Šiandien kasdieniame gyvenime vis dažniau naudojami 12 V perjungimo maitinimo šaltiniai. Jų pagalba įkraunamos įvairaus tipo baterijos, įgyvendinami tam tikri apšvietimo tipai, netgi nepertraukiamas kompiuteris ir kiti tinklai. Žinoma, lengviausias būdas gauti reikiamą perjungimo maitinimo šaltinį yra jį nusipirkti parduotuvėje. Pavyzdžiui, perjungiamas maitinimo šaltinis, pagrįstas tl494.

Tačiau mus domina galimybė surinkti šį įrenginį savo rankomis. Taigi, perjungimo maitinimo šaltinis - schema, detalės ir rekomendacijos jo surinkimui.

Jei atsižvelgsime į blokinę schemą, ją sudaro keturi elementai:

• Tinklo lygintuvas.
• Įtampos lygintuvas.
• Valdymo sistema.

Maitinimo šaltinio struktūra parodyta apatiniame paveikslėlyje.

Taigi, kokias funkcijas atlieka kiekvienas iš šių elementų? Tinklo lygintuvas kintamąją srovę paverčia nuolatine. Tai yra, įtampos pulsacija yra išlyginta. Priešingai, aukšto dažnio keitiklis tiesioginę įtampą paverčia kintamąja įtampa. Tokiu atveju impulsų forma, pirma, tampa stačiakampio formos, antra, reikiamos amplitudės.

Įtampos lygintuvas iš dalies išlygina įtampą. Beje, kai kuriuose maitinimo šaltiniuose šio elemento nėra, elektros srovė teka tiesiai į išlyginamąjį filtrą, kuris su jo išvestimi yra prijungtas prie apkrovos. Diagramoje matyti, kad valdymo sistema yra prijungta ir prie aukšto dažnio keitiklio, ir su įtampos lygintuvu. Reikalas tas, kad VChP valdymas atsiranda dėl grįžtamojo ryšio iš lygintuvo.

Ši paprasto 12V perjungimo maitinimo blokinė schema, beje, turi nemažai kritikų, teigiančių, kad jo efektyvumas yra gana mažas. Iš esmės taip yra, tačiau jei teisingai pasirinksite visus elementus, jei teisingai atliksite skaičiavimus, tokio tipo maitinimo šaltinių perjungimo efektyvumas bus bent 90%. Ir tai jau kažką reiškia.

Scheminės diagramos

Taigi, perjungimo maitinimo šaltinio surinkimo pagrindas yra ne tik grandinės schema, tiksliau, pagrįstas jo pasirinkimas, bet ir pagrindinių jo elementų pasirinkimas. Iš esmės šiuo atveju būtina tiksliai pasirinkti du elementus:

• Įtampos lygintuvas.

Apie juos pakalbėsime.

Tiesą sakant, šį ilgą pavadinimą galima pakeisti trumpu - inverteris. Jis gali būti vientaktis arba dvitaktis, kuriame naudojamas impulsinis transformatorius. Štai keletas šio elemento schemų:

Paprasčiausia grandinė, kurioje sumontuotas tik transformatorius, yra vieno galo (pirmoji padėtis). Tai yra paprastumas, dėl kurio atsiranda tam tikrų trūkumų:

• Būtina sumontuoti didelį transformatorių, nes šis įrenginys veikia privačia histerezės kilpa.
• Kad išėjimo srovės galia būtų didelė, būtina padidinti jos impulsų amplitudę.

Todėl ši grandinė dažniausiai naudojama mažos galios įrenginių maitinimo šaltiniuose, kur šių trūkumų įtaka neturės įtakos paties įrenginio veikimui.

Antroji padėtis yra stūmimo-traukimo grandinė, kuri vadinama stūmimo-traukimo grandine. Vieno ciklo trūkumų nėra, tačiau jis turi ir trūkumų: išaugę reikalavimai maksimaliai jungiklių įtampos vertei ir sudėtingesnė paties transformatoriaus konstrukcija.

Trečioji padėtis – stumiamas pustiltas. Tiesą sakant, tai yra ankstesnis modelis tik su supaprastintu transformatoriumi. Būtent šis kriterijus tapo perjungimo maitinimo šaltinių, naudojamų ne didesnės kaip 3 kW galios elektros prietaisams, pagrindu.

Ketvirtoji padėtis yra tilto perjungimo maitinimo šaltinis. Tai dvigubai padidina maitinimo jungiklių skaičių, todėl galima padidinti galią. Ir tai naudinga tiek techniniu, tiek ekonominiu požiūriu.

Transformatoriaus pasirinkimas

Perjungimo maitinimo šaltinis, tiksliau, jo galia priklausys nuo pasirinkto transformatoriaus šerdies tipo. Maitinimo šaltiniams iki 1 kW montuojamas transformatorius su ferito šerdimi.

Dėmesio! Reikia atsiminti, kad transformatoriuose su ferito šerdimi dideli įtampos nuostoliai atsiranda, jei jo dažnis artėja prie 100 Hz.

Įtampos lygintuvas

Yra trys pagrindinės įtampos ištaisymo schemos, kurių vardinė vertė yra 220 voltų.

• Pusbangis.
• Pilna banga.
• Nulis arba, kaip ir ankstesnis, tik su vidurio tašku.

Pirmoji grandinė yra pati paprasčiausia, kurioje naudojamas minimalus puslaidininkinių elementų skaičius. Vienintelis jo trūkumas yra aukštos įtampos pulsacija išėjime. Nors būtų galima pridėti nedidelį ištaisymo koeficientą (0,45), todėl naudojant šią grandinę teks sumontuoti galingą filtrą.

Nulis turi aukštą 0,9 ištaisymo koeficientą. Tiesa, tokiu atveju reikia beveik dvigubai padidinti lygintuvų diodų skaičių. Trūkumas yra tinklo transformatoriaus buvimas. Tai reiškia, kad jo bendri matmenys turi mažai ką bendro su mažų įrenginių koncepcija, ypač kai kalbama apie perjungimo maitinimo šaltinį.

Trečioji padėtis tokia pati kaip ir antroji, tik be transformatoriaus. Jis pakeičiamas talpiniu filtru, kuris turi savo trūkumą – didelį išėjimo srovės impulsą. Tiesa, šis trūkumas nėra kritinis.

Išvada tema

Kaip matote, maitinimo šaltinių perjungimo schema turi keletą variantų. Tačiau norint, kad kiekvienas iš jų veiktų tinkamai, būtina teisingai pasirinkti jo komponentus. Žinoma, visa tai nėra taip paprasta, kaip gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio, tačiau jei atsižvelgsite į mūsų rekomendacijas, galite savarankiškai surinkti nedidelį maitinimo bloką, pavyzdžiui, apšviesti patalpas LED lempomis.

Daugelyje elektros prietaisų antrinės galios realizavimo principas jau seniai naudojamas naudojant papildomus įrenginius, kuriems patikėtos funkcijos tiekti elektrą grandinėms, kurioms reikalinga energija iš tam tikrų tipų įtampos, dažnio, srovės...

Tuo tikslu sukuriami papildomi elementai: vienos rūšies įtampos konvertavimas į kitą. Jie gali būti:

pastatytas vartotojo korpuso viduje, kaip ir daugelyje mikroprocesorių įrenginių;

arba pagaminti atskiruose moduliuose su jungiamaisiais laidais, panašiais į įprastą mobiliojo telefono įkroviklį.

Šiuolaikinėje elektrotechnikoje naudojami du elektros vartotojų energijos konversijos principai, pagrįsti:

1. naudojant analoginius transformatoriaus įrenginius galiai perduoti antrinei grandinei;

2. perjungimo maitinimo šaltiniai.

Jų dizainas iš esmės skiriasi ir veikia naudojant skirtingas technologijas.

Transformatorių maitinimo šaltiniai

Iš pradžių buvo kuriami tik tokie dizainai. Jie keičia įtampos struktūrą dėl galios transformatoriaus veikimo, maitinamo iš 220 voltų buitinio tinklo, kuriame sinusinės harmonikos amplitudė mažėja, o vėliau ji siunčiama į lygintuvą, susidedantį iš galios diodų, dažniausiai prijungtų į elektros tinklą. tilto grandinė.

Po to pulsuojanti įtampa išlyginama lygiagrečiai sujungta talpa, parinkta pagal leistiną galią, ir stabilizuojama puslaidininkine grandine su galios tranzistoriais.

Stabilizavimo grandinėje keičiant apipjaustymo rezistorių padėtį, galima reguliuoti įtampą išėjimo gnybtuose.

Perjungiamieji maitinimo šaltiniai (UPS)

Panašūs dizaino pokyčiai pasirodė masiškai prieš kelis dešimtmečius ir tapo vis populiaresni elektros prietaisuose dėl:

bendrų komponentų prieinamumas;

vykdymo patikimumas;

galimybės išplėsti išėjimo įtampų veikimo diapazoną.

Beveik visi perjungimo maitinimo šaltiniai šiek tiek skiriasi savo konstrukcija ir veikia pagal tą pačią schemą, būdingą kitiems įrenginiams.

Pagrindinės maitinimo šaltinių dalys yra:

tinklo lygintuvas, surinktas iš: įvesties droselių, elektromechaninio filtro, užtikrinančio triukšmo slopinimą ir statinę izoliaciją nuo kondensatorių, tinklo saugiklio ir diodinio tiltelio;

saugojimo filtro bakas;

raktas galios tranzistorius;

pagrindinis osciliatorius;

grįžtamojo ryšio grandinė, pagaminta naudojant tranzistorius;

optronas;

perjungiamas maitinimo šaltinis, iš kurio antrinės apvijos teka įtampa, kurią reikia paversti maitinimo grandine;

išėjimo grandinės lygintuvų diodai;

išėjimo įtampos valdymo grandinės, pavyzdžiui, 12 voltų su reguliavimu naudojant optroną ir tranzistorius;

filtrų kondensatoriai;

maitinimo droseliai, kurie tinkle atlieka įtampos korekcijos ir diagnostikos funkciją;

išvesties jungtys.

Tokio perjungiamojo maitinimo šaltinio elektroninės plokštės pavyzdys su trumpu elemento pagrindo žymėjimu parodytas paveikslėlyje.

Kaip veikia perjungimo maitinimo šaltinis?

Perjungimo maitinimo šaltinis sukuria stabilizuotą maitinimo įtampą, naudodamas keitiklio grandinės elementų sąveikos principus.

220 voltų tinklo įtampa per prijungtus laidus tiekiama į lygintuvą. Jo amplitudė išlyginama talpiniu filtru, naudojant kondensatorius, kurie gali atlaikyti apie 300 voltų smailes, ir yra atskirti triukšmo filtru.

RADIJO galia

Impulsinis maitinimo blokas

Pagrindinė užduotis – šiek tiek susisteminti išsklaidytas žinias ir medžiagas, surenkant jas vienoje vietoje po viena antrašte. Informacija skirta ne specialistams, o tiems, kurie nori suprasti pagrindinius perjungimo maitinimo šaltinių veikimo principus ir šiek tiek suprasti, kaip jie veikia.

Vartojamos santrumpos: BP – maitinimo blokas (elektroninė įranga); TERC – elektrinių radijo grandinių teorija; NSBP – nestabilizuotas AKS; Uout – išėjimo įtampa; SBP – stabilizuotas maitinimo šaltinis; UPS – impulsinis maitinimas; Efektyvumas – naudingumo koeficientas: BPPT – kintamosios srovės maitinimas; Įkrovikliai – pakrovėjai; KZ – trumpasis jungimas; SV – tinklo lygintuvas; SF – apsauga nuo viršįtampių; VChP – aukšto dažnio keitiklis; PWM – impulsų pločio moduliacija; const – pastovi reikšmė.

1. BP klasifikacija:

1.1. Nestabilizuoti maitinimo šaltiniai;
1.2. Stabilizuoti maitinimo šaltiniai;
1.3. Perjungiamieji maitinimo šaltiniai;
1.4. Kintamosios srovės maitinimo šaltinis.

2. Lyginamoji analizė:

2.1. Transformatoriaus maitinimo struktūra;
2.2. Transformatorių maitinimo šaltinių privalumai ir trūkumai;
2.3. UPS struktūra;
2.4. UPS privalumai ir trūkumai.

3. Atskirų UPS elementų schemos:

3.1. SV filtras;
3.2. HPV (pagrindinis elementas su impulsiniu transformatoriumi);
3.3. PWM valdiklis ir grįžtamasis ryšys.

4. Skirtingų UPS schemos.
5. Tikras UPS.
6. Paprasčiausias UPS – pasidaryk pats.

1. Maitinimo klasifikacija
Pagal TERC discipliną (kurią studijavau gana ilgą laiką), BP klasifikacija apima šias grupes:
1.1. NSBP – Tai dažniausiai naudojami transformatoriniai maitinimo šaltiniai. Pateikite nuolatinės srovės išėjimo įtampą. Tokiame maitinimo šaltinyje dažniausiai yra tinklo transformatorius ir lygintuvas. NSBP išėjimo įtampa atitinka vardinę įtampą tik esant vardinei tinklo įtampai ir vardinei apkrovos srovei. Šie maitinimo šaltiniai tinka maitinti apšvietimo ir šildymo įrenginius, elektros variklius ir bet kokius įrenginius su įmontuotu įtampos reguliatoriumi (pavyzdžiui, daugumai belaidžių telefonų ir autoatsakikų). Jie turi didelį pulsacijos lygį. Uouts netinka garso įrangai (radijo, grotuvų, muzikos sintezatorių) maitinti.
1.2. SBP aprūpinti, nuvalyti kelmą, stabilizuoti Uiš nuolatinės srovės. Tokiame maitinimo bloke dažniausiai yra tinklo transformatorius, lygintuvas ir stabilizatorius. Uout nepriklauso (arba beveik nepriklauso) nuo tinklo įtampos pokyčių (protingose ​​ribose) ir nuo apkrovos srovės pokyčių. UPS Uout bus beveik vienodas ir tuščiąja eiga, ir esant vardinei apkrovai. Be to, jiems būdingas gana mažas kintamosios srovės įtampos pulsavimas išėjime. SBP beveik visada gali pakeisti NSBP. UPS gali neturėti transformatoriaus.
1.3. UPS užtikrinti stabilizuotą nuolatinės srovės įtampą išėjime. Jie turi tokius privalumus, lyginant su transformatoriniais (pvz., pirmų dviejų grupių EP): didelis efektyvumas, mažas šildymas, mažas svoris ir matmenys, didelis leistinas tinklo įtampos diapazonas. Paprastai išėjime yra įmontuota apsauga nuo perkrovos ir trumpojo jungimo. Svarbiausi UPS elementai yra jungiklis – įtaisas, galintis per trumpą laiką pakeisti varžą srovės tekėjimui nuo minimalios iki didžiausios ir atvirkščiai, bei integratorius, kurio įtampa negali pasikeisti akimirksniu, o palaipsniui didėja ji kaupia energiją ir lygiai taip pat sklandžiai krenta kaip grąžindama ją apkrovai. UPS privalumai didėja didėjant galiai, t.y. mažiausios galios buitinei įrangai jų naudojimas gali būti ekonomiškai nepateisinamas, o 50 W ir didesnės galios maitinimo šaltiniai komutuojamoje versijoje jau gerokai pigesni. UPS grandinės yra sudėtingesnės nei transformatorių.
1.4. BPPT (įskaitant autotransformatorius)– naudojamas maitinti apšvietimo ir šildymo elektros prietaisus, taip pat tiems buitiniams prietaisams, kuriuose yra vidinis lygintuvas ir įtampos stabilizatorius (pavyzdžiui, daugelis Siemens, Toshiba radijo telefonų, nemažai atsakiklių).
1.5. atmintis – Tai įrenginiai, skirti išskirtinai įvairių tipų baterijoms įkrauti. Tokiu atveju baterijos gali būti tiek įkroviklio viduje, tiek įkrovimo metu išorėje. Tačiau, pavyzdžiui, tinklo adapteriai radijo telefonams dažniausiai priskiriami prie maitinimo šaltinių, nes, pirma, baterijos prie įkroviklio jungiamos ne tiesiogiai, o per vidinę grandinę, antra, be baterijų įkrovimo, toks maitinimo šaltinis. , Paprastai jis taip pat užtikrina tinklo veikimą.

2. Lyginamoji analizė.
Apsvarstykite du pagrindinius maitinimo šaltinio tipus - transformatorius(1.1.-1.2.) ir pulsas(1.3.). Kiekvienas iš jų turi ir savo privalumų, ir trūkumų. Todėl neįmanoma tiksliai pasakyti, kuris geresnis ar blogesnis, tiesiog kiekvienas maitinimo šaltinis gali būti tinkamesnis tam tikriems įrenginiams, priklausomai nuo jo techninių charakteristikų.

2.1. Transformatoriaus maitinimo bloko schema.

Jei atsižvelgsime į transformatoriaus maitinimo šaltinį (jie taip pat vadinami analoginiais, linijiniais, parametriniais), tada jį sudaro žeminamasis transformatorius 1 , kur pirminė apvija pagaminta pagal tinklo įtampą. Šis transformatorius dažnai vadinamas galios transformatoriumi, jis taip pat naudojamas galvaninei izoliacijai. Kintamoji įtampa konvertuojama į pulsuojančią vienakryptę (pastovią) įtampą naudojant lygintuvą 2 ant puslaidininkinių diodų, tiltelių, mazgų. Talpinis filtras 3 išlygina pulsuojančią įtampą (dažnai tam naudojamas didelis kondensatorius). Be to, transformatoriaus maitinimo grandinėje gali būti stabilizatorius 4 ir trumpojo jungimo apsaugos elementai apkrovoje.
2.2. Transformatoriaus maitinimo privalumai ir trūkumai
Transformatorinio maitinimo privalumai: didelis patikimumas, konstrukcijos paprastumas, elementų bazės prieinamumas ir žemas sukuriamo triukšmo lygis.
Transformatorinio maitinimo trūkumai: dideli matmenys ir svoris, metalo sąnaudos ir mažas efektyvumas (geriausiu atveju iki 50 proc.!).
Daugiau informacijos apie tokius maitinimo šaltinius žiūrėkite mano straipsnį "Maitinimo šaltiniai" tame pačiame skyriuje.
2.3. Impulsinio maitinimo bloko schema.


UPS įeinanti kintamosios srovės tinklo įtampa pirmiausia ištaisoma puslaidininkiniais diodais 1 (agregatai, tilteliai), tada talpiniu filtru. 2 išlygina pulsuojančią įtampą. Elektroninis raktas 3 yra generatoriaus elementas, gaminantis aukšto dažnio stačiakampius impulsus, kurie tiekiami į impulsų transformatorių 4 , kuri kartu atlieka galvaninę izoliaciją. Taigi UPS vėl sukuriama kintamoji srovė. Išėjime vėl yra lygintuvas 1 ir filtruoti 2 . Siekdamas stabilizuoti Uout, UPS naudoja grįžtamąjį ryšį 5 . Tai leidžia išlaikyti Uout santykinai pastovų lygį. Elektroninis raktas 3 valdomas per PWM valdiklį 6 . Dėl šio valdymo būdo Uout nepriklauso nuo galimų įėjimo (tinklo) įtampos svyravimų, taip pat nuo apkrovos dydžio.

2.4. UPS privalumai ir trūkumai
UPS privalumai: maži matmenys ir svoris, platus įėjimo įtampos ir dažnio diapazonas, didelis efektyvumas (daugiau nei 90%) ir, lyginant su transformatoriniais maitinimo šaltiniais, mažesnė kaina, jei imtume modernią elementų bazę. Taip pat vienas iš jų privalumų yra tai, kad dauguma šiuolaikinių UPS turi įmontuotas apsaugos grandines nuo apkrovos trūkumo išėjime ir nuo trumpųjų jungimų.
Didelis UPS efektyvumas yra susijęs su grandinės konstrukcijos ypatumais. Pagrindiniai analoginio maitinimo šaltinio nuostoliai yra galios transformatorius ir analoginis stabilizatorius (reguliatorius). UPS neturi nei vieno, nei kito. Vietoj tinklo transformatoriaus naudojamas aukšto dažnio transformatorius, o vietoj stabilizatoriaus - pagrindinis elementas. Kadangi pagrindiniai elementai dažniausiai yra įjungti arba išjungti, energijos nuostoliai perjungiamajame maitinimo šaltinyje yra minimalūs.
UPS trūkumai: visi jie yra aukšto dažnio trukdžių šaltinis, kuris yra tiesiogiai susijęs su jų veikimo principu, taip pat su tuo, kad pagrindinė grandinės dalis veikia be galvaninės izoliacijos nuo įeinančios įtampos.

3. Atskirų UPS elementų grandinių projektai.
3.1. CB ir filtras
Vienfazio tinklo įtampai ištaisyti naudojama viena iš trijų klasikinių schemų:


Kiekvienas iš jų turi privalumų ir trūkumų, kurie lemia taikymo sritį.
Pusinės bangos grandinė pasižymi paprastu įgyvendinimu ir minimaliu puslaidininkinių komponentų skaičiumi. Pagrindiniai tokio lygintuvo trūkumai yra didelis išėjimo įtampos pulsavimas (ištaisytame yra tik viena tinklo įtampos pusbangė) ir mažas lyginimo koeficientas Kv. Jis nustatomas pagal vidutinės įtampos vertės lygintuvo Uout išėjime ir fazinio tinklo įtampos Ud efektyviąją vertę. Pusinės bangos grandinėje Kv = 0,45. Norint išlyginti tokio lygintuvo išėjimo bangas, reikalingi galingi filtrai.
Visos bangos grandinėje su viduriniu (nuliniu) tašku reikia dvigubai daugiau lygintuvų diodų, tačiau šį trūkumą daugiausia kompensuoja žemesnis ištaisytos įtampos pulsacijos lygis ir kV vertės padidėjimas iki 0,9. Pagrindinis tokios schemos, skirtos naudoti buitinėmis sąlygomis, trūkumas yra būtinybė organizuoti tinklo įtampos vidurį, o tai reiškia, kad yra tinklo (galios) transformatorius. Pasirodo, jo matmenys ir svoris nesuderinami su mažo dydžio impulsinio šaltinio idėja.
Visos bangos tilto ištaisymo grandinė turi tokius pačius pulsacijos ir kV rodiklius kaip ir vidurio taško grandinė, tačiau jai nereikia tinklo transformatoriaus. Tai taip pat kompensuoja pagrindinį trūkumą – padvigubėjusį lygintuvų diodų skaičių tiek efektyvumo, tiek sąnaudų požiūriu.
Norint išlyginti ištaisytus įtampos bangavimus, geriausias sprendimas yra naudoti talpinį filtrą. Jo naudojimas leidžia pakelti ištaisytos įtampos reikšmę iki tinklo amplitudės reikšmės (esant Ud=220V Uampl=314V). Tokio filtro trūkumai laikomi didelėmis lygintuvo elementų impulsų srovių reikšmėmis, tačiau šis trūkumas nėra kritinis.
Lygintuvų diodų parinkimas atliekamas pagal vidutinę tiesioginę srovę Ipr ir didžiausią atvirkštinę įtampą Urev.

3.2. VChP yra pagrindinis elementas su impulsiniu transformatoriumi.
VChP yra vieno ciklo arba stumiamojo klavišo keitiklis (inverteris) su impulsiniu transformatoriumi. VChP schemų variantai parodyti paveikslėlyje.


Vieno ciklo Grandinė su minimaliu galios elementų skaičiumi ir lengvu įgyvendinimu turi trūkumų:
a) transformatorius grandinėje veikia privačioje histerezės kilpoje, todėl reikia padidinti jo dydį ir bendrą galią;
b) norint užtikrinti išėjimo galią, reikia gauti didelę impulsinės srovės, tekančios per puslaidininkinį jungiklį, amplitudę.
Grandinė buvo labiausiai pritaikyta mažos galios įrenginiuose, kur šių trūkumų įtaka nėra tokia reikšminga.
Stumti traukti grandinė su transformatoriaus viduriniu tašku (push-pull) neturi vieno ciklo versijos trūkumų, tačiau turi savo - sudėtingą transformatoriaus konstrukciją (reikia gaminti identiškas pirminės apvijos dalis) ir padidinti reikalavimai maksimaliai jungiklių įtampai. Priešingu atveju sprendimas nusipelno dėmesio ir yra plačiai naudojamas perjungiant maitinimo šaltinius.
Push-track pusiau tiltas Grandinės parametrai yra panašūs į grandinę su vidurio tašku, tačiau nereikia sudėtingos transformatoriaus apvijų konfigūracijos. Būdingas grandinės trūkumas yra būtinybė organizuoti vidurinį lygintuvo filtro tašką, dėl kurio kondensatorių skaičius padidėja dvigubai.
Dėl savo įgyvendinimo paprastumo, grandinė plačiausiai naudojama perjungiant maitinimo šaltinius, kurių galia iki 3 kW. Esant didelėms galioms, filtrų kondensatorių kaina tampa nepriimtinai didelė, palyginti su puslaidininkiniais inverterių jungikliais, o tilto grandinė pasirodo esanti pelningiausia.

Stūmimo-traukimo tiltas Grandinės parametrai yra panašūs į kitas stūmimo grandines, tačiau nereikia sukurti dirbtinių „vidurio taškų“. Kaina už tai yra dvigubai didesnė nei maitinimo jungiklių, o tai naudinga ekonominiu ir techniniu požiūriu kuriant galingus impulsinius šaltinius.

3.3. PWM valdiklis ir grįžtamasis ryšys.
Pats pagrindinis elementas, pagamintas iš lauko efekto arba bipolinių tranzistorių, negali generuoti stačiakampių impulsų. Norėdami tai padaryti, jis turi būti neatsiejamas savaiminio osciliatoriaus elementas arba valdomas kokiu nors įrenginiu, kuris jam tiekia tokius impulsus.
Norėdami geriau susipažinti su šios funkcijos įgyvendinimu, turėsime apsvarstyti sudėtingesnes (ir artimesnes tikroms) grandines.
Konvertavimas atliekamas naudojant galingą tranzistorių VT1, veikiantį perjungimo režimu, ir impulsinį transformatorių T1, kartu sudarant aukšto dažnio dažnio grandinę. Kalbant apie grandinės dizainą, yra dvi galimos keitiklio parinktys.
Pirmas atlikta pagal impulsinio savaiminio generatoriaus grandinę. Pavyzdžiui, tai buvo naudojama televizorių UPS 3–4 USCT), pavyzdžiui:


Televizorius Sadko-61TTs-423D yra vienintelis retro televizorius mano muziejuje, kuris buvo naudojamas pagal paskirtį, kaip demonstracinis monitorius KUVT-86 kompiuterių klasei ir žiūrėti vaizdo įrašą iš vaizdo magnetofono Elektronika-VM12.

Panašių televizorių UPS nuotrauka.

Antra– su išoriniu valdymu, naudojamas daugelyje šiuolaikinių (ir ne tokių modernių) radijo elektroninių prietaisų, pavyzdžiui:

Kadangi keitiklio dažnis dažniausiai pasirenkamas nuo 20 iki 60 kHz, tai impulsinio transformatoriaus, taigi ir viso maitinimo bloko matmenys bus gana kompaktiški, o tai yra svarbus veiksnys kuriant modernią įrangą.

Žemiau parodyta supaprastinta impulsų keitiklio su išoriniu valdymu schema:


Konverteris pagamintas iš tranzistoriaus VT1 ir transformatoriaus T1. Tinklo įtampa per SF tiekiama į SV, kur ji ištaisoma, filtruojama filtro kondensatoriumi SF ir per impulsinio transformatoriaus T1 apviją W1 tiekiama į tranzistoriaus VT1 kolektorių. Kai į tranzistoriaus bazinę grandinę įvedamas stačiakampis impulsas, tranzistorius atsidaro ir juo teka didėjanti srovė Ik. Ta pati srovė tekės per transformatoriaus T1 apviją W1, todėl transformatoriaus šerdyje padidės magnetinis srautas ir antrinėje apvijoje W2 atsiras indukuotas emf. Dėl to VD diodo išvestyje atsiras teigiama įtampa.
Be to, jei padidinsite tranzistoriaus VT1 pagrindo impulso trukmę, padidės įtampa antrinėje grandinėje, nes išsiskirs daugiau energijos, o sutrumpinus trukmę atitinkamai sumažės įtampa. Taigi, keičiant impulso trukmę tranzistoriaus bazinėje grandinėje, galima keisti antrinės apvijos T1 išėjimo įtampas ir taip stabilizuoti išėjimo įtampas. Vienintelis dalykas, kurio tam reikia, yra grandinė, kuri generuos trigerio impulsus ir valdys jų trukmę (platumą). PWM valdiklis naudojamas kaip tokia grandinė. Tai savaime yra gana sudėtingas elementas (iš esmės, kaip ir bet kuris IC), kurį sudaro: pagrindinis impulsų generatorius (kuris nustato keitiklio veikimo dažnį), apsaugos ir valdymo grandinės bei loginė grandinė, valdanti impulso trukmę.

PWM sekų formavimo pavyzdys:


Impulsų darbo ciklas nustatomas pagal svyravimo periodo ir impulso trukmės santykį S=T/timpulsas. Beje, apie impulsus, darbo ciklą ir kt. žiūrėkite mano straipsnius iš serijos "Multivibratorius" Skyriuje RADIJO biblioteka.
A: S = 0,5;
už B: S<0,5;
C: S>0,5.
Atkreipkite dėmesį, kad visais atvejais laikotarpis T = const, taigi ir dažnis f = const.
Šio tipo impulsai generuojami PWM valdiklio išvestyje ir siunčiami į VT1 bazę.
Norint stabilizuoti UPS išėjimo įtampą, PWM valdiklio grandinė „turi žinoti“ išėjimo įtampų dydį. Šiems tikslams naudojama grįžtamojo ryšio grandinė (arba sekimo grandinė), pagaminta ant optrono U1 ir rezistoriaus R2. Padidėjus įtampai antrinėje transformatoriaus T1 grandinėje, padidės LED spinduliuotės intensyvumas, taigi, sumažės fototranzistoriaus jungties varža (jie yra optrono U1 dalis). Tai, savo ruožtu, padidins įtampos kritimą rezistoriuje R2 (jungiamas nuosekliai su fototranzistoriumi) ir sumažės įtampa PWM valdiklio 1 kaištyje. Sumažėjus įtampai, į PWM valdiklį įtraukta loginė grandinė padidina impulso trukmę (diagramoje C parinktis), kol įtampa 1-ajame kontakte atitiks nurodytus parametrus. Kai įtampa mažėja, procesas yra atvirkštinis (schemoje B variantas).
UPS naudoja du grįžtamojo ryšio (sekimo grandinių) įgyvendinimo principus - „tiesioginį“ ir „netiesioginį“. Aukščiau pateiktas metodas vadinamas „tiesioginiu“, nes grįžtamojo ryšio įtampa pašalinama tiesiai iš antrinio lygintuvo.
„Netiesioginiu“ metodu grįžtamojo ryšio įtampa pašalinama iš papildomos impulsinio transformatoriaus apvijos:


Sumažėjus arba padidėjus apvijos W2 įtampai, pasikeis W3 apvijos įtampa, kuri per rezistorių R2 taip pat taikoma PWM valdiklio 1 kaiščiui.
Įsivaizduokime situaciją, kai UPS apkrovoje įvyksta trumpasis jungimas. Tokiu atveju bus prarasta visa energija, tiekiama į antrinę UPS grandinę, o išėjimo įtampa bus beveik lygi nuliui. Atitinkamai, PWM valdiklio grandinė bandys padidinti impulso trukmę, kad padidintų šios įtampos lygį iki tinkamos vertės. Dėl to tranzistorius VT1 liks atviras vis ilgiau, o per jį tekanti srovė padidės. Galiausiai tai sukels šio tranzistoriaus gedimą. UPS užtikrina keitiklio tranzistoriaus apsaugą nuo srovės perkrovų tokiose avarinėse situacijose. Jis pagrįstas rezistoriumi Rprotect, nuosekliai sujungtu su grandine, kuria teka kolektoriaus srovė Ik. Padidinus srovę Ik, tekančią per tranzistorių VT1, padidės įtampos kritimas per šį rezistorių, taigi, sumažės įtampa, tiekiama į PWM valdiklio 2 kaištį. Šiai įtampai nukritus iki tam tikro lygio, kuris atitinka didžiausią leistiną tranzistoriaus srovę, PWM valdiklio loginė grandinė nustos generuoti impulsus ir maitinimas pereis į apsaugos režimą arba, kitaip tariant, išsijungs.

4. Skirtingų UPS schemos.
Be komentarų pateiksiu keletą įvairaus sudėtingumo UPS diagramų, sudarytų iš skirtingų elementų. Jei norite, galite lengvai juos rasti internete.

Šios diagramos pateikiamos „mokymui“, kad jas išnagrinėjus būtų galima rasti pagrindinius elementus, būdingus visiems UPS, nepaisant konkretaus, taip sakant, įgyvendinimo. Na, palyginkite grandinės sprendimus ir elementų bazę.

5. Tikras UPS.
Vieną dieną mano kompiuterių klasėje nustojo veikti D-Link DES-1016D LAN jungiklis.
Kaip paaiškėjo, priežastis buvo jo UPS, tiksliau, PWM valdiklio maitinimo šaltinio gedimas.


Jungiklis atidarytas.


Jo UPS turėtų išvesti 3,3 V x 1,5 A.


Jo diagrama. Turėjau pakeisti kondensatorių C3 PWM valdiklio maitinimo grandinėje. UPS įsijungė ir jungiklis vėl pradėjo normaliai veikti.
Žr. daugiau informacijos. „Jeigų remontasD- LinkDES-1016 D» Skyriuje RADIJO dirbtuvės.

6. Paprasčiausias UPS – pasidaryk pats.
Pusantro keliolikoje svetainių iškart radau šio UPS kūrimo vaizdo įrašą. Ir net iš dviejų skirtingų autorių!


Tikėtina, kad tai rodo gerą dizaino pakartojamumą („Paprasčiausio perjungiamojo maitinimo šaltinio kūrimas“, 18 min., youtube.com). Autorius detaliai aprašo visą UPS gamybos procesą, detalių parinkimo rekomendacijas, demonstruoja darbinį mazgą. Tiesa, terminologijos šiek tiek... vietomis... ne visai. Tačiau šiuo atveju tai nėra svarbu.

Specialistas šį įrenginį pavadino ne UPS, o keitikliu. Jam iš karto kilo klausimas: kaip išlaikyti stabilią įtampą išėjime ar tai reiškia, kad toks maitinimas be grįžtamojo ryšio ir PWM valdiklio visai nėra UPS?

Dėkoju už dėmesį, kurį skyrėte mano medžiagai.
Projektą sudaro du tęsiniai: UPS gamyba RADIJO dirbtuvėse ir retų tikrų UPS aprašymas naujame skyriuje. RADIOswag, kurią planuoju greitai atidaryti.

Dauguma šiuolaikinių elektroninių prietaisų praktiškai nenaudoja analoginių (transformatorių) maitinimo šaltinių, juos pakeičia impulsiniai įtampos keitikliai. Norint suprasti, kodėl taip atsitiko, būtina atsižvelgti į dizaino ypatybes, taip pat į šių įrenginių stipriąsias ir silpnąsias puses. Taip pat kalbėsime apie pagrindinių impulsinių šaltinių komponentų paskirtį ir pateiksime paprastą įgyvendinimo pavyzdį, kurį galima surinkti savo rankomis.

Dizaino ypatybės ir veikimo principas

Iš kelių būdų, kaip įtampą konvertuoti į galios elektroninius komponentus, galima išskirti du labiausiai paplitusius:

1. Analoginis, kurio pagrindinis elementas yra žeminamasis transformatorius, be pagrindinės funkcijos, jis taip pat suteikia galvaninę izoliaciją.
2. Impulso principas.

Pažiūrėkime, kuo šios dvi parinktys skiriasi.

Maitinimo šaltinis galios transformatoriaus pagrindu

Panagrinėkime supaprastintą šio įrenginio blokinę schemą. Kaip matyti iš paveikslo, įėjime sumontuotas žeminamasis transformatorius, kurio pagalba konvertuojama maitinimo įtampos amplitudė, pavyzdžiui, iš 220 V gauname 15 V. Kitas blokas yra lygintuvas, jo pagalba. užduotis yra paversti sinusoidinę srovę į impulsinę (harmoniką pavaizduota virš simbolinio paveikslėlio). Tam naudojami tiesinamieji puslaidininkiniai elementai (diodai), sujungti per tilto grandinę. Jų veikimo principą rasite mūsų svetainėje.

Kitas blokas atlieka dvi funkcijas: išlygina įtampą (tam naudojamas atitinkamos talpos kondensatorius) ir stabilizuoja. Pastarasis yra būtinas, kad įtampa "nekristų" didėjant apkrovai.

Pateikta blokinė schema yra labai supaprastinta, tokio tipo šaltinis turi įvesties filtrą ir apsaugines grandines, tačiau tai nėra svarbu įrenginio veikimui paaiškinti.

Visi minėtos parinkties trūkumai yra tiesiogiai arba netiesiogiai susiję su pagrindiniu dizaino elementu - transformatoriumi. Pirma, jo svoris ir matmenys riboja miniatiūrizavimą. Kad nebūtų be pagrindo, kaip pavyzdį naudosime 220/12 V žeminamąjį transformatorių, kurio vardinė galia 250 W. Tokio vieneto svoris yra apie 4 kilogramus, matmenys - 125x124x89 mm. Galite įsivaizduoti, kiek svertų juo pagrįstas nešiojamojo kompiuterio įkroviklis.

Antra, tokių prietaisų kaina kartais būna daug kartų didesnė už bendrą kitų komponentų kainą.

Impulsiniai prietaisai

Kaip matyti iš 3 pav. pateiktos blokinės schemos, šių įrenginių veikimo principas labai skiriasi nuo analoginių keitiklių, visų pirma tuo, kad nėra įvesties laipsniško transformatoriaus.

Panagrinėkime tokio šaltinio veikimo algoritmą:

• Maitinimas tiekiamas tinklo filtrui, kurio užduotis yra sumažinti tinklo triukšmą, tiek įeinantį, tiek išeinantį, atsirandantį dėl veikimo.
• Tada pradeda veikti sinusinės įtampos į impulsinę pastovią įtampą konvertavimo įrenginys ir išlyginamasis filtras.
• Kitame etape prie proceso prijungiamas keitiklis, kurio užduotis yra sudaryti stačiakampius aukšto dažnio signalus. Grįžtamasis ryšys į keitiklį vykdomas per valdymo bloką.
• Kitas blokas yra IT, jis reikalingas automatiniam generatoriaus režimui, tiekiant įtampą į grandinę, apsaugai, valdiklio valdymui, taip pat apkrovai. Be to, IT užduotis apima galvaninės izoliacijos tarp aukštos ir žemos įtampos grandinių užtikrinimą.

Skirtingai nuo žeminančio transformatoriaus, šio įrenginio šerdis yra pagaminta iš ferimagnetinių medžiagų, todėl tai prisideda prie patikimo RF signalų perdavimo, kuris gali būti 20–100 kHz diapazone. Būdingas IT bruožas yra tai, kad jį jungiant labai svarbu įtraukti apvijų pradžią ir pabaigą. Maži šio prietaiso matmenys leidžia gaminti miniatiūrinius prietaisus, pavyzdžiui, LED arba energiją taupančios lempos elektroninis laidas (balastas).

• Tada pradeda veikti išvesties lygintuvas, nes jis veikia su aukšto dažnio įtampa, todėl procesui reikalingi greitaeigiai puslaidininkiniai elementai, todėl šiam tikslui naudojami Schottky diodai.
• Galutinėje fazėje išlyginimas atliekamas ant naudingo filtro, po kurio apkrovai tiekiama įtampa.

Dabar, kaip buvo žadėta, pažvelkime į pagrindinio šio įrenginio elemento – keitiklio – veikimo principą.

Kaip veikia inverteris?

RF moduliavimas gali būti atliekamas trimis būdais:

• pulso dažnis;
• fazinis impulsas;
• impulso plotis.

Praktiškai naudojamas paskutinis variantas. Taip yra dėl įgyvendinimo paprastumo ir dėl to, kad PWM turi pastovų ryšio dažnį, skirtingai nei kiti du moduliavimo metodai. Žemiau parodyta blokinė schema, aprašanti valdiklio veikimą.

Įrenginio veikimo algoritmas yra toks:

Etaloninio dažnio generatorius generuoja eilę stačiakampių signalų, kurių dažnis atitinka pamatinį. Remiantis šiuo signalu, susidaro pjūklo dantis U P, kuris tiekiamas į komparatoriaus K PWM įvestį. Iš valdymo stiprintuvo gaunamas UUS signalas tiekiamas į antrą šio įrenginio įvestį. Šio stiprintuvo generuojamas signalas atitinka proporcingą skirtumą tarp U P (atskaitos įtampos) ir U RS (valdymo signalo iš grįžtamojo ryšio grandinės). Tai yra, valdymo signalas UUS iš tikrųjų yra neatitikimo įtampa su lygiu, kuris priklauso ir nuo apkrovos srovės, ir nuo įtampos joje (U OUT).

Šis įgyvendinimo būdas leidžia organizuoti uždarą grandinę, leidžiančią valdyti išėjimo įtampą, tai yra, iš tikrųjų mes kalbame apie linijinį-diskrečią funkcinį bloką. Jo išvestyje generuojami impulsai, kurių trukmė priklauso nuo atskaitos ir valdymo signalų skirtumo. Remiantis juo, sukuriama įtampa, skirta valdyti keitiklio raktinį tranzistorių.

Išėjimo įtampos stabilizavimo procesas atliekamas stebint jo lygį, kai jis keičiasi, proporcingai keičiasi valdymo signalo U PC įtampa, dėl ko padidėja arba sumažėja trukmė tarp impulsų.

Dėl to kinta antrinių grandinių galia, kuri užtikrina išėjimo įtampos stabilizavimą.

Siekiant užtikrinti saugumą, būtina galvaninė izoliacija tarp maitinimo šaltinio ir grįžtamojo ryšio. Paprastai šiam tikslui naudojami optronai.

Impulsinių šaltinių stipriosios ir silpnosios pusės

Jei palyginsime tos pačios galios analoginius ir impulsinius įrenginius, pastarieji turės šiuos privalumus:

• Mažas dydis ir svoris, nes nėra žemo dažnio transformatoriaus ir valdymo elementų, kuriems reikia šilumos šalinimo naudojant didelius radiatorius. Naudojant aukšto dažnio signalo konvertavimo technologiją, galima sumažinti filtruose naudojamų kondensatorių talpą, kas leidžia montuoti mažesnius elementus.
• Didesnis efektyvumas, nes pagrindinius nuostolius sukelia tik pereinamieji procesai, tuo tarpu analoginėse grandinėse elektromagnetinės konversijos metu nuolat prarandama daug energijos. Rezultatas kalba pats už save, padidindamas efektyvumą iki 95-98%.
• Mažesnė kaina, nes naudojami mažiau galingi puslaidininkiniai elementai.
• Platesnis įėjimo įtampos diapazonas. Šio tipo įranga nėra reikli dažnio ir amplitudės atžvilgiu, todėl leidžiama prisijungti prie įvairių standartų tinklų.
• Patikima apsauga nuo trumpojo jungimo, perkrovos ir kitų avarinių situacijų.

Impulsinės technologijos trūkumai yra šie:

RF trukdžių buvimas yra aukšto dažnio keitiklio veikimo pasekmė. Šis veiksnys reikalauja įdiegti filtrą, kuris slopina trukdžius. Deja, jo veikimas ne visada efektyvus, o tai nustato tam tikrus apribojimus tokio tipo prietaisų naudojimui didelio tikslumo įrangoje.

Specialūs reikalavimai apkrovai, ji neturėtų būti mažinama ar didinama. Kai tik srovės lygis viršys viršutinę arba apatinę ribą, išėjimo įtampos charakteristikos pradės labai skirtis nuo standartinių. Paprastai gamintojai (net pastaruoju metu Kinijos) numato tokias situacijas ir savo gaminiuose įrengia atitinkamą apsaugą.

Taikymo sritis

Beveik visa šiuolaikinė elektronika yra maitinama iš šio tipo blokų.

Perjungiamojo maitinimo šaltinio surinkimas savo rankomis

Panagrinėkime paprasto maitinimo šaltinio grandinę, kurioje taikomas aukščiau aprašytas veikimo principas.

Pavadinimai:

• Rezistoriai: R1 – 100 omų, R2 – nuo ​​150 kOhm iki 300 kOhm (pasirenkama), R3 – 1 kOhm.
• Talpos: C1 ir C2 – 0,01 µF x 630 V, C3 – 22 µF x 450 V, C4 – 0,22 µF x 400 V, C5 – 6800–15 000 pF (pasirenkama), 012 µF, C6 – 750 µF – 220 µF x 25 V, C8 – 22 µF x 25 V.
• Diodai: VD1-4 - KD258V, VD5 ir VD7 - KD510A, VD6 - KS156A, VD8-11 - KD258A.
• Tranzistorius VT1 – KT872A.
• Įtampos stabilizatorius D1 - mikroschema KR142 su indeksu EH5 - EH8 (priklausomai nuo reikalingos išėjimo įtampos).
• Transformatorius T1 - naudojama w formos ferito šerdis, kurios matmenys yra 5x5. Pirminė apvija apvyniota 600 vijų vielos Ø 0,1 mm, antrinėje (kaiščiai 3-4) yra 44 apsisukimai Ø 0,25 mm, o paskutinė apvija - 5 apsisukimai Ø 0,1 mm.
• Saugiklis FU1 – 0,25A.

Nustatymas susijęs su R2 ir C5 reikšmių parinkimu, užtikrinančiu generatoriaus sužadinimą esant 185–240 V įėjimo įtampai.

Beveik kiekvienas elektroninis prietaisas turi maitinimo šaltinį - svarbų elektros instaliacijos schemos elementą. Blokai naudojami įrenginiuose, kuriems reikia mažos galios. Pagrindinė maitinimo šaltinio užduotis yra sumažinti tinklo įtampą. Pirmieji perjungimo maitinimo šaltiniai buvo sukurti išradus ritę, kuri veikė su kintama srove.

Transformatorių naudojimas davė impulsą maitinimo šaltinių plėtrai. Po srovės lygintuvo atliekamas įtampos išlyginimas. Įrenginiuose su dažnio keitikliu šis procesas vyksta skirtingai.

Impulsinis blokas yra pagrįstas inverterio sistema. Ištaisius įtampą, susidaro aukšto dažnio stačiakampiai impulsai, kurie tiekiami į žemo dažnio išėjimo filtrą. Perjungiamieji maitinimo šaltiniai konvertuoja įtampą ir tiekia maitinimą apkrovai.

Energija iš impulsų bloko neišsisklaido. Iš linijinio šaltinio yra išsklaidymas ant puslaidininkių (tranzistorių). Kompaktiškumas ir lengvas svoris taip pat suteikia pranašumą prieš transformatorius, turinčius tą pačią galią, todėl dažnai jis pakeičiamas impulsiniais blokais.

Veikimo principas

Paprasto dizaino UPS veikimas yra toks. Jei įvesties srovė yra kintamoji, kaip ir daugumoje buitinių prietaisų, tada įtampa pirmiausia paverčiama nuolatine. Kai kuriose įrenginių konstrukcijose yra jungikliai, kurie padvigubina įtampą. Tai daroma norint prisijungti prie tinklo, kurio įtampa skiriasi, pavyzdžiui, 115 ir 230 voltų.

Lygintuvas išlygina kintamąją įtampą ir išveda nuolatinę srovę, kuri patenka į kondensatoriaus filtrą. Srovė iš lygintuvo išeina mažų aukšto dažnio impulsų pavidalu. Signalai turi didelę energiją, todėl sumažėja impulsinio transformatoriaus galios koeficientas. Dėl šios priežasties impulsų bloko matmenys yra maži.

Norint ištaisyti naujų maitinimo šaltinių galios sumažėjimą, naudojama grandinė, kurioje įėjimo srovė gaunama sinuso pavidalu. Pagal šią schemą blokai montuojami kompiuteriuose, vaizdo kamerose ir kituose įrenginiuose. Impulsinis blokas veikia nuo nuolatinės įtampos, praeinančios per įrenginį, nesikeičiant. Toks blokas vadinamas flyback bloku. Jei jis veikia 115 V, norint veikti esant pastoviai įtampai, reikia 163 voltų, tai apskaičiuojama kaip (115 × √2).

Lygintuvui tokia grandinė yra kenksminga, nes pusė diodų nenaudojami, todėl darbinė lygintuvo dalis perkaista. Šiuo atveju sumažėja patvarumas.

Ištaisius tinklo įtampą, keitiklis pradeda veikti ir konvertuoja srovę. Perėjus per komutatorių, turintį didelę išėjimo energiją, iš nuolatinės srovės gaunama kintamoji srovė. Su kelių dešimčių apsisukimų transformatoriaus apvija ir šimtų hercų dažniu maitinimo šaltinis veikia kaip žemo dažnio stiprintuvas, pasirodo, daugiau nei 20 kHz, žmogaus klausai neprieinamas. Jungiklis pagamintas naudojant tranzistorius su daugiapakopiu signalu. Tokie tranzistoriai turi mažą varžą ir didelį gebėjimą praleisti sroves.

UPS veikimo schema

Tinklo blokuose įėjimas ir išėjimas yra izoliuoti vienas nuo kito impulsiniuose blokuose, srovė nukreipiama į aukšto dažnio pirminę apviją. Transformatorius sukuria reikiamą įtampą antrinėje apvijoje.

Didesnei nei 10 V išėjimo įtampai naudojami silicio diodai. Esant žemai įtampai, montuojami Schottky diodai, kurie turi šiuos privalumus:

• Greitas atsigavimas, o tai leidžia turėti nedidelių nuostolių.
• Žemos įtampos kritimas. Išėjimo įtampai sumažinti naudojamas tranzistorius jame ištaisoma pagrindinė įtampos dalis.

Minimalaus dydžio impulsų bloko grandinė

Paprastoje UPS grandinėje vietoj transformatoriaus naudojamas droselis. Tai yra įtampos mažinimo arba padidinimo keitikliai, kurie priklauso pačiai paprasčiausiai jungikliui ir droseliu;

Kai kurie UPS tipai

• Paprastas UPS, pagrįstas IR2153, įprastas Rusijoje.
• Perjungiami maitinimo šaltiniai pagal TL494.
• Perjungiami maitinimo šaltiniai, pagrįsti UC3842.
• Hibridinio tipo, iš energiją taupančios lempos.
• Stiprintuvui su padidintais duomenimis.
• Iš elektroninio balasto.
• Reguliuojamas UPS, mechaninis įrenginys.
• UMZCH, labai specializuotas maitinimo šaltinis.
• Galingas UPS su dideliu našumu.
• Esant 200 V - ne didesnei kaip 220 voltų įtampai.
• 150 vatų tinklo UPS, tik tinklas.
• 12 V – normaliai veikia esant 12 voltų.
• 24 V – veikia tik esant 24 voltams.
• Tiltas – naudojama tilto grandinė.
• Vamzdžių stiprintuvui - vamzdžių charakteristikos.
• Šviesos diodams – didelis jautrumas.
• Bipolinis UPS, išsiskiriantis kokybe.
• Flyback, padidino įtampą ir galią.

Ypatumai

Paprastas UPS gali būti sudarytas iš mažų transformatorių, nes didėjant dažniui, transformatoriaus efektyvumas yra didesnis, o šerdies matmenų reikalavimai mažesni. Ši šerdis pagaminta iš feromagnetinių lydinių, o žemiems dažniams naudojamas plienas.

Įtampa maitinimo šaltinyje stabilizuojama dėl neigiamo grįžtamojo ryšio. Išėjimo įtampa palaikoma tame pačiame lygyje ir nepriklauso nuo apkrovos ir įėjimo svyravimų. Atsiliepimai kuriami naudojant skirtingus metodus. Jei blokas turi galvaninę izoliaciją nuo tinklo, tada prie išėjimo arba naudojant optroną jungiama viena transformatoriaus apvija. Jei atjungti nereikia, naudokite paprastą varžinį skirstytuvą. Dėl to išėjimo įtampa stabilizuojama.

Laboratorinių blokų ypatumai

Veikimo principas pagrįstas aktyviosios įtampos konvertavimu. Norint pašalinti trukdžius, grandinės gale ir pradžioje dedami filtrai. Tranzistorių prisotinimas teigiamai veikia diodus, yra įtampos reguliavimas. Integruota apsauga blokuoja trumpąjį jungimą. Maitinimo kabeliai naudojami nemoduline serija, galia siekia 500 vatų.

Korpusas turi aušinimo ventiliatorių, ventiliatoriaus greitis reguliuojamas. Maksimali įrenginio apkrova 23 amperai, varža 3 omai, maksimalus dažnis 5 hercai.

Impulsinių blokų taikymas

Jų panaudojimo mastas nuolat auga tiek kasdieniame gyvenime, tiek pramoninėje gamyboje.

Perjungiamieji maitinimo šaltiniai naudojami nepertraukiamo maitinimo šaltiniuose, stiprintuvuose, imtuvuose, televizoriuose, įkrovikliuose, žemos įtampos apšvietimo linijoms, kompiuterinei, medicinos įrangai ir kitiems įvairiems bendros paskirties prietaisams bei prietaisams.

Privalumai ir trūkumai

UPS turi šiuos privalumus ir trūkumus:

• Lengvas svoris.
• Padidėjęs efektyvumas.
• Žema kaina.
• Maitinimo įtampos diapazonas yra platesnis.
• Integruotos saugos spynos.

Sumažėjęs svoris ir matmenys atsirado dėl to, kad vietoj sunkiųjų transformatorių naudojami elementai su linijinio režimo aušinimo radiatoriais ir impulsų valdymu. Kondensatoriaus talpa sumažinama didinant dažnį. Ištaisymo grandinė tapo paprastesnė;

Žemo dažnio transformatoriai transformacijų metu praranda daug energijos ir išsklaido šilumą. UPS didžiausi nuostoliai atsiranda per trumpalaikius perjungimo procesus. Kitu metu tranzistoriai yra stabilūs, jie yra uždaryti arba atidaryti. Sudarytos sąlygos taupyti energiją, efektyvumas siekia 98%.

UPS kaina sumažėjo dėl daugybės elementų suvienodinimo robotizuotose įmonėse. Valdomų jungiklių galios elementai susideda iš mažesnės galios puslaidininkių.

Impulsinės technologijos leidžia naudoti skirtingų dažnių elektros tinklus, todėl išplečiamas maitinimo šaltinių panaudojimas įvairiuose energijos tinkluose. Mažų matmenų ir skaitmeninės technologijos puslaidininkiniai moduliai yra apsaugoti nuo trumpojo jungimo ir kitų nelaimingų atsitikimų.

Trūkumai

Perjungiamieji maitinimo šaltiniai veikia konvertuodami aukšto dažnio impulsus ir sukuria triukšmą, kuris patenka į aplinką. Reikia slopinti trukdžius ir su jais kovoti naudojant skirtingus metodus. Kartais trukdžių slopinimas neduoda jokio poveikio, o kai kurių tipų prietaisams impulsų blokų naudojimas tampa neįmanomas.

Nerekomenduojama jungti perjungimo maitinimo šaltinių tiek esant mažoms, tiek didelėms apkrovoms. Jei išėjimo srovė staiga nukrenta žemiau nustatytos ribos, užvedimas gali būti neįmanomas, o maitinimo šaltinis turės duomenų iškraipymus, kurie netinkami veikimo diapazonui.