Komutācijas barošanas avoti — vispārīgi principi, priekšrocības un trūkumi
Mūsdienās jau ir grūti atrast dzelzs transformatoru jebkurā sadzīves ierīcē vai barošanas blokā. Deviņdesmitajos gados tie sāka strauji izgaist pagātnē, dodot vietu pārveidotāju pārslēgšanai vai komutācijas barošanas blokiem (saīsināti kā SMPS).
Komutācijas barošanas avoti pārspēj transformatorus pēc izmēra, iegūtā līdzstrāvas sprieguma kvalitātes, tiem ir plašas izejas sprieguma un strāvas regulēšanas iespējas, un tie tradicionāli ir aprīkoti ar izejas pārslodzes aizsardzību. Un, lai gan tiek uzskatīts, ka komutācijas barošanas avoti ir galvenie traucējumu nodrošinātāji mājsaimniecības tīklā, to plaši izplatīto izmantošanu nevar mainīt.
Transformatora padeve:
Pārslēgšanas strāva:
Komutācijas barošanas avoti ir plaši izplatīti pusvadītāju slēdžu dēļ. lauka efekta tranzistori un Diode Šotki… Tieši lauka efekta tranzistors, kas darbojas kopā ar droseli vai transformatoru, ir katra modernā komutācijas barošanas avota sirds: invertoros, metināšanas aparātos, nepārtrauktās barošanas avotos, iebūvētajos barošanas blokos televizoriem, monitoriem utt. — mūsdienās gandrīz visur spriegumā tiek izmantotas tikai impulsu pārveidošanas shēmas.
Impulsu pārveidotāja vispārējais darbības princips ir balstīts uz elektromagnētiskās indukcijas likumu un ir līdzīgs šajā ar katru transformatoru… Vienīgā atšķirība ir tāda, ka maiņspriegums ar tīkla frekvenci 50 Hz tiek pievadīts tieši parastā tīkla transformatora primārajam tinumam un tieši pārveidots (pēc tam, ja nepieciešams, iztaisnots), bet komutācijas barošanas avotā – tīkla spriegums. vispirms tiek rektificēts un pārveidots par līdzstrāvu un pēc tam pārveidots par impulsu, lai to vēl vairāk palielinātu vai samazinātu, izmantojot īpašu augstas frekvences (salīdzinājumā ar 50 hercu tīklu) ķēdi.
Komutācijas barošanas ķēde ietver vairākas galvenās sastāvdaļas: tīkla taisngriezi, slēdzi (vai slēdžus), transformatoru (vai droseli), izejas taisngriezi, vadības bloku un stabilizācijas un aizsardzības bloku. Taisngriezis, slēdzis un transformators (drosele) veido SMPS ķēdes jaudas daļas pamatu, savukārt elektroniskie bloki (ieskaitot PWM kontrolieri) pieder tā sauktajam draiverim.
Tātad tīkla spriegums caur taisngriezi tiek ievadīts tīkla filtra kondensatorā, kur šādā veidā tiek iegūts pastāvīgs spriegums, kura maksimums ir no 305 līdz 340 voltiem atkarībā no tīkla sprieguma pašreizējās vidējās vērtības ( no 215 līdz 240 voltiem).
Rektificētais spriegums tiek pievadīts transformatora primārajam tinumam (droselei) impulsu veidā, kuru atkārtošanās biežumu parasti nosaka atslēgas vadības ķēde un kuru ilgumu nosaka piegādātās slodzes vidējā strāva. .
Slēdzis ar frekvenci no vairākiem desmitiem līdz vairākiem simtiem kilohercu savieno un atvieno transformatora vai droseles primāro tinumu ar filtra kondensatoru, tādējādi mainot transformatora vai droseles serdes magnetizāciju.
Atšķirība starp transformatoru un droseli: droselē enerģijas uzkrāšanas fāzes no avota uz serdi un enerģijas nodošana no serdeņa caur tinumu uz slodzi tiek atdalītas laikā, savukārt transformatorā tas notiek vienlaicīgi.
Droseļvārsts tiek izmantots pārveidotājos bez topoloģiju galvaniskās izolācijas: boost - boost, step - down, kā arī pārveidotājos ar reversās topoloģijas galvanisko izolāciju. Transformators tiek izmantots pārveidotājos ar galvanisko izolāciju šādās topoloģijās: tilts-pilns-tilts, pustilts-pustilts, stumt-velk-stumt-velk, uz priekšu-uz priekšu.
Slēdzis var būt viens (paaugstināšanas pārveidotājs, uz priekšu pārveidotājs, pastiprināšanas vai buck pārveidotājs bez galvaniskās izolācijas) vai jaudas sekcijā var būt vairāki slēdži (pustilts, tilts, push).
Slēdža(-u) vadības ķēde no avota izejas saņem atgriezeniskās saites signālu spriegumam vai slodzes spriegumam un strāvai atbilstoši šī signāla vērtībai, impulsa platumam (darba ciklam), kas kontrolē slēdža vadošā stāvokļa ilgumu, tiek automātiski regulēts.
Izvade ir sakārtota šādi. No transformatora vai induktora sekundārā tinuma vai no viena induktora tinuma (ja mēs runājam par pārveidotāju bez galvaniskās izolācijas) caur pilna viļņa taisngrieža Šotkija diodēm filtram tiek piegādāts impulsa spriegums. kondensators.
Ir arī sprieguma dalītājs, no kura tiek saņemts sprieguma atgriezeniskās saites signāls, un var būt arī strāvas sensors. Slodze ir savienota ar filtra kondensatoru caur papildu izejas zemfrekvences filtru vai tieši.