Наша сеть партнеров Banwar
ПРИНЦИП РОБОТИ - ЗАСТОСУВАННЯ
Блок живлення - це пристрій, що перетворює мережеве напруги до рівня, необхідного для роботи електричних схем різних приладів. Вторинні джерела електроживлення часто використовуються для побутової техніки і промислових установок, що містять електроніку.
Спочатку джерела вторинної напруги будувалися за схемою, яку прийнято називати трансформаторної. Принцип її роботи полягає в трансформації напруги до необхідного рівня з подальшим його випрямленням і стабілізацією.
Типова схема традиційного джерела електроживлення складається з наступних елементів:
- силовий понижуючий трансформатор, що містить одну або кілька вторинних обмоток, в залежності від потреб живиться схеми; випрямний блок, як правило, виконується за схемою діодного моста;
- конденсатор фільтра, включений між позитивним і негативним висновками моста і необхідний для згладжування пульсацій випрямленої напруги, іноді для поліпшення параметрів фільтра, в схему додається дросель;
- стабілізатор вихідної напруги, побудований на основі спеціалізованої мікросхеми або містить ключовий транзистор і невелику схему управління.
Ці схеми надійні в роботі, не створюють високочастотних перешкод, забезпечують гальванічну розв'язку між первинними і вторинними ланцюгами. Проте є ряд причин по яким вони поступаються блокам живлення імпульсного типу.
Трансформатори, що перетворюють напругу з частотою 50 герц, відрізняються відносно великими габаритами і вагою. Це властивість трансформаторних джерел електроживлення вступило в протиріччя з загальними принципами мініатюризації побутових і промислових електроприладів.
Проблему вдалося вирішити шляхом створення імпульсних або інверторних блоків. Такі параметри трансформатора, як перетин муздрамтеатру, кількість витків обмотки і переріз проводу, істотно зменшуються зі збільшенням частоти перетворюється напруги.
Це також відноситься до ємності, отже, і до габаритів фільтруючих конденсаторів. Цей базовий принцип електротехніки був послужив основою при створенні вторинних джерел живлення нового типу.
ЯК ПРАЦЮЄ ІМПУЛЬСНИЙ блоку ХАРЧУВАННЯ
Принцип роботи імпульсного блоку живлення полягає в ряді послідовних перетворень напруги живлення:
- випрямлення вхідної напруги;
- інвертування, тобто, генерація сигналу з частотою від десятків до сотень кілогерц;
- трансформація високочастотних імпульсів до необхідного рівня;
- випрямлення і фільтрація отриманого напруги.
Ланцюжок перетворень в описі принципу роботи імпульсного блоку живлення виглядає досить громіздкою і навіть позбавленою сенсу. Однак потрібно врахувати що в даній схемі перетвориться напруга, частота якого в окремих моделях складає 200 кГц (а не 50 Гц, як в трансформаторних джерелах живлення).
Трансформатори, які працюють на високих частотах, називають імпульсними. Зазвичай вони використовують муздрамтеатр тороидальной форми (у вигляді бублика) невеликого розміру. Це дозволило зменшити вагу і габарити блоку тієї ж потужності більш ніж на порядок.
Тор зазвичай виготовляється штампуванням з пермаллоя - сплаву, що складається з заліза і нікелю, муздрамтеатр ж низькочастотного трансформатора набирається з тонких пластин електротехнічної сталі.
Базові принципи, на яких грунтується пристрій імпульсного блоку живлення не нові, все знаходиться в рамках давно усталених уявлень про електриці. Що ж заважало створити їх раніше? Причина в технології. Головними електронними компонентами инверторного перетворювача імпульсного блоку є елементи схеми, здатні працювати з високими частотою і напругою і великими струмовими навантаженнями.
Раніше, компонентів, що відповідають цим вимогам, просто не існувало. Справжній прорив у розвитку і поширенні інверторних технологій стався після того, як світовим виробникам електроніки вдалося налагодити масове виробництво потужних IGBT - транзисторів, а також польових транзисторів за технологією MOSFET. Вони відрізняються дуже малим значенням струму управління, що забезпечує високий ККД блоку.
Крім потужних транзисторних ключів, інвертор містить времязадающіе ланцюжка, що генерують високочастотні сигнали управління транзисторами. Застосування в цій якості цифрових мікросхем ШІМ - контролерів дозволяє ще більше миниатюризировать електронну частину. Контролер широтно імпульсного модулювання формує прямокутні періодичні імпульси. В цілому схемотехнически імпульсні блоки живлення відносно прості.
Стабілізація вихідної напруги здійснюється за рахунок зворотного зв'язку цього параметра з задають ланцюгами ШІМ - контролера. Принцип роботи зворотного зв'язку - при відхиленні рівня контрольованого параметра на виході від номінального значення відбувається зміна шпаруватості імпульсів, що формуються контролером.
Збільшення рівня вихідної напруги викликає зниження шпаруватості і навпаки, тобто, має місце негативний зворотний зв'язок. Шпаруватість, що задається контролером, визначає режим роботи ключових транзисторів. Чим вище значення шпаруватості, тим більшу частину періоду транзистор відкритий, і тим більше середнє значення напруга за період.
Описаний принцип стабілізації забезпечує роботу блоку живлення в дуже широкому діапазоні зміни напруги живлення. Резюмуючи сказане, переваги імпульсних блоків живлення такі:
- малі габарити і вага в порівнянні з трансформаторними джерелами живлення;
- схемотехнічна простота, обумовлена застосуванням інтегральних електронних компонентів;
- можливість роботи в широкому діапазоні зміни значень вхідної напруги.
На початок
ЗАСТОСУВАННЯ ІМПУЛЬСНИХ БЛОКІВ
Джерела вторинної напруги інверторного типу використовуються повсюдно, як в побуті, так і в промисловій техніці. Перелік пристроїв і побутових приладів, в яких реалізована схема електроживлення, що працює за принципом инверторного перетворювача:
- всі види комп'ютерної техніки;
- телевізійна та звуковідтворювальна апаратура;
- пилососи, пральні машини, кухонна техніка;
- джерела безперебійного електропостачання різного призначення;
- системи відеонагляду , комплекси охоронної сигналізації .
Виконання інверторних джерел залежить від умов експлуатації та призначення. Блоки живлення, вбудовані в електроприлад, виконуються безкорпусним. Вони можуть розташовуватися всередині основного вироби на окремій платі, або бути інтегровані в загальну плату електроприладу.
Існують джерела електроживлення для автономного застосування, до них можуть підключатися різні споживачі. Прикладом можуть служити зарядні пристрої, джерела електроживлення систем відеоспостереження, охоронної та пожежної сигналізації. Такі блоки живлення розміщуються в окремому корпусі і комплектуються штекерами і проводами для підключення.
На початок
* * *
© 2014-2019 р.р. Всі права захищені.
Матеріали сайту мають виключно ознайомлювальний характер і не можуть використовуватися в якості керівних і нормативних документів.