fjala, nëse bordi shkonte në seri, atëherë diku rreth 100 copë u zhduk kjo diferencë prej 2.5 herë dhe çmimet u bënë të barabarta, sepse atëherë u ble një fletë jo standarde për ne dhe u shpenzua pa mbetje.

Figura 18 - Pamja përfundimtare e llogaritjes së kostos së bordit

Kostoja përfundimtare përcaktohet: 3618 rubla. Nga këto, 2100 janë përgatitje, paguhet vetëm një herë për projekt, të gjitha përsëritjet e mëpasshme të porosisë vazhdojnë pa të dhe ju do të paguani vetëm për zonën. Në këtë rast, 759 rubla për një tabelë me një sipërfaqe prej 3.3 dm2, sa më e madhe të jetë seria, aq më e ulët do të jetë kostoja, megjithëse tani është 230 rubla/dm2, gjë që është mjaft e pranueshme. Sigurisht, ishte e mundur të bëhej prodhim urgjent, por unë porosis shpesh, punoj me një menaxher, dhe vajza gjithmonë përpiqet ta shtyjë urdhrin më shpejt nëse prodhimi nuk është i zënë - në fund, edhe me "serialin e vogël ” Opsioni, koha e kthimit është 5-6 ditë, mjafton të komunikosh me mirësjellje dhe të mos tregohesh i vrazhdë me njerëzit. Dhe nuk po nxitoj, kështu që vendosa të kursej rreth 40%, që është të paktën mirë.

Epilogu

Epo, unë kam arritur në përfundimin logjik të artikullit - marrja e dizajnit të qarkut, dizajni i bordit dhe porositja e bordeve në prodhim. Gjithsej do të ketë 2 pjesë, e para është para jush, dhe në të dytën do t'ju tregoj se si e instalova, montova dhe korrigjova pajisjen.

Siç u premtova, po ndaj kodin burimor të projektit dhe produkte të tjera:

1) Burimi i projektit në Altium Designer 16 - ;
2) Skedarët për porositjen e pllakave të qarkut të printuar - . Po nëse doni të përsërisni dhe porosisni, për shembull, nga Kina, ky arkiv është më se i mjaftueshëm;
3) Diagrami i pajisjes në pdf - . Për ata që nuk duan të shpenzojnë kohë duke instaluar Altium nga një telefon ose për rishikim (cilësi e lartë);
4) Përsëri, për ata që nuk duan të instalojnë softuer të rëndë, por janë të interesuar të rrotullojnë harduerin, unë po postoj një model 3D në pdf - . Për ta parë, duhet të shkarkoni skedarin; kur ta hapni, klikoni "Trust the document only one" në këndin e sipërm djathtas, më pas klikoni në qendër të skedarit dhe ekrani i bardhë kthehet në një model.

Do të doja të kërkoja edhe mendimin e lexuesve... Tani janë porositur dërrasat, si dhe komponentët - në fakt janë 2 javë, për çfarë duhet të shkruaj një artikull? Përveç "mutantëve" të tillë si ky, ndonjëherë dëshironi të skalitni diçka në miniaturë, por të dobishme, unë kam paraqitur disa opsione në sondazhe, ose ndoshta sugjeroj opsionin tuaj në një mesazh privat, në mënyrë që të mos rrëmbeni komentet.

Vetëm përdoruesit e regjistruar mund të marrin pjesë në anketë. Eja, të lutem.

Ndryshe nga furnizimet tradicionale lineare të energjisë, të cilat përfshijnë shuarjen e tensionit të tepërt të pastabilizuar në një element linear kalimtar, furnizimet me energji pulsi përdorin metoda dhe fenomene të tjera fizike për të gjeneruar një tension të stabilizuar, përkatësisht: efektin e akumulimit të energjisë në induktorë, si dhe mundësinë të transformimit me frekuencë të lartë dhe të shndërrimit të energjisë së grumbulluar në presion konstant. Ekzistojnë tre qarqe tipike për ndërtimin e furnizimeve me energji pulsuese (shih Fig. 3.4-1): rritja (tensioni i daljes është më i lartë se tensioni i hyrjes), zvogëlimi (tensioni i daljes është më i ulët se tensioni i hyrjes) dhe përmbysja (tensioni i daljes ka polariteti i kundërt në lidhje me hyrjen). Siç shihet nga figura, ato ndryshojnë vetëm në mënyrën e lidhjes së induktancës; përndryshe, parimi i funksionimit mbetet i pandryshuar, domethënë.

Elementi kryesor (zakonisht përdoren transistorë bipolarë ose MOS), që funksionojnë me një frekuencë të rendit 20-100 kHz, aplikohet periodikisht për një kohë të shkurtër (jo më shumë se 50% të kohës)

i jep induktorit tensionin e plotë të pastabilizuar në hyrje. Rryma e pulsit. që rrjedh nëpër bobina siguron akumulimin e rezervave të energjisë në fushën e saj magnetike prej 1/2LI^2 në çdo impuls. Energjia e ruajtur në këtë mënyrë nga spiralja transferohet në ngarkesë (ose drejtpërdrejt, duke përdorur një diodë ndreqëse, ose përmes mbështjelljes dytësore me korrigjim të mëvonshëm), kondensatori i filtrit zbutës në dalje siguron një tension dhe rrymë konstante dalëse. Stabilizimi i tensionit të daljes sigurohet nga rregullimi automatik i gjerësisë ose frekuencës së pulsit në elementin kryesor (një qark reagimi është krijuar për të monitoruar tensionin e daljes).

Një avantazh i rëndësishëm teknologjik i furnizimit me energji impuls është aftësia për të ndërtuar mbi bazën e tyre furnizime me energji të rrjetit me madhësi të vogël me izolim galvanik nga rrjeti për të fuqizuar një shumëllojshmëri të gjerë pajisjesh. Furnizimet e tilla të energjisë ndërtohen pa përdorimin e një transformatori të rëndë të energjisë me frekuencë të ulët duke përdorur një qark konvertues me frekuencë të lartë. Ky është, në fakt, një qark tipik i furnizimit me energji komutuese me reduktim të tensionit, ku tensioni i korrigjuar i rrjetit përdoret si tension i hyrjes dhe një transformator me frekuencë të lartë (me madhësi të vogël dhe me efikasitet të lartë) përdoret si element ruajtës, nga mbështjellja dytësore e së cilës hiqet tensioni i stabilizuar në dalje (ky transformator siguron edhe izolim galvanik nga rrjeti).

Disavantazhet e furnizimit me energji pulsuese përfshijnë: praninë e një niveli të lartë të zhurmës pulsuese në dalje, kompleksitetin e lartë dhe besueshmërinë e ulët (veçanërisht në prodhimin artizanal), nevojën për të përdorur komponentë të shtrenjtë me frekuencë të lartë të tensionit të lartë, të cilët në rast nga mosfunksionimi më i vogël dështojnë lehtësisht "në masë" (me Në këtë rast, si rregull, mund të vërehen efekte mbresëlënëse piroteknike). Ata që duan të gërmojnë në brendësi të pajisjeve me një kaçavidë dhe një hekur saldimi do të duhet të jenë jashtëzakonisht të kujdesshëm kur dizajnojnë furnizimin me energji të ndërrimit të rrjetit, pasi shumë elementë të qarqeve të tilla janë nën tension të lartë.

3.4.1 Rregullator komutues efikas me kompleksitet të ulët

Mbi një bazë elementi të ngjashëm me atë të përdorur në stabilizuesin linear të përshkruar më sipër (Fig. 3.3-3), është e mundur të ndërtohet një stabilizues i tensionit të pulsit. Me të njëjtat karakteristika, do të ketë dimensione dukshëm më të vogla dhe kushte më të mira termike. Një diagram skematik i një stabilizuesi të tillë është paraqitur në Fig. 3.4-2. Stabilizuesi është montuar sipas një qarku standard të reduktimit të tensionit (Fig. 3.4-1a).

Kur ndizet për herë të parë, kur kondensatori C4 shkarkohet dhe një ngarkesë mjaft e fuqishme lidhet me daljen, rryma rrjedh përmes rregullatorit linear IC DA1. Rënia e tensionit në R1 e shkaktuar nga kjo rrymë zhbllokon tranzistorin kyç VT1, i cili menjëherë hyn në modalitetin e ngopjes, pasi reaktansa induktive e L1 është e madhe dhe një rrymë mjaft e madhe rrjedh nëpër tranzitor. Rënia e tensionit në R5 hap elementin kryesor kryesor - transistorin VT2. Aktuale. duke u rritur në L1, ngarkon C4, ndërsa përmes feedback-ut në R8 ndodh regjistrimi

Dëmtimi i stabilizatorit dhe tranzistorit kryesor. Energjia e ruajtur në spirale fuqizon ngarkesën. Kur voltazhi në C4 bie nën tensionin e stabilizimit, DA1 dhe tranzistori kyç hapen. Cikli përsëritet me një frekuencë prej 20-30 kHz.

Qarku R3. R4, C2 do të vendosë nivelin e tensionit të daljes. Mund të rregullohet pa probleme brenda kufijve të vegjël, nga Uct DA1 në Uin. Megjithatë, nëse Uout është ngritur afër Uin, një paqëndrueshmëri shfaqet në ngarkesën maksimale dhe nivel i rritur pulsimet. Për të shtypur valëzimet me frekuencë të lartë, filtri L2, C5 përfshihet në daljen e stabilizatorit.

Skema është mjaft e thjeshtë dhe më efektive për këtë nivel kompleksiteti. Të gjithë elementët e fuqisë VT1, VT2, VD1, DA1 janë të pajisur me radiatorë të vegjël. Tensioni i hyrjes nuk duhet të kalojë 30 V, që është maksimumi për stabilizuesit KR142EN8. Përdorni dioda ndreqës për një rrymë prej të paktën 3 A.

3.4.2 Pajisja e furnizimit me energji të pandërprerë e bazuar në një stabilizues komutues

Në Fig. 3.4-3 ne propozojmë për shqyrtim një pajisje për furnizimin me energji të pandërprerë të sistemeve të sigurisë dhe të mbikqyrjes video bazuar në një stabilizues pulsi të kombinuar me një karikues. Stabilizuesi përfshin sisteme mbrojtëse kundër mbingarkesës, mbinxehjes, rritjeve të tensionit të daljes dhe qarqeve të shkurtra.

Stabilizuesi ka parametrat e mëposhtëm:

Tensioni i hyrjes, Uvx - 20-30 V:

Tensioni i stabilizuar i daljes, Uvyx-12V:

Rryma e vlerësuar e ngarkesës, I ngarkuar nom -5A;

Rryma e udhëtimit të sistemit të mbrojtjes nga mbingarkesa, Iprotect - 7A;.

Tensioni i funksionimit të sistemit të mbrojtjes nga mbitensioni, mbrojtje Uout - 13 V;

Rryma maksimale e karikimit të baterisë, maksimumi i ngarkimit të baterisë - 0,7 A;

Niveli i valëzimit. Upuls - 100 mV,

Temperatura e funksionimit të sistemit të mbrojtjes nga mbinxehja, Tzasch - 120 C;

Shpejtësia e kalimit në fuqinë e baterisë, ndërrimi - 10ms (rele RES-b RFO.452.112).

Parimi i funksionimit të stabilizatorit të pulsit në pajisjen e përshkruar është i njëjtë me atë të stabilizatorit të paraqitur më sipër.

Pajisja plotësohet me një karikues të bërë në elementët DA2, R7, R8, R9, R10, VD2, C7. Stabilizuesi i tensionit IC DA2 me ndarës të rrymës në R7. R8 kufizon rrymën maksimale fillestare të ngarkimit, ndarësi R9, R10 vendos tensionin e ngarkesës në dalje, dioda VD2 mbron baterinë nga vetë-shkarkimi në mungesë të tensionit të furnizimit.

Mbrojtja nga mbinxehja përdor termistorin R16 si sensor të temperaturës. Kur aktivizohet mbrojtja, alarmi i zërit, i montuar në IC DD 1, ndizet dhe, në të njëjtën kohë, ngarkesa shkëputet nga stabilizuesi, duke kaluar në energji nga bateria. Termistori është montuar në radiatorin e transistorit VT1. Rregullimi i imët i nivelit të reagimit të mbrojtjes së temperaturës kryhet nga rezistenca R18.

Sensori i tensionit është montuar në ndarësin R13, R15. rezistenca R15 përcakton nivelin e saktë të mbrojtjes nga mbitensioni (13 V). Nëse voltazhi në daljen e stabilizatorit tejkalon (nëse ky i fundit dështon), stafeta S1 shkëput ngarkesën nga stabilizatori dhe e lidh atë me baterinë. Nëse voltazhi i furnizimit është i fikur, rele S1 shkon në gjendjen "default" - d.m.th. lidh ngarkesën me baterinë.

Qarku i paraqitur këtu nuk ka mbrojtje elektronike nga qarku i shkurtër për baterinë. Ky rol kryhet nga një siguresë në qarkun e furnizimit me energji të ngarkesës, e krijuar për konsumin maksimal të rrymës.

3.4.3 Furnizimet e energjisë bazuar në konvertuesin e pulsit me frekuencë të lartë

Shumë shpesh, gjatë projektimit të pajisjeve, ekzistojnë kërkesa strikte për madhësinë e burimit të energjisë. Në këtë rast, zgjidhja e vetme është përdorimi i një furnizimi me energji elektrike të bazuar në konvertuesit e pulsit me tension të lartë dhe frekuencë të lartë. të cilat janë të lidhura në një rrjet ~ 220 V pa përdorimin e një transformatori të madh të uljes me frekuencë të ulët dhe mund të ofrojnë fuqi të lartë me madhësi të vogël dhe shpërndarje të nxehtësisë.

Diagrami bllok i një konverteri tipik pulsi i fuqizuar nga një rrjet industrial është paraqitur në Figurën 34-4.

Filtri i hyrjes është krijuar për të parandaluar hyrjen e zhurmës së impulsit në rrjet. Çelësat e rrymës ofrojnë impulse të tensionit të lartë në mbështjelljen kryesore të një transformatori me frekuencë të lartë (një dhe

qarqet shtytje-tërheqëse). Frekuenca dhe kohëzgjatja e pulseve përcaktohen nga një gjenerator i kontrolluar (zakonisht përdoret kontrolli i gjerësisë së pulsit, më rrallë - frekuenca). Ndryshe nga transformatorët e sinjalit sinusoidal me frekuencë të ulët, furnizimet me energji pulsuese përdorin pajisje me brez të gjerë që ofrojnë transferim efikas të energjisë në sinjale me skaje të shpejta. Kjo imponon kërkesa të rëndësishme për llojin e qarkut magnetik të përdorur dhe dizajnin e transformatorit. Nga ana tjetër, me rritjen e frekuencës, dimensionet e kërkuara të transformatorit (duke ruajtur fuqinë e transmetuar) zvogëlohen (materialet moderne bëjnë të mundur ndërtimin e transformatorëve të fuqishëm me efikasitet të pranueshëm në frekuencat deri në 100-400 kHz). Një tipar i veçantë i ndreqësit të daljes është përdorimi i diodave Schottky me shpejtësi të lartë në vend të diodave konvencionale të energjisë, gjë që është për shkak të frekuencës së lartë të tensionit të korrigjuar. Filtri i daljes zbut valëzimin e tensionit të daljes. Tensioni i reagimit krahasohet me një tension referencë dhe më pas kontrollon oshilatorin. Ju lutemi vini re praninë e izolimit galvanik në qarkun e reagimit, i cili është i nevojshëm nëse duam të sigurojmë izolimin e tensionit të daljes nga rrjeti.

Në prodhimin e një IP të tillë, lindin kërkesa serioze për komponentët e përdorur (gjë që rrit koston e tyre në krahasim me ato tradicionale). Së pari, kjo ka të bëjë me tensionin e funksionimit të diodave ndreqës, kondensatorëve të filtrit dhe tranzistorëve kyç, i cili nuk duhet të jetë më i vogël se 350 V për të shmangur prishjet. Së dyti, transistorët kyç me frekuencë të lartë ( frekuenca e funksionimit 20-100 kHz) dhe speciale kondensatorë qeramikë(Elektrolitet konvencionale të oksidit do të mbinxehen në frekuenca të larta për shkak të induktivitetit të tyre të lartë

aktivitet). Dhe së treti, frekuenca e ngopjes së transformatorit me frekuencë të lartë, e përcaktuar nga lloji i bërthamës magnetike të përdorur (si rregull, përdoren bërthama toroidale) duhet të jetë dukshëm më e lartë se frekuenca e funksionimit të konvertuesit.

Në Fig. 3.4-5 tregon një diagram skematik të një furnizimi klasik të energjisë bazuar në një konvertues me frekuencë të lartë. Filtri, i përbërë nga kondensatorët C1, C2, SZ dhe mbytet L1, L2, shërben për të mbrojtur rrjetin e furnizimit nga ndërhyrja me frekuencë të lartë nga konverteri. Gjeneratori është ndërtuar sipas një qarku vetëlëkundës dhe i kombinuar me një fazë kyçe. Transistorët kryesorë VT1 dhe VT2 funksionojnë në antifazë, duke hapur dhe mbyllur me radhë. Nisja e gjeneratorit dhe funksionimi i besueshëm sigurohet nga transistori VT3, që funksionon në modalitetin e prishjes së ortekëve. Kur tensioni në C6 rritet përmes R3, transistori hapet dhe kondensatori shkarkohet në bazën e VT2, duke filluar gjeneratorin. Tensioni i reagimit hiqet nga dredha-dredha shtesë (III) e transformatorit të fuqisë Tpl.

Transistorët VT1. VT2 është instaluar në radiatorë pllakë prej të paktën 100 cm^2. Diodat VD2-VD5 me një pengesë Schottky vendosen në një radiator të vogël 5 cm^2. Të dhënat e mbytjeve dhe transformatorëve: L1-1. L2 është mbështjellë në unaza ferriti 2000NM K12x8x3 në dy tela duke përdorur tela PELSHO 0.25: 20 kthesa. TP1 - në dy unaza të palosur së bashku, ferrit 2000NN KZ 1x18.5x7;

mbështjellje 1 - 82 rrotullime me tela PEV-2 0.5: mbështjellje II - 25+25 rrotullime me PEV-2 Tela 1.0: mbështjellje III - 2 rrotullime me tel PEV-2 0.3. TP2 është mbështjellë në një unazë ferriti 2000NN K10x6x5. të gjitha mbështjelljet bëhen me tel PEV-2 0.3: dredha-dredha 1 - 10 rrotullime:

mbështjelljet II dhe III - 6 rrotullime secila, të dyja mbështjelljet (II dhe III) janë të mbështjellura në mënyrë që të zënë 50% të sipërfaqes në unazë pa prekur ose mbivendosur njëra-tjetrën, mbështjellja I është e mbështjellë në mënyrë të barabartë në të gjithë unazën dhe e izoluar me një shtresë. prej pëlhure të llakuar. Bobinat e filtrit ndreqës L3, L4 janë mbështjellë në ferrit 2000NM K 12x8x3 me tela PEV-2 1.0, numri i kthesave është 30. KT809A mund të përdoret si transistorë kyç VT1, VT2. KT812, KT841.

Vlerësimet e elementeve dhe të dhënat e mbështjelljes së transformatorëve jepen për një tension dalës prej 35 V. Në rastin kur kërkohen vlera të tjera të parametrave të funksionimit, numri i kthesave në mbështjelljen 2 Tr1 duhet të ndryshohet në përputhje me rrethanat.

Qarku i përshkruar ka mangësi të konsiderueshme, për shkak të dëshirës për të reduktuar jashtëzakonisht numrin e komponentëve të përdorur. Këto përfshijnë një nivel të ulët të stabilizimit të tensionit të daljes, funksionimin e paqëndrueshëm jo të besueshëm dhe rrymën e ulët të daljes. Megjithatë, është mjaft i përshtatshëm për fuqizimin e modeleve më të thjeshta me fuqi të ndryshme (nëse është e përshtatshme perdoren komponente), si p.sh.: kalkulatore.Identifikimi i thirresve ... pajisje ndricimi etj.

Një qark tjetër i furnizimit me energji i bazuar në një konvertues pulsi me frekuencë të lartë është paraqitur në Fig. 3.4-6. Dallimi kryesor midis kësaj skeme dhe strukturës standarde të paraqitur në Fig. 3 .4-4 është mungesa e një qarku feedback. Në këtë drejtim, stabiliteti i tensionit në mbështjelljet e daljes së transformatorit HF Tr2 është mjaft i ulët dhe kërkohet përdorimi i stabilizuesve sekondarë (qarku përdor stabilizues të integruar universal të bazuar në IC të serisë KR142).

3.4.4 Ndërrimi i stabilizatorit me një tranzistor MIS kyç me leximin e rrymës.

Miniturizimi dhe rritja e efikasitetit në zhvillimin dhe ndërtimin e furnizimit me energji komutuese lehtësohet nga përdorimi i një klase të re të invertorëve gjysmëpërçues - transistorëve MOS, si dhe: diodat me fuqi të lartë me rikuperim të shpejtë të kundërt, diodat Schottky, me shpejtësi ultra të lartë dioda, tranzistorë me efekt në terren me portë të izoluar, qarqe të integruara për kontrollin e elementeve kryesore. Të gjithë këta elementë janë të disponueshëm në tregun vendas dhe mund të përdoren në projektimin e furnizimeve me energji shumë efikase, konvertuesve, sistemeve të ndezjes për motorët me djegie të brendshme (ICE) dhe sistemeve të ndezjes për llambat fluoreshente (LDL). Një klasë e pajisjeve energjetike të quajtura HEXSense - transistorë MOS me sensor të rrymës - mund të jenë gjithashtu me interes të madh për zhvilluesit. Ato janë elemente komutuese ideale për furnizimet me energji komutuese gati për kontroll. Aftësia për të lexuar rrymën e tranzistorit të çelësit mund të përdoret në ndërrimin e furnizimeve me energji elektrike për të siguruar reagimin aktual të kërkuar nga një kontrollues i modulimit të gjerësisë së pulsit. Kjo arrin thjeshtimin e dizajnit të burimit të energjisë - përjashtimin e rezistorëve aktualë dhe transformatorëve prej tij.

Në Fig. Figura 3.4-7 tregon një diagram të një furnizimi me energji komutuese 230 W. Karakteristikat kryesore të performancës së tij janë si më poshtë:

Tensioni i hyrjes: -110V 60Hz:

Tensioni i daljes: 48 V DC:

Rryma e ngarkesës: 4.8 A:

Frekuenca e ndërrimit: 110 kHz:

Efikasiteti me ngarkesë të plotë : 78%;

Efikasiteti në ngarkesën 1/3: 83%.

Qarku është ndërtuar në bazë të një modulatori me gjerësi pulsi (PWM) me një konvertues me frekuencë të lartë në dalje. Parimi i funksionimit është si më poshtë.

Sinjali i kontrollit për tranzistorin kyç vjen nga dalja 6 e kontrolluesit PWM DA1, cikli i punës është i kufizuar në 50% nga rezistenca R4, R4 dhe SZ janë elementët e kohës së gjeneratorit. Furnizimi me energji elektrike për DA1 sigurohet nga zinxhiri VD5, C5, C6, R6. Rezistenca R6 është projektuar për të furnizuar tensionin e furnizimit gjatë fillimit të gjeneratorit; më pas, aktivizohet reagimi i tensionit përmes LI, VD5. Ky reagim merret nga mbështjellja shtesë e mbytjes së daljes, e cila funksionon në modalitetin e kundërt. Përveç fuqizimit të gjeneratorit, voltazhi i reagimit përmes zinxhirit VD4, Cl, Rl, R2 furnizohet në hyrjen e reagimit të tensionit DA1 (pin 2). Nëpërmjet R3 dhe C2 sigurohet kompensim, i cili garanton stabilitetin e ciklit të reagimit.

Bazuar në këtë qark, është e mundur të ndërtohen stabilizues pulsi me parametra të tjerë të daljes.

Shtrirja e aplikimit të furnizimit me energji komutuese në jetën e përditshme po zgjerohet vazhdimisht. Burime të tilla përdoren për të fuqizuar të gjitha pajisjet moderne shtëpiake dhe kompjuterike, për të instaluar furnizime me energji të pandërprerë, karikues për bateri për qëllime të ndryshme, për të zbatuar sisteme ndriçimi me tension të ulët dhe për nevoja të tjera.

Në disa raste, blerja e një furnizimi me energji të gatshme nuk është shumë e pranueshme nga pikëpamja ekonomike ose teknike, dhe montimi i një burimi kalimi me duart tuaja është mënyra më e mirë për të dalë nga kjo situatë. Ky opsion thjeshtohet gjithashtu nga disponueshmëria e gjerë e komponentëve modernë me çmime të ulëta.

Më të njohurat në jetën e përditshme janë burimet pulsuese të mundësuara nga rrjet standard AC dhe dalje e fuqishme e tensionit të ulët. Diagrami bllok i një burimi të tillë është paraqitur në figurë.

Ndreqësi i rrjetit CB konverton tensionin alternativ të rrjetit të furnizimit në tension të drejtpërdrejtë dhe zbut valëzimet e tensionit të korrigjuar në dalje. Konvertuesi VChP me frekuencë të lartë konverton tensionin e korrigjuar në tension alternativ ose njëpolar, i cili ka formën e pulseve drejtkëndore të amplitudës së kërkuar.

Më pas, ky tension, drejtpërdrejt ose pas korrigjimit (VN), furnizohet me një filtër zbutës, në daljen e të cilit është lidhur një ngarkesë. VChP kontrollohet nga një sistem kontrolli që merr një sinjal reagimi nga ndreqësi i ngarkesës.

Kjo strukturë e pajisjes mund të kritikohet për shkak të pranisë së disa fazave të konvertimit, gjë që zvogëlon efikasitetin e burimit. Megjithatë, kur zgjedhja e duhur elementët gjysmëpërçues dhe llogaritja dhe prodhimi me cilësi të lartë të njësive të dredha-dredha, niveli i humbjeve të energjisë në qark është i ulët, gjë që ju lejon të merrni vlera reale të efikasitetit mbi 90%.

Diagramet skematike të furnizimit me energji komutuese

Zgjidhjet për blloqet strukturore përfshijnë jo vetëm arsyetimin për zgjedhjen e opsioneve të zbatimit të qarkut, por edhe rekomandime praktike për zgjedhjen e elementeve bazë.

Për të korrigjuar tensionin e rrjetit njëfazor, përdorni një nga tre skemat klasike të paraqitura në figurë:

gjysmë valë;
zero (valë e plotë me një pikë mes);
urë me gjysmë valë.

Secila prej tyre ka avantazhe dhe disavantazhe që përcaktojnë fushën e aplikimit.

Qarku gjysmëvalë Karakterizohet nga lehtësia e zbatimit dhe një numër minimal i përbërësve gjysmëpërçues. Disavantazhet kryesore të një ndreqësi të tillë janë një sasi e konsiderueshme e valëzimit të tensionit të daljes (në atë të korrigjuar ka vetëm një gjysmë valë të tensionit të rrjetit) dhe një koeficient të ulët korrigjimi.

Faktori i korrigjimit Kv përcaktohet nga raporti i tensionit mesatar në daljen e ndreqësit Udк vlera efektive e tensionit të rrjetit fazor Uph.

Për një qark gjysmëvalor Kv=0.45.

Për të zbutur valëzimin në daljen e një ndreqësi të tillë, nevojiten filtra të fuqishëm.

Qarku zero ose me valë të plotë me pikën e mesit, megjithëse kërkon dyfishin e numrit të diodave ndreqës, megjithatë, ky disavantazh kompensohet kryesisht nga më shumë nivel i ulët valëzime të tensionit të korrigjuar dhe një rritje në koeficientin e korrigjimit në 0.9.

Disavantazhi kryesor i një skeme të tillë për përdorim në kushte shtëpiake është nevoja për të organizuar pikën e mesit të tensionit të rrjetit, që nënkupton praninë e një transformatori të rrjetit. Dimensionet dhe pesha e tij rezultojnë të jenë të papajtueshme me idenë e një burimi pulsi shtëpiak të përmasave të vogla.

Qarku i urës me valë të plotë korrigjimi ka të njëjtët tregues për sa i përket nivelit të valëzimit dhe koeficientit të korrigjimit si qarku zero, por nuk kërkon lidhje rrjeti. Kjo gjithashtu kompenson pengesën kryesore - numrin e dyfishuar të diodave ndreqës, si në aspektin e efikasitetit ashtu edhe në kosto.

Për të zbutur valëzimet e tensionit të korrigjuar zgjidhja më e mirëështë përdorimi i një filtri kapacitiv. Përdorimi i tij bën të mundur rritjen e vlerës së tensionit të korrigjuar në vlera e amplitudës rrjeti (në Uf=220V Ufm=314V). Disavantazhet e një filtri të tillë konsiderohen të jenë sasi të mëdha rrymat e pulsit elementet ndreqës, por kjo pengesë nuk është kritike.

Përzgjedhja e diodave ndreqës kryhet sipas vlerës së mesatares rrymë e vazhdueshme Ia dhe tensioni maksimal i kundërt U BM.

Duke marrë vlerën e koeficientit të valëzimit të tensionit të daljes Kp = 10%, marrim vlerën mesatare të tensionit të korrigjuar Ud = 300V. Duke marrë parasysh fuqinë e ngarkesës dhe efikasitetin e konvertuesit RF (për llogaritjen, merret 80%, por në praktikë do të jetë më e lartë, kjo do të lejojë një diferencë).

Ia është rryma mesatare e diodës ndreqës, Рн është fuqia e ngarkesës, η është efikasiteti i konvertuesit HF.

Tensioni maksimal i kundërt i elementit ndreqës nuk e kalon vlerën e amplitudës së tensionit të rrjetit (314V), gjë që lejon përdorimin e komponentëve me vlerë U BM =400V me një diferencë të konsiderueshme. Mund të përdorni si dioda diskrete ashtu edhe ura ndreqëse të gatshme nga prodhues të ndryshëm.

Për të siguruar një valëzim të caktuar (10%) në daljen e ndreqësit, kapaciteti i kondensatorëve të filtrit merret në masën 1 μF për 1 W të fuqisë dalëse. Përdoren kondensatorë elektrolitikë me një tension maksimal prej të paktën 350 V. Kapacitetet e filtrit për fuqi të ndryshme janë paraqitur në tabelë.

Konvertuesi me frekuencë të lartë: funksionet dhe qarqet e tij

Konvertuesi me frekuencë të lartë është një konvertues ndërprerës me një cikël ose me shtytje (inverter) me një transformator pulsi. Variantet e qarqeve të konvertuesit RF janë paraqitur në figurë.

Qarku me një skaj. Pavarësisht nga numri minimal i elementeve të fuqisë dhe lehtësia e zbatimit, ai ka disa disavantazhe.

Transformatori në qark funksionon në një lak histerezi privat, i cili kërkon një rritje të madhësisë dhe fuqisë së tij të përgjithshme;
Për të siguruar fuqinë e daljes, është e nevojshme të merret një amplitudë e konsiderueshme e rrymës së pulsit që rrjedh përmes ndërprerësit gjysmëpërçues.

Qarku ka gjetur aplikimin e tij më të madh në pajisjet me fuqi të ulët, ku ndikimi i këtyre disavantazheve nuk është aq i rëndësishëm.

Për të ndryshuar ose instaluar vetë një matës të ri, nuk kërkohen aftësi të veçanta. Zgjedhja e duhur do të sigurojë matjen e saktë të konsumit aktual dhe do të rrisë sigurinë e rrjetit tuaj elektrik të shtëpisë.

Në kushtet moderne të sigurimit të ndriçimit si brenda ashtu edhe jashtë, sensorët e lëvizjes përdoren gjithnjë e më shumë. Kjo jo vetëm që shton rehati dhe komoditet në shtëpitë tona, por gjithashtu na lejon të kursejmë ndjeshëm. Të dish këshilla praktike në varësi të zgjedhjes së vendndodhjes së instalimit dhe diagrameve të lidhjes, mundeni.

Qarku i shtytjes me pikën e mesme të transformatorit (shtytje-tërheqje). Ai mori emrin e tij të dytë nga versioni anglisht (push-pull) i përshkrimit të punës. Qarku është i lirë nga disavantazhet e versionit me një cikël, por ka të vetin - një dizajn të ndërlikuar të transformatorit (kërkohet prodhimi i seksioneve identike të mbështjelljes parësore) dhe kërkesa të rritura për tension maksimalçelësat. Përndryshe, zgjidhja meriton vëmendje dhe përdoret gjerësisht në furnizimin me energji komutuese, të bëra me dorë dhe jo vetëm.

Qarku i gjysmë urës me shtytje-tërheqje. Parametrat e qarkut janë të ngjashëm me qarkun me një pikë mes, por nuk kërkon një konfigurim kompleks të mbështjelljes së transformatorit. Disavantazhi i qenësishëm i qarkut është nevoja për të organizuar pikën e mesme të filtrit ndreqës, i cili sjell një rritje katërfish të numrit të kondensatorëve.

Për shkak të lehtësisë së tij të zbatimit, qarku përdoret më gjerësisht në furnizimin me energji komutuese me fuqi deri në 3 kW. Me fuqi të larta, kostoja e kondensatorëve të filtrit bëhet në mënyrë të papranueshme e lartë në krahasim me çelsat e inverterit gjysmëpërçues, dhe qarku i urës rezulton të jetë më fitimprurës.

Qarku i urës me shtytje-tërheqje. Parametrat janë të ngjashëm me qarqet e tjera shtytëse, por nuk ka nevojë të krijohen "pika të mesme" artificiale. Çmimi për këtë është dyfishi i numrit të çelsave të rrymës, gjë që është e dobishme nga një ekonomi dhe pika teknike vizion për ndërtimin e burimeve të fuqishme pulsuese.

Zgjedhja e ndërprerësve të inverterit kryhet sipas amplitudës së rrymës së kolektorit (kullimit) I KMAX dhe tensionit maksimal kolektor-emiter U KEMAKH. Për llogaritjen, përdoret fuqia e ngarkesës dhe raporti i transformimit të transformatorit të pulsit.

Sidoqoftë, së pari është e nevojshme të llogaritet vetë transformatori. Transformatori i pulsit është bërë në një bërthamë të bërë prej ferrit, permalloy ose hekur transformator të përdredhur në një unazë. Për fuqi deri në disa kW, bërthamat e ferritit të llojit unazë ose në formë W janë mjaft të përshtatshme. Transformatori llogaritet në bazë të fuqisë së kërkuar dhe frekuencës së konvertimit. Për të eliminuar shfaqjen e zhurmës akustike, këshillohet që frekuenca e konvertimit të zhvendoset jashtë diapazonit audio (bëjeni mbi 20 kHz).

Duhet mbajtur mend se në frekuencat afër 100 kHz, humbjet në bërthamat magnetike të ferritit rriten ndjeshëm. Llogaritja e vetë transformatorit nuk është e vështirë dhe mund të gjendet lehtësisht në literaturë. Disa rezultate për fuqi të ndryshme burimore dhe qarqe magnetike janë paraqitur në tabelën më poshtë.

Llogaritja është bërë për një frekuencë konvertimi prej 50 kHz. Vlen të përmendet se kur punoni në Frekuencë e lartë ka një efekt të zhvendosjes së rrymës në sipërfaqen e përcjellësit, gjë që çon në një rënie zonë efektive mbështjellje Për të parandaluar këtë lloj telashe dhe për të zvogëluar humbjet në përcjellës, është e nevojshme të bëhet një dredha-dredha e disa përcjellësve të një seksion kryq më të vogël. Në një frekuencë prej 50 kHz, diametri i lejuar i telit të mbështjelljes nuk kalon 0,85 mm.

Duke ditur fuqinë e ngarkesës dhe raportin e transformimit, mund të llogarisni rrymën në mbështjelljen parësore të transformatorit dhe rrymën maksimale të kolektorit çelësi i energjisë. Tensioni në tranzistor në gjendje të mbyllur zgjidhet më i lartë se tensioni i korrigjuar i furnizuar në hyrjen e konvertuesit RF me njëfarë diferencë (U KEMAKH >=400V). Bazuar në këto të dhëna, zgjidhen çelësat. Aktualisht, opsioni më i mirë është përdorimi i transistorëve të fuqisë IGBT ose MOSFET.

Për diodat ndreqës në anën dytësore, duhet të ndiqet një rregull - frekuenca maksimale e tyre e funksionimit duhet të kalojë frekuencën e konvertimit. Përndryshe, efikasiteti i ndreqësit të daljes dhe i konvertuesit në tërësi do të ulet ndjeshëm.