Ang switching power supply ay ginagamit upang i-convert ang input boltahe sa halagang kinakailangan ng mga panloob na elemento ng device. Ang isa pang pangalan para sa mga pulsed na mapagkukunan, na naging laganap, ay mga inverters.
Nilalaman
Ano ito?
Ang inverter ay isang pangalawang pinagmumulan ng kuryente na gumagamit ng dobleng conversion ng AC input boltahe. Ang halaga ng mga parameter ng output ay kinokontrol sa pamamagitan ng pagbabago ng tagal (lapad) ng mga pulso at, sa ilang mga kaso, ang dalas ng kanilang pag-uulit. Ang ganitong uri ng modulasyon ay tinatawag na pulse width modulation.
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang switching power supply
Ang operasyon ng inverter ay batay sa pagwawasto ng pangunahing boltahe at ang karagdagang pagbabago nito sa isang pagkakasunud-sunod ng mga high-frequency na pulso. Ito ay naiiba sa isang maginoo na transpormer.Ang output boltahe ng bloke ay ginagamit upang bumuo ng isang negatibong signal ng feedback, na nagbibigay-daan sa iyo upang ayusin ang mga parameter ng mga pulso. Sa pamamagitan ng pagkontrol sa lapad ng mga pulso, madaling ayusin ang pagpapapanatag at pagsasaayos ng mga parameter ng output, boltahe o kasalukuyang. Iyon ay, maaari itong maging parehong boltahe stabilizer at isang kasalukuyang stabilizer.
Ang bilang at polarity ng mga halaga ng output ay maaaring ibang-iba depende sa kung paano gumagana ang switching power supply.
Mga uri ng power supply
Maraming mga uri ng mga inverters ang ginamit, na naiiba sa kanilang scheme ng konstruksiyon:
- walang transpormer;
- transpormer.
Ang mga una ay naiiba dahil ang pagkakasunud-sunod ng pulso ay direktang napupunta sa output rectifier at ang smoothing filter ng device. Ang ganitong pamamaraan ay may pinakamababang bahagi. Ang isang simpleng inverter ay may kasamang dalubhasang integrated circuit - isang pulse-width generator.
Sa mga disadvantages ng mga transformerless device, ang pangunahing isa ay wala silang galvanic isolation mula sa mains at maaaring magdulot ng panganib ng electric shock. Gayundin, kadalasan ay may mababang kapangyarihan ang mga ito at nagbibigay lamang ng 1 output boltahe.
Ang mas karaniwan ay ang mga transpormer na aparato kung saan ang isang high-frequency na pulse train ay pinapakain sa pangunahing paikot-ikot ng transpormer. Maaaring magkaroon ng maraming pangalawang windings hangga't gusto mo, na nagbibigay-daan sa iyo upang makabuo ng ilang mga boltahe ng output. Ang bawat pangalawang paikot-ikot ay puno ng sarili nitong rectifier at smoothing filter.
Ang isang malakas na switching power supply para sa anumang computer ay binuo ayon sa isang pamamaraan na may mataas na pagiging maaasahan at kaligtasan. Para sa signal ng feedback, isang boltahe na 5 o 12 volts ang ginagamit dito, dahil ang mga halagang ito ay nangangailangan ng pinakatumpak na pagpapapanatag.
Ang paggamit ng mga transformer para sa pag-convert ng high-frequency na boltahe (sampu-sampung kilohertz sa halip na 50 Hz) ay naging posible upang mabawasan ang kanilang mga sukat at timbang nang maraming beses at gumamit ng hindi mga de-koryenteng bakal, ngunit ang mga ferromagnetic na materyales na may mataas na puwersang puwersa bilang pangunahing materyal ( magnetic circuit).
Ang mga DC converter ay binuo din batay sa pulse-width modulation. Nang walang paggamit ng mga inverter circuit, ang conversion ay nauugnay sa mga malalaking paghihirap.
PSU scheme
Kasama sa circuit ng pinakakaraniwang configuration ng pulse converter ang:
- filter ng pagsugpo ng ingay sa network;
- rectifier;
- pampakinis na filter;
- pulse-width converter;
- key transistors;
- output high-frequency transpormer;
- mga rectifier ng output;
- maglabas ng mga filter ng indibidwal at grupo.
Ang layunin ng filter ng pagpigil ng ingay ay upang maantala ang interference mula sa pagpapatakbo ng device papunta sa mga mains. Ang paglipat ng mga elemento ng semiconductor ng kapangyarihan ay maaaring sinamahan ng paglikha ng mga panandaliang pulso sa isang malawak na hanay ng dalas. Samakatuwid, narito kinakailangan na gumamit ng mga elemento na espesyal na idinisenyo para sa layuning ito bilang mga feed-through capacitor ng mga yunit ng pag-filter.
Ang rectifier ay ginagamit upang i-convert ang input AC boltahe sa DC, at ang susunod na smoothing filter ay nag-aalis ng ripple ng rectified boltahe.
Sa kaso kapag ang isang DC/DC converter ay ginamit, ang rectifier at filter ay hindi na kailangan, at ang input signal, na nakapasa sa mga circuit ng filter ng ingay, ay direktang ipapakain sa pulse-width converter (modulator), na dinaglat bilang PWM.
Ang PWM ay ang pinaka-kumplikadong bahagi ng switching power supply circuit. Kasama sa gawain nito ang:
- henerasyon ng mga high-frequency pulses;
- kontrol ng mga parameter ng output ng bloke at pagwawasto ng pagkakasunud-sunod ng pulso alinsunod sa signal ng feedback;
- kontrol at overload na proteksyon.
Ang PWM signal ay pinapakain sa mga control output ng makapangyarihang key transistors na konektado sa isang tulay o kalahating tulay na circuit. Ang mga power output ng mga transistor ay ikinarga sa pangunahing paikot-ikot ng high-frequency output transformer. Sa halip na mga tradisyunal na bipolar transistors, IGBT o MOSFET transistors ang ginagamit, na nailalarawan sa pamamagitan ng mababang boltahe na pagbaba sa mga junction at mataas na bilis. Ang mga pinahusay na parameter ng transistor ay nakakatulong upang mabawasan ang pagkawala ng kuryente na may parehong mga sukat at mga parameter ng teknikal na disenyo.
Ang output pulse transformer ay gumagamit ng parehong prinsipyo ng conversion gaya ng classical. Ang isang pagbubukod ay ang trabaho sa mas mataas na dalas. Bilang resulta, ang mga high-frequency na mga transformer na may parehong transmitted power ay may mas maliliit na sukat.
Ang boltahe mula sa pangalawang paikot-ikot ng power transpormer (maaaring marami) ay ibinibigay sa mga output rectifier. Hindi tulad ng input rectifier, ang rectifier diodes ng pangalawang circuit ay dapat magkaroon ng mas mataas na operating frequency.Pinakamahusay na gumagana ang mga Schottky diode sa seksyong ito ng circuit. Ang kanilang mga pakinabang kaysa sa mga tradisyonal:
- mataas na dalas ng pagpapatakbo;
- pinababang kapasidad p-n junction;
- maliit na pagbaba ng boltahe.
Ang layunin ng output filter ng switching power supply ay upang bawasan ang ripple ng rectified output boltahe sa kinakailangang minimum. Dahil ang dalas ng ripple ay mas mataas kaysa sa boltahe ng mains, hindi na kailangan ang malalaking halaga ng kapasidad ng mga capacitor at inductance ng mga coils.
Saklaw ng switching power supply
Ang mga switching voltage converter ay ginagamit sa karamihan ng mga kaso sa halip na mga tradisyunal na transformer na may mga semiconductor stabilizer. Sa parehong kapangyarihan, ang mga inverters ay mas maliit na pangkalahatang sukat at timbang, mataas na pagiging maaasahan, at pinaka-mahalaga - mas mataas na kahusayan at ang kakayahang gumana sa isang malawak na saklaw ng boltahe ng input. At sa maihahambing na mga sukat, ang pinakamataas na kapangyarihan ng inverter ay ilang beses na mas mataas.
Sa isang lugar tulad ng direktang pag-convert ng boltahe, ang mga pulsed na mapagkukunan ay halos walang alternatibong kapalit at nagagawa hindi lamang upang mapababa ang boltahe, kundi pati na rin upang makabuo ng isang pagtaas, upang ayusin ang isang pagbabago sa polarity. Ang mataas na dalas ng conversion ay lubos na nagpapadali sa pag-filter at pag-stabilize ng mga parameter ng output.
Ang mga maliit na laki ng inverter batay sa mga dalubhasang integrated circuit ay ginagamit bilang mga charger para sa lahat ng uri ng mga gadget, at ang kanilang pagiging maaasahan ay tulad na ang buhay ng serbisyo ng yunit ng pagsingil ay maaaring lumampas sa oras ng pagpapatakbo ng isang mobile device nang maraming beses.
Ang mga driver ng 12 Volt power para sa pag-on ng mga pinagmumulan ng LED na ilaw ay binuo din ayon sa isang pulsed circuit.
Paano gumawa ng switching power supply gamit ang iyong sariling mga kamay
Ang mga inverter, lalo na ang mga makapangyarihan, ay may kumplikadong circuitry at magagamit para sa pag-uulit lamang ng mga bihasang radio amateur. Para sa sariling pagpupulong ng mga supply ng kuryente sa network, maaari kaming magrekomenda ng mga simpleng low-power na circuit gamit ang mga espesyal na PWM controller chips. Ang ganitong mga IC ay may maliit na bilang ng mga elemento ng strapping at napatunayan na ang mga tipikal na switching circuit na halos hindi nangangailangan ng pagsasaayos at pag-tune.
Kapag nagtatrabaho sa mga istrukturang gawa sa bahay o nag-aayos ng mga pang-industriya na aparato, dapat tandaan na ang bahagi ng circuit ay palaging nasa potensyal ng network, samakatuwid, ang mga hakbang sa kaligtasan ay dapat sundin.
Mga katulad na artikulo:
