Virtalähde

-kytkentävirtalähde - elektroninen piiri, jossa tulojännite korjataan, suodatetaan, leikataan suurtaajuuksisiksi purkauksiksi lähetettäväksi pienikokoisen muuntajan kautta. Lohko on säädettävissä ja joustavasti säädettävät parametrit. Lähteen raskaimman osan, muuntaja, massa pienenee. Englanninkielisessä kirjallisuudessa tällaisia ​​laitteita kutsutaan kytkentätilan virtalähteeksi( SMPS).

-laite SMPS( kytkentävirtalähde)

Vaihtovirtalähteiden ulkonäkö

Muuntajien koko oli huolissaan Teslasta. Tutkija, joka toistaa kokemuksen kokemuksen, on todennut: suuret virran taajuudet ovat turvallisia ihmisille, aiheuttavat suuria häviöitä muuntajien ytimissä.Riidan tulos oli 60 Hz: n taajuuden käyttöönotto Niagaran vesivoimalan rakentamiseen. Aloitimme Nikola Teslan kanssa, koska tämä on ensimmäinen henkilö, joka huomasi, että et saa nopeasti värähtelyjä mekaanisesti. Siksi on välttämätöntä käyttää värähtelypiirejä.Tesla-muuntaja( 22. syyskuuta 1896) ilmestyi siten, että tiedemies päätti lähettää viestejä ja energiaa kaukana.

Keksinnön ydin on kuvattu Tesla-kelan osiossa, annamme lyhyen informaation. Muuntaja koostuu kahdesta sarjaan kytketystä osasta. Ensimmäisen käämin primäärikäämi liitettiin suhteellisen alhaisen taajuuden vaihtelevan jännitteen lähteeseen. Alhaisen muuntosuhteen takia sekundäärikäämitykseen liitetty kondensaattori pantiin suurelle potentiaalille. Jännite saavutti kynnyksen, estäjä läpäisi, yhdistettynä kondensaattorin kanssa. Käynnistettiin purkauksen värähtelyprosessi toisen muuntajan primäärikäämityksen kautta ulkoiseen piiriin. Tesla sai radiojännitteitä, joiden amplitudi oli miljoonia voltteja.

Ensimmäinen vaihe pulssivirtalähteen luomisessa, jossa suhteellisen alhaisen taajuuden jännite muunnetaan pulsseiksi. Samanlainen muotoilu luotiin vuonna 1910 Charles Kettering, joka varustaa autojen sytytysjärjestelmän. Pulssivirtalähteet ilmestyivät 60-luvulla. Idea ajatella, että muuntajien koko minimoidaan( Nikola Teslan jälkeen), esitti General Electric vuonna 1959 Joseph Murphyn ja Francis Starcherin( US-patentti 3 040 271) henkilö.Ajatus ei löytänyt välittömästi kuumaa vastausta( sopivaa elementtipohjaa ei ollut), Tektroniks käynnisti vuonna 1970 uuden virtalähteen omaavan oskilloskooppilinjan.

Oskilloskooppi

Kaksi vuotta myöhemmin elektroniikassa käytetään taajuusmuuttajia( patentti US3697854 A), tärkein asia - ensimmäiset kotimallit tulevat näkyviin! Patentit linkittävät toisiinsa, on mahdotonta ymmärtää, kuka ensin ehdotti ajatuksen käyttöä henkilökohtaisissa tietokoneissa. Neuvostoliitossa kehitys alkoi 1970-luvulla, koska se esiintyi korkean taajuuden germanium-transistorin 2Т809А myynnissä.Kirjallisuuden mukaan Muscovite, teknillisten tieteiden kandidaatti L. N. Sharov oli ensimmäinen, joka menestyi vuonna 1972.Myöhemmin ilmestyi A.I. Ginzburgin S.A. Eranosyanin 400 watin pulssivirtalähdeyksikkö.EU-tietokoneissa on vuonna 1976 uutuus, jonka teki J. A. Mkrtchyanin johtama tiimi.

Ensimmäiset kotitalouksien kuluttajille digitaalitelevisioissa ja videonauhureissa tunnetut kytkentävirtalähteet katkesivat usein, ja nykyaikaisilla tuotteilla ei ole haittaa - ne ovat toimineet jatkuvasti vuosien ajan.90-luvun alussa on seuraavat tiedot:

  1. Ominaisvoima: 35 - 120 W kuutiometriä kohti.
  2. Inverterin taajuus: 30 - 150 kHz.
  3. -tehokkuus: 75 - 85%.
  4. Virhe: 50–200 tuhatta tuntia( 6250 työpäivää).

-kytkentävirtalähteiden edut Lineaariset virtalähteet ovat suuria, tehokkuus on lama. Tehokkuus on harvoin yli 30%.Pulssivirtalähteiden keskiarvot ovat välillä 70–80%, on tuotteita, jotka ovat hyvin epäkunnossa. Paremmaksi, tietenkin. Seuraavat tiedot annetaan: Pulssivirtalähteen tehokkuus on 98%.Samalla kondensaattoreiden vaadittu suodatuskapasiteetti pienenee. Ajanjakson aikana varastoitu energia laskee dramaattisesti lisääntyvällä taajuudella. Se riippuu suoraan kondensaattorin kapasitanssista, neliökohtaisesti jännitteen amplitudista.

20 kHz: n taajuuden nostaminen( verrattuna 50/60: een) vähentää elementtien lineaarisia mittoja 4 kertaa. Kukat verrattuna radion odotuksiin. Selittää syyt vastaanottimien varustamiseen pienillä kondensaattoreilla.

-kytkentävirtalaite

Tulojännite korjataan. Prosessi sisältää diodisillan, harvoin yhden diodin. Sitten jännite leikataan pulsseiksi, täällä kirjallisuus iloisesti siirtyy muuntajan kuvaukseen. Lukijat ovat todennäköisesti kärsineet kysymyksestä - miten chopper( impulsseja tuottava laite) toimii? Mikropiirin perusteella, joka toimii suoraan 230 voltin verkkojännitteellä.Harvemmin on asennettu erikseen stabilitron( rinnakkaistyyppinen stabilointilaite).

Mikropiiri tuottaa pulsseja( 20–200 kHz), joilla on suhteellisen pieni amplitudi, joka ohjaa tyristoria tai muuta puolijohdekytkintä.Tyristori leikkaa suurjännitepulssit oskillaattorisirun tuottaman joustavan ohjelman mukaisesti. Koska tulolla on korkea jännite, suojausta tarvitaan. Generaattoria vartioi varistori, jonka vastus putoaa jyrkästi, kun kynnysarvo ylittyy, jolloin haitallinen hyppy sulkeutuu maahan. Virtakytkimestä pulssipaketit saapuvat pienikokoiselle suurtaajuusmuuntajalle. Lineaariset mitat ovat suhteellisen alhaiset. Tietokoneen virtalähteelle, jonka kapasiteetti on 500 W, soveltuu lasten kämmenelle.

Tuloksena oleva jännite korjataan uudelleen. Schottky-diodeja käytetään metalli-puolijohde-siirtymän pienen jännitehäviön ansiosta. Korjattu jännite suodatetaan, syötetään kuluttajille. Monien sekundäärikäämien läsnäolon vuoksi eri polaarisuuden ja amplitudin arvot saadaan yksinkertaisesti. Tarina on epätäydellinen mainitsematta palautesilmukkaa. Lähtöjännitteitä verrataan standardiin( esimerkiksi zener-diodiin), pulssigeneraattoritila säädetään: lähetetty teho( amplitudi) riippuu taajuudesta, käyttöjaksosta. Tuotteita pidetään suhteellisen vaatimattomina, ne voivat toimia laajalla syöttöjännitteellä.

Suljettu voimayksikkö

Teknologiaa kutsutaan invertteriksi, jota käyttävät hitsaajat, mikroaaltouunit, induktiolevyt, matkapuhelinadapterit, iPad. Tietokoneen virtalähde toimii samalla tavalla.

-virtalähteen virtapiirisuunnittelu Luonto tarjosi 14 peruskäytön topologiaa virtalähteiden vaihtamiseen. Sisältää luontaisia ​​etuja, ainutlaatuisia ominaisuuksia. Jotkut sopivat pienitehoisten virtalähteiden( alle 200 W) luomiseksi, toiset näyttävät parasta laatua 230 voltin( 50/60 Hz) voimalla. Ja halutun topologian valitsemiseksi pystyt esittämään kunkin ominaisuuden. Kolme ensimmäistä kutsutaan historiallisesti:

  • Buck - buck, hirvi, dollari.
  • Boost - kiihtyvyys.
  • -napaisuus-invertteri - napaisuus-invertteri.

Kolme topologiaa ovat lineaariset säätimet. Laitteiden tyyppiä pidetään pulssivirtalähteiden edeltäjänä, ei kuitenkaan etuja. Jännite syötetään muuntajan läpi, suoristetaan, leikataan virtanäppäimeen. Säätäjää hallitsee palaute, jonka tehtävänä on tuottaa virhesignaali.60-luvulla laitteiden tyyppi oli monen miljardin dollarin liikevaihto, se voi vain alentaa jännitettä, ja kuluttajan yhteinen johto oli kytketty verkkoon.

Scheme Buck topologia

Buck

topologia Joten oli "peuroja".Alunperin DC-jännitteelle tarkoitettu tulosignaali leikattiin pulsseiksi, sitten pakkaukset suoristettiin ja suodatettiin keskimääräisen tehon saamiseksi. Palautetta säädettiin käyttöjaksolla, taajuudella( pulssin leveyden modulaatio).Samanlaista tapahtuu myös tietokoneiden virtalähteillä.Lähes välittömästi saavutettiin tehon tiheysarvot 1–4 W kuutiometriä kohti( sen jälkeen enintään 50 W kuutiota kohti).Viehättävästi on tullut mahdolliseksi saada lukuisia lähtöjännitteitä, jotka on vapautettu tulosta.

Haittana on menetys transistorin kytkentähetkellä, jännite muuttuu napaisuuden suhteen, pysyy nollaa seuraavaan pulssiin saakka. Signaalin osoittama osa, joka ohittaa diodin, sulkeutuu maahan ilman suodattimen saavuttamista. Optimaaliset kytkentätaajuudet, joilla kustannukset minimoidaan, löytyvät. Alue on 25 - 50 kHz.

-järjestelmän tehostus topologia

Boost-topologia

Topologiaa kutsutaan rengaskaasuksi. Tulojännitettä on mahdollista nostaa haluttuun arvoon. Piiri toimii seuraavasti:

  1. Alkuhetkellä transistori on auki, rikastin tallennetaan jännitelähteen energialla kollektorin, emitterin pn-liitosten kautta, jauhetaan.
  2. Sen jälkeen avain lukitaan, kondensaattorin latausprosessi alkaa. Kuristin antaa energiaa.
  3. Palautteen vahvistin toimii jossain vaiheessa, kuormitus virtaa. Kondensaattori ei pysty antamaan energiaa virtakytkimen suuntaan, estää diodin. Lataus ottaa hyötykuorman.
  4. Jännitehäviö aiheuttaa takaisinkytkentäpiirin uudelleenkäynnistyksen ja rikastin alkaa kerätä energiaa.

-napaisuusmuuntimen

-topologia Polaarisen invertterin topologia on samanlainen kuin edellinen kaavio, rikastin sijaitsee avaimen taakse. Toimi seuraavasti:

  1. Alkuhetkellä avain on avoin, positiivinen puoliaaltopaine täyttää rikastimen energialla. Lisäksi energia on voimaton kulkea - estää diodin.
  2. Transistori on suljettu, rikastimessa syntyy emf, jota kutsutaan parasiittiseksi. Se on suunnattu vastakkain alkuperäiseen, diodi kulkee vapaasti, lataamalla kondensaattorin.
  3. Takaisinkytkentäpiiri toimii, pulssileveysmodulaattori avaa transistorin uudelleen. Kondensaattorin purkaminen kuormalle alkaa, kaasu on jälleen täynnä energiaa.

-topologian polariteetin inverterijärjestelmä Tässä tapauksessa havaitsemme energian varastoinnin / menojen prosessien rinnakkaisuuden. Kaikki kolme harkittua järjestelmää osoittavat seuraavia haittoja:

  1. Tulon ja lähdön välillä on DC-yhteys. Toisin sanoen ei ole galvaanista eristäytymistä.
  2. On mahdotonta saada useita jännitteitä yhdestä piiristä.

Minussarjat poistetaan työntökahvasta, myöhässä( ylhäältä).Molemmat käyttävät chopperia, jossa on ennakkotekniikka( eteenpäin).Ensimmäisessä tapauksessa käytetään erilaista transistoriparia. On mahdollista käyttää yhtä näppäintä puoleen jaksoon. Ohjausta varten tarvitaan erityinen muokkaussuunnitelma, joka vuorotellen kääntää näitä keinoja, ja lämmönpoisto-olosuhteet paranevat. Leikkausjännite on kaksisuuntainen, se syöttää muuntajan ensiökäämin, toissijainen jännite on paljon kuluttajien vaatimusten mukainen.

Viivästetyssä topologiassa yksi transistori korvataan diodilla. Piiriä käytetään usein pienitehoisilla virtalähteillä( enintään 200 W), joiden lähtöjännite on vakio 60–200 V.

Kolmivaiheiset sähkömoottorit

Kolmivaiheiset sähkömoottoritTietosanakirja

Kolmivaiheinen Electric - kulutetaan energiaa annostelulaite. Identtisiä niiden tavanomaisten eri tyyppejä ja funktioita. Tämä johtuu erityispiirteitä latauksen tuotannon tarpeisiin.Historiasta kys...

Lue Lisää
Loistelamppu

LoistelamppuTietosanakirja

Loisteputki - alhaisen paineen valon lähde, jossa ultraviolettisäteily elohopeapäästö muuttuu yleensä fosforikerrokseksi, joka on kerrostunut laitteen pullon seiniin näkyvään. Harkitse laitteiden...

Lue Lisää
Digitaalinen yleismittari

Digitaalinen yleismittariTietosanakirja

Digitaalinen yleismittari on monitoiminen elektroninen mittauslaite. Arvioitujen parametrien luettelo sisältää arvot: virta, jännite, kondensaattorin kapasitanssi, vastusten resistanssi. ...

Lue Lisää