Toiteallikas

lülitusvõimsuse toiteallikas - elektrooniline ahel, kus sisendpinge parandatakse, filtreeritakse, lõigatakse kõrgsageduslikeks purskeks edastamiseks väikese suurusega trafo kaudu. Plokk saab reguleeritavaks, paindlikult reguleeritavate parameetritega. Väheneb allika raskeima osa, trafo mass. Inglise kirjanduses nimetatakse selliseid seadmeid lülitusrežiimi toiteallikaks( SMPS).

Vahelduvvooluallikate ilmumine

Transformaatorite suurus muretses Tesla. Teadlane, kordades kogemuse kogemust, leidis: suured voolu sagedused on inimestele ohutud, põhjustavad trafo tuumades suuri kadusid. Vaidluste tulemusena võeti Niagara hüdroelektrijaama ehitamiseks kasutusele 60 Hz sagedus. Alustasime Nikola Tesla'ga, sest see on esimene inimene, kes mõistis, et te ei saa mehaaniliselt kiiret võnkumist. Seetõttu on vaja kasutada võnkeringi. Nii ilmus Tesla trafo( 22. september 1896), mille abil teadlane otsustas sõnumeid ja energiat kaugelt edastada.

Leiutise olemust kirjeldatakse Tesla spiraali osas, anname lühidalt teavet. Trafo koosneb kahest seeriaga ühendatud osast. Esimese primaarmähis oli ühendatud suhteliselt madala sagedusega vahelduva pinge allikaga. Madala transformatsioonisuhte tõttu laaditi sekundaarmähisega ühendatud kondensaator suure potentsiaaliga. Pinge jõudis künnise piiresse, mille piiraja tungis paralleelselt kondensaatoriga. Alustati teise muunduri esmase mähise kaudu välise vooluahelasse suunatud tühjendamise võnkumist. Tesla sai raadiosagedusi miljoneid volti.

Esimene samm impulss-toiteallika loomisel, kus suhteliselt madala sagedusega pinge muundatakse impulssideks. Sarnast kujundust lõi 1910. aastal Charles Kettering, kes varustas autode süütesüsteemi.60-ndatel aastatel ilmusid impulsi toiteallikad. Transformaatorite suuruse minimeerimise ideed( pärast Nikola Tesla) esitas General Electric 1959. aastal Joseph Murphy ja Francis Starcheri( USA patent 3 040 271) isikuna. Idee ei leidnud kohe kuuma vastust( sobivat elementi ei olnud), 1970. aastal käivitas Tektroniks uue vooluallikaga ostsilloskoobid.

Kaks aastat hiljem kasutatakse elektroonikas kasutatavaid muundureid( patent US3697854 A), peamine asi - esimesed kodumudelid ilmuvad! Patendid seostuvad üksteisega, on võimatu mõista, kes esmalt ideed personaalarvutites kasutas. NSVLis algas areng 1970. aastal tänu kõrgsagedusliku suure võimsusega germanium-transistori 2Т809А müügile. Nagu kirjanduses sätestatud, oli Moskva, tehnikateaduste kandidaat L. N. Sharov esimene, kes õnnestus 1972. aastal. Hiljem ilmus A.I. Ginzburgi, S.A.ELi arvutid on 1976. aastal varustatud uudsusega J. A. Mkrtchyani juhitud meeskonnaga.

Esimesed ümberlülitatavad toiteallikad, mis on kodutarbijale tuntud digitaaltelevisioonide ja videomakkide puhul, katkesid sageli, tänapäeva toodete puudus on puudulik - nad on aastaid pidevalt töötanud.90-ndate aastate algus annab järgmise teabe:

1. Spetsiifiline võimsus: 35 - 120 W kuupmeetri kohta.
2. Inverteri töösagedus: 30 - 150 kHz.
3. efektiivsus: 75 - 85%.
4. Veaaeg: 50–200 tuhat tundi( 6250 tööpäeva).

lülitusvõimsuse toite eelised Lineaarsed toiteallikad on mahukad, tõhusus on lame. Tõhusus on harva üle 30%.Impulss-toiteallikate puhul on keskmine arv vahemikus 70–80%, on tooteid, mis on väga ebakorrektsed. Paremini, muidugi. Esitatakse järgmine teave: Impulss-toiteallika efektiivsus ulatub 98% -ni. Samal ajal väheneb kondensaatorite nõutav filtreerimisvõimsus.Ühe perioodi jooksul salvestatud energia langeb järsult ja sagedamini. See sõltub otseselt kondensaatori mahtuvusest, neljakordselt pinge amplituudile.

20 kHz sageduse tõstmine( võrreldes 50/60-ga) vähendab elementide lineaarseid mõõtmeid 4 korda. Lilled võrreldes raadio ootustega. Selgitab väikeste kondensaatoritega vastuvõtjate varustamise põhjust.

lülituspinge

Sisendpinge parandatakse. Protsessis on dioodisild, harva üks diood. Seejärel lõigatakse pinge impulssideks, siinkohal jätkab kirjandus rõõmsalt transformaatori kirjeldust. Lugejaid võib arvatavasti vaevata küsimus - kuidas chopper( impulsside tekitav seade) töötab? Mikroskeemi alusel, mis on toiteallikaks 230 V toitepingel. Harvemini on spetsiaalselt paigaldatud stabilitron( paralleelset tüüpi stabilisaator).

Mikroskeem tekitab suhteliselt väikese amplituudiga impulsse( 20–200 kHz), mis reguleerivad türistorit või muud pooljuhtvõimsuse lülitit. Türistor lõikab kõrgepinge impulsse ostsillaatori kiibi poolt genereeritud paindliku programmi kohaselt. Kuna sisendil on kõrge pinge, on vaja kaitset. Generaatorit valvab varistor, mille takistus langeb künnise ületamisel järsult, kahjuliku hüppe viimine maapinnale. Toitelülitist jõuavad pulssipaketid väikese suurusega kõrgsagedusmuunduri. Lineaarsed mõõtmed on suhteliselt madalad.500 W võimsusega arvutitoiteallikaks sobib laste peopesa.

Saadud pinge korrigeeritakse uuesti. Schottky dioode kasutatakse tänu metall-pooljuhtide ülemineku madalale pinge langusele. Puhastatud pinge filtreeritakse, toidetakse tarbijatele. Mitme sekundaarse mähise olemasolu tõttu saadakse erineva polaarsuse ja amplituudi väärtused lihtsalt. Lugu on puudulik tagasiside silma mainimata. Väljundpinge võrreldakse standardiga( näiteks zeneri dioodiga), reguleeritakse impulssgeneraatori režiimi: edastatav võimsus( amplituud) sõltub sagedusest, töötsüklist. Tooteid peetakse suhteliselt tagasihoidlikuks, need võivad toimida mitmesugustes toitepingetes.

Tehnoloogiat nimetatakse inverteriks, mida kasutavad keevitajad, mikrolaineahjud, induktsioonplaadid, mobiiltelefoni adapterid, iPad. Arvuti toide toimib sarnaselt.

lülitusvõimsuse vooluahela konstruktsioon Loodus andis 14 põhilist rakendusvõimalust toiteallikate vahetamiseks. Omadused, unikaalsed omadused. Mõned sobivad väikese võimsusega toiteallikate loomiseks( alla 200 W), teised näitavad parimat kvaliteeti 230 V( 50/60 Hz) võimsusega. Ja valides soovitud topoloogia, suutma esitada iga omaduse. Ajalooliselt nimetatakse kolme esimest:

• Buck - buck, deer, dollar.
• Boost - kiirendus.
• Polaarsusmuundur - polaarsusmuundur.

Kolm topoloogiat viitavad lineaarsetele regulaatoritele. Seadmete tüüpi peetakse impulsside toiteallikate eelkäijaks, mis ei sisalda eeliseid. Pinge rakendatakse läbi trafo, sirutatakse, lõigatakse toitenuppu. Regulaatorit juhib tagasiside, mille ülesanne on tekitada veateade.60-ndatel aastatel oli seadmete tüüp mitme miljardi dollari suurune käive, see võib ainult pinget alandada ja tarbija ühine traat ühendati võrguga.

Buck

topoloogia Seega oli "hirved".Algselt DC-pinge jaoks mõeldud sisendsignaal lõigati impulssideks, seejärel pakendati keskmised võimsused pakenditesse ja filtreeriti. Tagasiside kontrollis töötsüklit, sagedust( impulsi laiuse modulatsiooni).Sarnast tööd tehakse täna ka arvuti toiteallikatega. Peaaegu kohe saavutati võimsustiheduse väärtused 1–4 W kuupmeetri kohta( seejärel kuni 50 W kuupmeetri kohta).Charmingly, on saanud võimalikuks saada sisendist palju väljundpingeid.

Puuduseks on kadu transistori vahetamise hetkel, pinge muudab polaarsust, jääb alla nulli kuni järgmise impulsi saavutamiseni. Signaali näidatud osa, mis möödub dioodist, sulgub maapinnale ilma filtri saavutamiseta. Leitakse optimaalsed lülitussagedused, mille juures kulud minimeeritakse. Vahemik 25 - 50 kHz.

võimenduse topoloogia

Topoloogiat nimetatakse rõngaklapiks, esitades võtme. Sisendpinget on võimalik suurendada soovitud väärtusele. Kontuur töötab järgmiselt:

1. Esialgsel ajahetkel on transistor avatud, õhuklapp salvestatakse pinge allika energiaga läbi kollektori, emitteri pn-ristmike, maandatud.
2. Seejärel lukustatakse võti, algab kondensaatori laadimisprotsess.Õhuklapp annab energiat.
3. Mingil hetkel töötab tagasiside võimendi, koormus on pingestatud. Kondensaator ei suuda toite lüliti suunas suunata energiat, takistab dioodi. Tasu võtab kasuliku koormuse.
4. Pinge langus põhjustab tagasiside ahela uuesti liikumist ja õhuklapp hakkab kogunema energiat.

polaarsuse inverter

topoloogia Polaarset inverteri topoloogia sarnaneb eelmisele skeemile, õhuklapp asub võtme taga. Töötab järgmiselt:

1. Algsel ajahetkel on võti avatud, positiivne poollaine pinge täidab õhuklapi energiaga. Veelgi enam, energia on võimatu läbima - takistab dioodi.
2. Transistor sulgub, õhuklapis tekib emf, mida nimetatakse parasiitlikuks. See on suunatud algsele, diood vabalt läbib, laadib kondensaatori.
3. Tagasiside ahel töötab, impulss-laiuse modulaator avab transistori uuesti. Kondensaatori mahalaadimise protsess algab, drossel täidetakse uuesti energiaga.

topoloogia polaarsuse inverterskeem Sellisel juhul jälgime energiasalvestuse / kulutuste protsesside paralleelsust. Kõik kolm vaadeldavat skeemi näitavad järgmisi puudusi:

1. Sisendi ja väljundi vahel on alalisvooluühendus. Teisisõnu, puudub galvaaniline eraldatus.
2. Ühe vooluahela jaoks on võimatu saada mitmeid pingepiire.

Miinused kõrvaldatakse tõmbe-tõmbe-tõmmates, hilja( ülemine).Mõlemad kasutavad chopperit eelnevalt kasutatava tehnoloogiaga( edasi).Esimesel juhul kasutatakse transistoride diferentsiaalpaari.Ühe perioodi jaoks on võimalik kasutada ühte võtit. Selleks, et juhtida, on vajalik spetsiaalne vormimisskeem, mis vaheldumisi pööraks neid kihte, soojuse eemaldamise tingimused paranevad. Lõigatud pinge on bipolaarne, see toidab trafo primaarset mähist, sekundaarpinge vastab palju tarbijate vajadustele.

Viivitatud topoloogias asendatakse üks transistor dioodiga. Võrku juhitakse sageli madala võimsusega toiteallikatega( kuni 200 W) konstantse väljundpingega 60–200 V.