Spínané napájení: speciální funkce

Spínací zdroj je invertorový systém. Opravuje vstupní napětí střídavého proudu. Dále je konstantní napětí, získané v důsledku předchozí operace, přeměněno na obdélníkové impulsy se zvýšenou frekvencí a určitou kompaktností nebo do impulzů přiváděných přímo do výstupního nízkopásmového filtru nebo do transformátoru.

Návrhové prvky

Jednoduchý spínací zdroj může zahrnovat transformátory malé velikosti, což je vysvětleno jednoduše: s rostoucí frekvencí se zvyšuje účinnost transformátoru a výrazně se zhoršují požadavky na rozměry jádra potřebné pro přenos odpovídajícího výkonu. Nejčastěji se jedná o jádro vyrobené z feromagnetických slitin a pro ty přístroje pracující s nízkou frekvencí se používá elektrická ocel.

Jak má zařízení stabilitu?

Napájecí zdroj pracuje tak, aby napětí v něm bylo stabilizováno negativní zpětnou vazbou. S jeho pomocí je možné udržovat výstupní napětí přibližně na stejné úrovni bez ohledu na velikost zatížení a kmitání na vstupu. Zpětná vazba může být organizována jedním z několika způsobů. Pokud se používá spínací zdroj s galvanickým oddělením od sítě, nejběžnějšími metodami by mohlo být komunikace s jedním z vinutí transformátoru na výstupu nebo s optočlenem. Pracovní cyklus impulzů na výstupu regulátoru PWM se liší v závislosti na tom, jakou kapacitu je zpětnovazební signál charakterizován a závisí na výstupním napětí. Není-li potřeba oddělení, je nejčastěji používán jednoduchý odporový dělič. To umožňuje napájení udržovat výstupní napětí na stabilní úrovni.

Cnosti

Napájecí zdroj má řadu výhod, zejména ve srovnání se stabilizátory podobného výkonu. Nižší hmotnost je dosažena díky tomu, že s rostoucí frekvencí je vhodné používat malé transformátory za předpokladu, že jejich dodávaný výkon je na stejné úrovni. V lineárních stabilizátorech tvoří velká část silné výkonné nízkofrekvenční výkonové transformátory a velké radiátory výkonových prvků pracující v lineárním režimu. Zvýšená frekvenční konverze umožňuje výrazně snížit velikost výstupního napětí filtru. Je vhodné instalovat menší kondenzátory ve srovnání s usměrňovači pracujícími s průmyslovou frekvencí. Usměrňovač může být proveden poměrně jednoduchým schématem v polovině cyklu, který zcela eliminuje riziko zvětšování vln napětí na výstupu.

Výkonnost

Napájecí napájecí zdroj je charakterizován výrazně vyšší účinností ve srovnání se stabilizátory vzhledem k tomu, že při posledně zmíněných ztrátách dochází k přechodům v okamžicích, kdy je hlavní součást přepnuta. Vzhledem k tomu, že klíčové prvky jsou v jednom ze států, tj. Jsou zapnuté nebo vypnuté, mluvíme o minimálních ztrátách elektřiny.

Další výhody

Spínané napájecí zdroje stojí mnohem méně než stabilizátory, protože používají jednotnou základnovou základnu, stejně jako vysoce výkonné klíčové tranzistory. Kromě toho je povoleno používat výkonové prvky s menším výkonem, protože pracují v režimu kláves. Spolehlivost napájecích zdrojů je zcela srovnatelná s analogickým parametrem lineárních stabilizátorů. V moderních kancelářských zařízeních, výpočetní technice a spotřební elektronice jsou nejčastěji používány napájecí zdroje. A lineární v současné době jsou zachovány pouze v některých oblastech:

- jako výkonové prvky pro nízkonapěťové řídící desky vysoce kvalitních domácích spotřebičů: mikrovlnné trouby , pračky, topné kotle a reproduktory;

- pro řídicí zařízení s malým výkonem, vysokou spolehlivostí a vysokou spolehlivostí, určená pro dlouhodobý nepřetržitý provoz s úplnou absencí obsluhy nebo s obtížemi (například automatizace procesů při výrobě nebo digitální voltmetry v elektrických deskách).

Impulzní napájecí zdroje jsou charakterizovány širokým rozsahem napájecí frekvence a napětí, které jsou nedostupné pro podobné nákladové lineární zařízení. V praxi to naznačuje možnost použití stejného zařízení pro digitální elektroniku v různých částech světa, kde jsou v zásuvkách výrazné rozdíly napětí a frekvence. Ve většině moderních napájecích zdrojů je vestavěný ochranný obvod proti heterogenním nepředvídaným situacím, například proti absenci zátěže na výstupu nebo zkratu.

Nevýhody

Spínané zdroje mají určité nevýhody v porovnání s lineárními. Hlavní část okruhu zařízení funguje ze sítě bez galvanického oddělení, což podstatně komplikuje opravu takových zařízení. Napájecí zdroj pro zesilovač i pro všechna ostatní zařízení je charakterizován skutečností, že vytváří vysokofrekvenční šum, který je spojen se zásadou jeho provozu. Často je nutné aplikovat určité metody potlačení interference, které často nevedou k jejich úplnému vyloučení. To je důvod, proč napájecí zdroje pulsů v mnoha případech nelze použít pro některá zařízení. Typicky mají tato zařízení minimální zatížení, pokud jde o výkon. Je-li tento parametr nižší než je nutné, jednotka se může jednoduše nespouštět nebo parametry jeho výstupního napětí nesplní toleranci.

Zařízení

Seznam hlavních uzlů napájecích zdrojů. Síťový usměrňovač je tvořen dvěma tlumivkami EMI, interferenčním filtrem a statickou izolací, pojistkou vstupní sítě a diodový most odkud pochází hlavní zdrojový obvod. Jádro primárního okruhu se skládá z kumulativní filtrační kapacity, klíčového výkonového tranzistoru, zpětnovazebního obvodu, impulzního transformátoru a optočlena. V sekundárním okruhu zdroj energie výstupní napětí pochází ze sekundárního vinutí transformátoru, usměrňovací diody filtrační kondenzátory, výkonové tlumivky.

Princip provozu pulzních napájecích zdrojů

Síťové napětí přejde do usměrňovače, po kterém je vyhlazeno kapacitním filtrem. Z kondenzátoru filtru se přesune na kolektor tranzistoru, který hraje roli klíč. Řídicí zařízení je zodpovědné za zapnutí a vypnutí tranzistoru. Spolehlivý start napájecího zdroje zajišťuje hlavní oscilátor na čipu. Jeho sílu zajišťuje řetězec odporů. Ovládání optočlena je regulováno klíčovým tranzistorem a hlavním oscilátorem.