Perjungiami maitinimo šaltiniai – bendrieji principai, privalumai ir trūkumai
Šiandien jau sunku rasti geležies transformatorių bet kuriame buitiniame prietaise ar maitinimo šaltinyje. Dešimtajame dešimtmetyje jie pradėjo sparčiai nykti į praeitį, užleisdami vietą perjungiamiems keitikliams arba perjungiamiems maitinimo šaltiniams (sutrumpintai kaip SMPS).
Perjungiamieji maitinimo šaltiniai savo dydžiu, gaunamos nuolatinės srovės kokybe lenkia transformatorius, turi plačias išėjimo įtampos ir srovės reguliavimo galimybes, tradiciškai turi išėjimo apsaugą nuo perkrovos. Ir nors manoma, kad perjungiamieji maitinimo šaltiniai yra pagrindiniai trukdžių namų ūkio tinkle teikėjai, jų plačiai paplitęs naudojimas negali būti pakeistas.
Transformatoriaus tiekimas:
Perjungimo srovė:
Perjungiamųjų maitinimo šaltinių paplitimas priklauso nuo puslaidininkinių jungiklių. lauko efekto tranzistoriai ir Šotkio diodas... Būtent lauko tranzistorius, veikiantis kartu su droseliu ar transformatoriumi, yra kiekvieno modernaus perjungiamojo maitinimo šaltinio širdis: inverteriuose, suvirinimo aparatuose, nepertraukiamo maitinimo šaltiniuose, įtaisytuose televizorių, monitorių maitinimo šaltiniuose ir kt. — šiais laikais beveik visur įtampa naudojamos tik impulsų konvertavimo grandinės.
Bendrasis impulsų keitiklio veikimo principas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos dėsniu ir yra panašus su kiekvienu transformatoriumi… Vienintelis skirtumas yra tas, kad kintamoji įtampa, kurios tinklo dažnis yra 50 Hz, yra tiesiogiai tiekiama į įprastinio tinklo transformatoriaus pirminę apviją ir tiesiogiai konvertuojama (tada, jei reikia, ištaisoma), o perjungiamajame maitinimo šaltinyje – tinklo įtampa. iš pradžių ištaisomas ir konvertuojamas į nuolatinę, o po to paverčiamas impulsu, kuris toliau didinamas arba sumažinamas naudojant specialią aukšto dažnio (palyginti su 50 hercų tinklo) grandinę.
Perjungimo maitinimo grandinę sudaro keli pagrindiniai komponentai: tinklo lygintuvas, jungiklis (ar jungikliai), transformatorius (arba droselis), išėjimo lygintuvas, valdymo blokas ir stabilizavimo bei apsaugos blokas. Lygintuvas, jungiklis ir transformatorius (droselis) sudaro SMPS grandinės maitinimo dalies pagrindą, o elektroniniai blokai (įskaitant PWM valdiklį) priklauso vadinamajam vairuotojui.
Taigi, tinklo įtampa per lygintuvą tiekiama į tinklo filtro kondensatorių, kur tokiu būdu gaunama pastovi įtampa, kurios didžiausia yra nuo 305 iki 340 voltų, priklausomai nuo esamos vidutinės tinklo įtampos vertės ( nuo 215 iki 240 voltų).
Ištaisyta įtampa į transformatoriaus pirminę apviją (droselį) tiekiama impulsų pavidalu, kurių pasikartojimo dažnį dažniausiai lemia rakto valdymo grandinė, o trukmę – vidutinė tiekiamos apkrovos srovė. .
Jungiklis, kurio dažnis yra nuo kelių dešimčių iki kelių šimtų kilohercų, sujungia ir atjungia transformatoriaus arba droselio pirminę apviją su filtro kondensatoriumi, taip pakeisdamas transformatoriaus arba droselio šerdies įmagnetinimą.
Skirtumas tarp transformatoriaus ir droselio: droselyje energijos kaupimo iš šaltinio į šerdį ir energijos perdavimo iš šerdies per apviją į apkrovą fazės yra atskirtos laiku, o transformatoriuje tai vyksta vienu metu.
Droselis naudojamas keitikliuose be galvaninės topologijų izoliacijos: boost - boost, step - down, taip pat keitikliuose su galvanine atvirkštinės topologijos izoliacija. Transformatorius naudojamas tokių topologijų keitikliuose su galvanine izoliacija: tiltas-pilnas-tiltas, pusiau tiltas-pustiltis, stūmimas-traukimas-traukimas, pirmyn-pirmyn.
Jungiklis gali būti vienas (sujungimo keitiklis, priekinis keitiklis, padidinimo arba buckio keitiklis be galvaninės izoliacijos) arba maitinimo sekciją gali sudaryti keli jungikliai (pustiltinis, tiltinis, stumdomas).
Jungiklio (-ų) valdymo grandinė iš šaltinio išėjimo gauna grįžtamąjį signalą apie įtampą arba apkrovos įtampą ir srovę, atsižvelgiant į šio signalo reikšmę, impulso plotį (darbo ciklą), kuris valdo jungiklio laidumo būsenos trukmę, reguliuojama automatiškai.
Išvestis yra išdėstyta taip. Iš transformatoriaus ar induktoriaus antrinės apvijos arba iš vienos induktoriaus apvijos (jei mes kalbame apie keitiklį be galvaninės izoliacijos), per pilnos bangos lygintuvo Schottky diodus į filtrą tiekiama impulsinė įtampa. kondensatorius.
Taip pat yra įtampos daliklis, iš kurio gaunamas grįžtamasis įtampos signalas, taip pat gali būti srovės jutiklis. Apkrova prijungiama prie filtro kondensatoriaus per papildomą išėjimo žemųjų dažnių filtrą arba tiesiogiai.