Zasilacze impulsowe 12 V są dziś coraz częściej stosowane w życiu codziennym. Za ich pomocą ładowane są różnego rodzaju akumulatory, realizowane są niektóre rodzaje oświetlenia, a nawet bezprzerwowe zasilanie sieci komputerowych i innych. Oczywiście najłatwiejszym sposobem na zdobycie niezbędnego zasilacza impulsowego jest jego zakup w sklepie. Na przykład zasilacz impulsowy oparty na tl494.

Ale interesuje nas możliwość złożenia tego urządzenia własnymi rękami. A więc zasilacz impulsowy - schemat, szczegóły i zalecenia dotyczące jego montażu.

Jeśli weźmiemy pod uwagę schemat blokowy, składa się on z czterech elementów:

• Prostownik sieciowy.
• Prostownik napięciowy.
• System sterowania.

Budowę zasilacza pokazano na dolnym rysunku.

Jakie zatem funkcje pełni każdy z tych elementów? Prostownik sieciowy przetwarza prąd przemienny na prąd stały. Oznacza to, że tętnienia napięcia są wygładzone. Natomiast przetwornica wysokiej częstotliwości przekształca napięcie stałe w napięcie przemienne. W tym przypadku kształt impulsów staje się po pierwsze prostokątny, a po drugie ma wymaganą amplitudę.

Prostownik napięciowy częściowo wygładza napięcie. Nawiasem mówiąc, w niektórych zasilaczach ten element jest nieobecny; prąd elektryczny przepływa bezpośrednio do filtra wygładzającego, który swoim wyjściem jest podłączony do obciążenia. Ze schematu wynika, że ​​układ sterowania podłączony jest zarówno do przetwornicy wysokiej częstotliwości, jak i prostownika napięciowego. Rzecz w tym, że sterowanie VChP odbywa się na podstawie sprzężenia zwrotnego z prostownika.

Nawiasem mówiąc, ten schemat blokowy prostego zasilacza impulsowego 12 V ma wielu krytyków, którzy twierdzą, że jego wydajność jest dość mała. W zasadzie tak jest, ale jeśli prawidłowo dobierzesz wszystkie elementy, jeśli poprawnie wykonasz obliczenia, to zasilacze impulsowe tego typu będą miały sprawność co najmniej 90%. A to już coś znaczy.

Schematy ideowe

Zatem podstawą montażu zasilacza impulsowego jest nie tylko schemat obwodu, a raczej jego rozsądny wybór, ale także wybór jego głównych elementów. Zasadniczo w tym przypadku konieczne jest dokładne wybranie dwóch elementów:

• Prostownik napięciowy.

Porozmawiamy o nich.

Tak naprawdę tę długą nazwę można zastąpić krótką - falownik. Może być jedno- lub dwusuwowy, w którym wykorzystuje się transformator impulsowy. Oto kilka schematów tego elementu:

Najprostszy obwód, w którym zainstalowany jest tylko transformator, jest jednoprzewodowy (pierwsza pozycja). To prostota stwarza pewne wady:

• Konieczne jest zainstalowanie dużego transformatora, ponieważ urządzenie to działa na prywatnej pętli histerezy.
• Aby moc prądu wyjściowego była duża, konieczne jest zwiększenie jego amplitudy impulsu.

Dlatego obwód ten jest najczęściej stosowany w zasilaczach urządzeń małej mocy, gdzie wpływ tych niedociągnięć nie będzie miał wpływu na działanie samego urządzenia.

Druga pozycja to obwód push-pull, który nazywa się push-pull. Jednocyklowy nie ma wad, ale ma też swoje wady: zwiększone wymagania dotyczące maksymalnej wartości napięcia przełączników i bardziej złożoną konstrukcję samego transformatora.

Trzecia pozycja to półmostek typu push-pull. W rzeczywistości jest to poprzedni model tylko z uproszczonym transformatorem. To kryterium stało się podstawą zasilaczy impulsowych, które są stosowane w urządzeniach elektrycznych o mocy nie większej niż 3 kW.

Czwarta pozycja to zasilacz impulsowy mostkowy. Podwaja liczbę wyłączników zasilania, co pozwala na zwiększenie mocy. Jest to korzystne zarówno z technicznego, jak i ekonomicznego punktu widzenia.

Wybór transformatora

Zasilacz impulsowy, a dokładniej jego moc, będzie zależał od wybranego rodzaju rdzenia transformatora. W przypadku zasilaczy o mocy do 1 kW instalowany jest transformator z rdzeniem ferrytowym.

Uwaga! Należy pamiętać, że w transformatorach z rdzeniem ferrytowym występują duże straty napięcia, jeśli jego częstotliwość zbliża się do 100 Hz.

Prostownik napięciowy

Istnieją trzy główne schematy prostowania napięcia o wartości nominalnej 220 woltów.

• Półfala.
• Pełna fala.
• Zero lub jak poprzednio tylko ze środkiem.

Pierwszy obwód jest najprostszy i wykorzystuje minimalną liczbę elementów półprzewodnikowych. Jedyną wadą jest wysokie tętnienie napięcia na wyjściu. Chociaż możliwe byłoby dodanie małego współczynnika prostowania (0,45), dlatego korzystając z tego obwodu, będziesz musiał zainstalować mocny filtr.

Zero ma wysoki współczynnik prostowania wynoszący 0,9. To prawda, że ​​​​w tym przypadku konieczne jest prawie podwojenie liczby diod prostowniczych. Wadą jest obecność transformatora sieciowego. Oznacza to, że jego gabaryty mają niewiele wspólnego z koncepcją urządzeń o małych rozmiarach, zwłaszcza jeśli chodzi o zasilacz impulsowy.

Trzecia pozycja jest taka sama jak druga, tylko bez transformatora. Zastępuje go filtr pojemnościowy, który ma swoją wadę - wysoki impuls prądu wyjściowego. To prawda, że ​​​​ta wada nie jest krytyczna.

Wnioski w temacie

Jak widać, schemat obwodu zasilaczy impulsowych ma kilka odmian. Aby jednak każdy z nich działał poprawnie, konieczne jest prawidłowe dobranie jego komponentów. Oczywiście to wszystko nie jest tak proste, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka, ale jeśli weźmiesz pod uwagę nasze zalecenia, możesz samodzielnie złożyć mały zasilacz, na przykład do oświetlania pomieszczeń lampami LED.

Wiele urządzeń elektrycznych od dawna stosuje zasadę realizacji mocy wtórnej poprzez zastosowanie dodatkowych urządzeń, którym powierzono funkcje dostarczania energii elektrycznej do obwodów wymagających zasilania z określonych rodzajów napięcia, częstotliwości, prądu...

W tym celu tworzone są dodatkowe elementy: konwersja napięcia jednego typu na inny. Oni mogą być:

wbudowany w obudowę konsumencką, jak w wielu urządzeniach mikroprocesorowych;

lub wykonane w oddzielnych modułach z przewodami łączącymi podobnymi do konwencjonalnej ładowarki do telefonu komórkowego.

We współczesnej elektrotechnice obowiązują dwie zasady konwersji energii dla odbiorców energii elektrycznej, oparte na:

1. wykorzystanie analogowych urządzeń transformatorowych do przeniesienia mocy do obwodu wtórnego;

2. zasilacze impulsowe.

Mają zasadnicze różnice w konstrukcji i działają przy użyciu różnych technologii.

Zasilacze transformatorowe

Początkowo powstawały tylko takie projekty. Zmieniają one strukturę napięcia na skutek pracy transformatora mocy, zasilanego z domowej sieci 220 V, w którym maleje amplituda harmonicznej sinusoidalnej, która następnie jest kierowana do urządzenia prostowniczego składającego się z diod mocy, zwykle połączonych w obwód mostkowy.

Następnie pulsujące napięcie jest wygładzane przez równolegle połączoną pojemność, dobraną zgodnie z dopuszczalną mocą i stabilizowane przez obwód półprzewodnikowy z tranzystorami mocy.

Zmieniając położenie rezystorów dostrajających w obwodzie stabilizującym, można regulować napięcie na zaciskach wyjściowych.

Zasilacze impulsowe (UPS)

Podobne rozwiązania projektowe pojawiły się masowo kilkadziesiąt lat temu i stały się coraz bardziej popularne w urządzeniach elektrycznych ze względu na:

dostępność wspólnych komponentów;

niezawodność w wykonaniu;

możliwości rozszerzenia zakresu roboczego napięć wyjściowych.

Prawie wszystkie zasilacze impulsowe różnią się nieco konstrukcją i działają według tego samego schematu, typowego dla innych urządzeń.

Do głównych części zasilaczy należą:

prostownik sieciowy złożony z: dławików wejściowych, filtra elektromechanicznego zapewniającego tłumienie szumów i izolację statyczną od kondensatorów, bezpiecznika sieciowego i mostka diodowego;

zbiornik filtrujący;

kluczowy tranzystor mocy;

oscylator główny;

obwód sprzężenia zwrotnego wykonany na tranzystorach;

transoptor;

zasilacz impulsowy, z którego uzwojenia wtórnego pochodzi napięcie przetwarzane na obwód mocy;

diody prostownicze obwodu wyjściowego;

obwody sterujące napięciem wyjściowym, na przykład 12 woltów z regulacją dokonaną za pomocą transoptora i tranzystorów;

kondensatory filtrujące;

dławiki mocy, które pełnią rolę korekcji napięcia i diagnostyki w sieci;

złącza wyjściowe.

Przykład płytki elektronicznej takiego zasilacza impulsowego z krótkim oznaczeniem podstawy elementu pokazano na rysunku.

Jak działa zasilacz impulsowy?

Zasilacz impulsowy wytwarza stabilizowane napięcie zasilania wykorzystując zasady współpracy pomiędzy elementami obwodu falownika.

Napięcie sieciowe 220 V dostarczane jest podłączonymi przewodami do prostownika. Jego amplituda jest wygładzana przez filtr pojemnościowy poprzez zastosowanie kondensatorów, które wytrzymują skoki napięcia około 300 woltów i jest oddzielona filtrem szumów.

Moc RADIOWA

Blok zasilania impulsowego

Głównym zadaniem jest nieznaczne usystematyzowanie rozproszonej wiedzy i materiałów, zebranie ich w jednym miejscu pod jednym tytułem. Informacje nie są dla specjalistów, ale dla tych, którzy chcą zrozumieć podstawowe zasady działania zasilaczy impulsowych i choć trochę zrozumieć, jak one działają.

Stosowane skróty: BP – jednostka zasilająca (urządzenie elektroniczne); TERC – teoria obwodów elektryczno-radiowych; NSBP – nieustabilizowane BP; Uout – napięcie wyjściowe; SBP – zasilacz stabilizowany; UPS – zasilacz impulsowy; Sprawność – współczynnik efektywności: BPPT – zasilacz prądu przemiennego; Ładowarki – ładowarki; KZ – zwarcie; SV – prostownik sieciowy; SF – zabezpieczenie przeciwprzepięciowe; VChP – przetwornica wysokiej częstotliwości; PWM – modulacja szerokości impulsu; const – wartość stała.

1. Klasyfikacja BP:

1.1. Niestabilizowane zasilacze;
1.2. Zasilacze stabilizowane;
1.3. Zasilacze impulsowe;
1.4. Zasilanie sieciowe.

2. Analiza porównawcza:

2.1. Struktura zasilania transformatora;
2.2. Zalety i wady zasilaczy transformatorowych;
2.3. Struktura UPS;
2.4. Zalety i wady UPS.

3. Projekty obwodów poszczególnych elementów UPS:

3.1. filtr SV;
3.2. HPV (element kluczowy z transformatorem impulsowym);
3.3. Kontroler PWM i sprzężenie zwrotne.

4. Schematy różnych zasilaczy UPS.
5. Prawdziwy UPS.
6. Najprostszy UPS - zrób to sam.

1. Klasyfikacja zasilaczy
Zgodnie z dyscypliną TERC (którą studiowałem dość długo) klasyfikacja BP obejmuje następujące grupy:
1.1. NSBP - Są to najpopularniejsze zasilacze transformatorowe. Podaj napięcie wyjściowe prądu stałego. Taki zasilacz zawiera zwykle transformator sieciowy i prostownik. W NSBP napięcie wyjściowe odpowiada napięciu znamionowemu tylko przy znamionowym napięciu sieciowym i znamionowym prądzie obciążenia. Zasilacze te nadają się do zasilania urządzeń oświetleniowych, grzewczych, silników elektrycznych oraz wszelkich urządzeń z wbudowanym regulatorem napięcia (np. większość telefonów bezprzewodowych i automatycznych sekretarek). Mają znaczny poziom tętnienia. Wyjścia nie nadają się do zasilania sprzętu audio (radia, odtwarzacze, syntezatory muzyczne).
1.2. SBP zapewnić, oczyścić kikut, ustabilizowane Uout prądu stałego. Taki zasilacz zwykle zawiera transformator sieciowy, prostownik i stabilizator. Uout nie zależy (lub prawie nie zależy) od zmian napięcia sieciowego (w rozsądnych granicach) i od zmian prądu obciążenia. W UPS Uout będzie prawie taki sam zarówno na biegu jałowym, jak i przy obciążeniu znamionowym. Dodatkowo charakteryzują się dość niskim tętnieniem napięcia AC na wyjściu. SBP prawie zawsze może zastąpić NSBP. UPS może nie mieć transformatora.
1.3. UPS zapewniają stabilizowane napięcie stałe na wyjściu. W porównaniu z transformatorowymi (np. EP z dwóch pierwszych grup) posiadają następujące zalety: wysoką sprawność, niskie nagrzewanie, niewielką masę i gabaryty, duży dopuszczalny zakres napięcia sieciowego. Na wyjściu zwykle wbudowane jest zabezpieczenie przed przeciążeniem i zwarciem. Najważniejszymi elementami UPS-a są wyłącznik - urządzenie zdolne do zmiany oporu przepływu prądu z minimalnej na maksymalną w krótkim czasie i odwrotnie oraz integrator, na którym napięcie nie może zmieniać się natychmiast, ale stopniowo rośnie w miarę gromadzi energię i równie płynnie opada, jak oddaje ją ładunkowi. Korzyści z UPS rosną wraz ze wzrostem mocy, tj. w przypadku sprzętu gospodarstwa domowego o najniższej mocy ich zastosowanie może nie być ekonomicznie uzasadnione, a zasilacze o mocy 50 W i większej są już wyraźnie tańsze w wersji przełączalnej. Obwody UPS są bardziej złożone niż obwody transformatorowe.
1.4. BPPT (w tym autotransformatory)– służy do zasilania urządzeń oświetleniowych i grzewczych elektrycznych, a także do tych urządzeń gospodarstwa domowego, które zawierają wewnętrzny prostownik i stabilizator napięcia (np. wiele radiotelefonów Siemens, Toshiba, szereg automatycznych sekretarek).
1.5. pamięć - Są to urządzenia przeznaczone wyłącznie do ładowania akumulatorów różnego typu. W takim przypadku akumulatory mogą znajdować się zarówno wewnątrz ładowarki, jak i na zewnątrz podczas ładowania. Jednak np. adaptery sieciowe do radiotelefonów zazwyczaj klasyfikowane są jako zasilacze, ponieważ po pierwsze akumulatory nie są podłączane bezpośrednio do ładowarki, lecz poprzez obwód wewnętrzny, a po drugie oprócz ładowania akumulatorów taki zasilacz Z reguły zapewnia również działanie sieciowe.

2. Analiza porównawcza.
Rozważmy dwa główne typy zasilaczy - transformator(1.1.-1.2.) i puls(1.3.). Każdy z nich ma zarówno swoje zalety, jak i wady. Dlatego nie można z całą pewnością stwierdzić, co jest lepsze, a co gorsze, po prostu każdy rodzaj zasilacza może być bardziej odpowiedni dla niektórych urządzeń, w zależności od jego właściwości technicznych.

2.1. Schemat blokowy zasilacza transformatorowego.

Jeśli weźmiemy pod uwagę zasilacz transformatorowy (nazywa się go również analogowym, liniowym, parametrycznym), to składa się on z transformatora obniżającego napięcie 1 , gdzie uzwojenie pierwotne jest wykonane w oparciu o napięcie sieciowe. Transformator ten nazywany jest często transformatorem mocy i służy również do izolacji galwanicznej. Przekształcenie napięcia przemiennego na pulsujące napięcie jednokierunkowe (stałe) następuje za pomocą prostownika 2 na diodach półprzewodnikowych, mostkach, zespołach. Filtr pojemnościowy 3 wygładza pulsujące napięcie (często wykorzystuje się do tego duży kondensator). Ponadto w obwodzie zasilania transformatora może znajdować się stabilizator 4 oraz elementy zabezpieczające przed zwarciem w obciążeniu.
2.2. Zalety i wady zasilania transformatorowego
Zalety zasilacza transformatorowego: wysoka niezawodność, prostota konstrukcji, dostępność podstawy elementu, niski poziom generowanego hałasu.
Wady zasilacza transformatorowego: duże wymiary i waga, zużycie metalu i niska sprawność (w najlepszym przypadku nawet do 50%!).
Więcej szczegółów na temat takich zasilaczy zobacz mój artykuł "Zasilacze" w tej samej sekcji.
2.3. Schemat blokowy zasilacza impulsowego.


W UPS dochodzące napięcie sieciowe jest najpierw prostowane przez diody półprzewodnikowe 1 (zespoły, mostki), a następnie przez filtr pojemnościowy 2 wygładza pulsujące napięcie. Klucz elektroniczny 3 to element generatora wytwarzający impulsy prostokątne o wysokiej częstotliwości, które podawane są do transformatora impulsowego 4 , który jednocześnie pełni funkcję izolacji galwanicznej. W ten sposób w UPS ponownie powstaje prąd przemienny. Na wyjściu znów jest prostownik 1 i filtruj 2 . Aby ustabilizować Uout, UPS wykorzystuje sprzężenie zwrotne 5 . Dzięki temu Uout można utrzymać na stosunkowo stałym poziomie. Klucz elektroniczny 3 sterowany jest za pomocą sterownika PWM 6 . Dzięki takiemu sposobowi sterowania Uout nie jest zależny od ewentualnych wahań napięcia wejściowego (sieciowego), a także od wielkości obciążenia.

2.4. Zalety i wady UPS
Zalety zasilacza UPS: małe gabaryty i waga, szeroki zakres napięć wejściowych i częstotliwości, wysoka sprawność (ponad 90%) oraz w porównaniu do zasilaczy transformatorowych niższy koszt, jeśli zastosujemy nowoczesną bazę elementów. Do ich zalet należy również to, że większość nowoczesnych zasilaczy UPS posiada wbudowane układy zabezpieczające przed brakiem obciążenia na wyjściu oraz przed zwarciami.
Wysoka wydajność UPS jest związana ze specyfiką konstrukcji obwodu. Głównymi stratami w analogowym zasilaczu są transformator mocy i analogowy stabilizator (regulator). UPS nie ma ani jednego, ani drugiego. Zamiast transformatora sieciowego zastosowano transformator wysokiej częstotliwości, a zamiast stabilizatora zastosowano kluczowy element. Ponieważ kluczowe elementy są przez większość czasu włączone lub wyłączone, straty energii w zasilaczu impulsowym są minimalne.
Wady zasilaczy UPS: wszystkie stanowią źródło zakłóceń o wysokiej częstotliwości, co jest bezpośrednio związane z zasadą ich działania, a także z faktem, że główna część obwodu działa bez izolacji galwanicznej od napięcia wejściowego.

3. Projekty obwodów poszczególnych elementów UPS.
3.1. CB i filtr
Aby wyprostować jednofazowe napięcie sieciowe, stosuje się jeden z trzech klasycznych schematów:


Każdy z nich ma zalety i wady, które determinują zakres zastosowania.
Obwód półfalowy charakteryzuje się łatwością wykonania i minimalną liczbą elementów półprzewodnikowych. Głównymi wadami takiego prostownika są znaczne tętnienia napięcia wyjściowego (w prostowniku występuje tylko jedna półfali napięcia sieciowego) i niski współczynnik prostowania Kv. Wyznacza się go poprzez stosunek średniej wartości napięcia na wyjściu prostownika Uout do wartości skutecznej napięcia sieci fazowej Ud. Dla obwodu półfalowego Kv = 0,45. Aby wygładzić tętnienia na wyjściu takiego prostownika, wymagane są mocne filtry.
Obwód pełnookresowy z punktem środkowym (zero) wymaga dwukrotnie większej liczby diod prostowniczych, jednak tę wadę w dużej mierze kompensuje niższy poziom tętnienia prostowanego napięcia i wzrost wartości kV do 0,9. Główną wadą takiego schematu do stosowania w warunkach domowych jest konieczność zorganizowania punktu środkowego napięcia sieciowego, co implikuje obecność transformatora sieciowego (zasilania). Jego wymiary i waga okazują się nie do pogodzenia z ideą małogabarytowego źródła impulsowego.
Obwód prostowniczy mostka pełnookresowego ma takie same wartości tętnienia i kV jak obwód punktu środkowego, ale nie wymaga transformatora sieciowego. Rekompensuje to również główną wadę - podwojoną liczbę diod prostowniczych, zarówno pod względem wydajności, jak i kosztów.
Aby wygładzić wyprostowane tętnienia napięcia, najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie filtra pojemnościowego. Jego zastosowanie pozwala na podniesienie wartości napięcia wyprostowanego do wartości amplitudy sieci (przy Ud=220V Uampl=314V). Za wady takiego filtra uważa się duże wartości prądów impulsowych elementów prostowniczych, ale ta wada nie jest krytyczna.
Doboru diod prostowniczych dokonuje się według średniego prądu przewodzenia Ipr i maksymalnego napięcia wstecznego Urev.

3.2. VChP jest kluczowym elementem transformatora impulsowego.
VChP to jednocyklowy konwerter kluczowy lub typu push-pull (inwerter) z transformatorem impulsowym. Warianty schematów VChP pokazano na rysunku.


Cykl pojedynczy Obwód z minimalną liczbą elementów mocy i łatwością wykonania ma wady:
a) transformator w obwodzie pracuje w prywatnej pętli histerezy, co wymaga zwiększenia jego wielkości i całkowitej mocy;
b) aby zapewnić moc wyjściową, należy uzyskać znaczną amplitudę prądu impulsowego przepływającego przez przełącznik półprzewodnikowy.
Układ znalazł największe zastosowanie w urządzeniach małej mocy, gdzie wpływ tych wad nie jest tak znaczący.
Pchać ciągnąć obwód ze środkowym punktem transformatora (push-pull) jest wolny od wad wersji jednocyklowej, ale ma swoją własną - skomplikowaną konstrukcję transformatora (wymagane jest wykonanie identycznych odcinków uzwojenia pierwotnego) oraz zwiększone wymagania dotyczące maksymalnego napięcia przełączników. W przeciwnym razie rozwiązanie zasługuje na uwagę i jest szeroko stosowane w zasilaczach impulsowych.
Półmostek push-pull Parametry obwodu są podobne do obwodu z punktem środkowym, ale nie wymagają skomplikowanej konfiguracji uzwojeń transformatora. Nieodłączną wadą obwodu jest konieczność zorganizowania środkowego punktu filtra prostownika, co pociąga za sobą dwukrotny wzrost liczby kondensatorów.
Ze względu na łatwość wykonania obwód jest najczęściej stosowany w zasilaczach impulsowych o mocy do 3 kW. Przy dużych mocach koszt kondensatorów filtrujących staje się niedopuszczalnie wysoki w porównaniu z półprzewodnikowymi przełącznikami inwerterowymi, a obwód mostkowy okazuje się najbardziej opłacalny.

Mostek push-pull Parametry obwodu są podobne do innych obwodów push-pull, ale nie wymagają tworzenia sztucznych „punktów środkowych”. Ceną za to jest podwójna liczba wyłączników mocy, co jest korzystne z ekonomicznego i technicznego punktu widzenia przy budowie potężnych źródeł impulsowych.

3.3. Kontroler PWM i sprzężenie zwrotne.
Sam kluczowy element, wykonany na tranzystorach polowych lub bipolarnych, nie jest w stanie generować impulsów prostokątnych. Aby to zrobić, musi być integralnym elementem samooscylatora lub być sterowany przez jakieś urządzenie, które dostarcza mu takie impulsy.
Aby lepiej zapoznać się z realizacją tej funkcji, będziemy musieli rozważyć bardziej złożone (i bliższe rzeczywistym) obwody.
Konwersja odbywa się za pomocą mocnego tranzystora VT1 działającego w trybie przełączania i transformatora impulsowego T1, tworząc razem obwód częstotliwości wysokiej częstotliwości. Jeśli chodzi o projekt obwodu, istnieją dwie możliwe opcje konwertera.
Pierwszy wykonane zgodnie z obwodem samooscylatora impulsowego. Na przykład zastosowano to w zasilaczach UPS TV 3 - 4 USCT), na przykład:


Telewizor Sadko-61TTs-423D to jedyny telewizor retro w moim muzeum, który służył zgodnie z jego przeznaczeniem, jako monitor demonstracyjny dla klasy komputerowej KUVT-86 oraz do oglądania obrazu z magnetowidu Elektronika-VM12.

Zdjęcie UPS dla podobnych telewizorów.

Drugi– ze sterowaniem zewnętrznym, stosowane w większości nowoczesnych (i mniej nowoczesnych) urządzeń radioelektronicznych, np.:

Ponieważ częstotliwość przetwornika jest zwykle wybierana od 20 do 60 kHz, wymiary transformatora impulsowego, a co za tym idzie, całego zasilacza będą dość kompaktowe, co jest ważnym czynnikiem przy tworzeniu nowoczesnego sprzętu.

Poniżej przedstawiono uproszczony schemat przetwornika impulsów ze sterowaniem zewnętrznym:


Konwerter wykonany jest na tranzystorze VT1 i transformatorze T1. Napięcie sieciowe jest dostarczane przez SF do SV, gdzie jest prostowane, filtrowane przez kondensator filtrujący SF i przez uzwojenie W1 transformatora impulsowego T1 jest dostarczane do kolektora tranzystora VT1. Po przyłożeniu prostokątnego impulsu do obwodu bazowego tranzystora tranzystor otwiera się i przepływa przez niego rosnący prąd Ik. Ten sam prąd będzie przepływał przez uzwojenie W1 transformatora T1, co doprowadzi do wzrostu strumienia magnetycznego w rdzeniu transformatora i pojawienia się indukowanego emf w uzwojeniu wtórnym W2. W rezultacie na wyjściu diody VD pojawi się napięcie dodatnie.
Co więcej, jeśli zwiększysz czas trwania impulsu przyłożonego do podstawy tranzystora VT1, napięcie w obwodzie wtórnym wzrośnie, ponieważ zostanie uwolnionych więcej energii, a jeśli czas trwania zostanie skrócony, napięcie odpowiednio się zmniejszy. Zatem zmieniając czas trwania impulsu w obwodzie bazowym tranzystora, można zmieniać napięcia wyjściowe uzwojenia wtórnego T1 i tym samym stabilizować napięcia wyjściowe. Jedyne, co jest do tego potrzebne, to obwód, który będzie generował impulsy wyzwalające i kontrolował ich czas trwania (szerokość geograficzna). Jako taki obwód stosuje się kontroler PWM. To samo w sobie jest dość złożonym elementem (w zasadzie jak każdy układ scalony), który obejmuje: główny generator impulsów (który określa częstotliwość roboczą przetwornika), obwody zabezpieczające i sterujące oraz obwód logiczny kontrolujący czas trwania impulsu.

Przykład tworzenia sekwencji PWM:


Cykl pracy impulsów jest określony przez stosunek okresu oscylacji do czasu trwania impulsu S=T/timpuls. Nawiasem mówiąc, o impulsach, cyklu pracy itp. zobacz moje artykuły z serii „Multiwibrator” W rozdziale Biblioteka RADIOL.
Dla A: S=0,5;
dla B: S<0,5;
dla C: S>0,5.
Należy pamiętać, że we wszystkich przypadkach okres T=const, a co za tym idzie, częstotliwość f=const.
Impulsy tego typu generowane są na wyjściu sterownika PWM i przesyłane do bazy VT1.
Aby ustabilizować napięcia wyjściowe zasilacza UPS, obwód kontrolera PWM „musi znać” wielkość napięć wyjściowych. W tym celu wykorzystuje się obwód sprzężenia zwrotnego (lub obwód śledzący), wykonany na transoptorze U1 i rezystorze R2. Wzrost napięcia w obwodzie wtórnym transformatora T1 spowoduje wzrost natężenia promieniowania diod LED, a w konsekwencji zmniejszenie rezystancji złącza fototranzystora (wchodzą one w skład transoptora U1). To z kolei spowoduje wzrost spadku napięcia na rezystorze R2 (połączonym szeregowo z fototranzystorem) i spadek napięcia na pinie 1 sterownika PWM. Spadek napięcia powoduje, że obwód logiczny zawarty w sterowniku PWM zwiększa czas trwania impulsu (opcja C na schemacie) aż napięcie na 1 pinie będzie odpowiadać zadanym parametrom. Gdy napięcie maleje, proces jest odwrotny (opcja B na schemacie).
UPS stosuje dwie zasady realizacji sprzężenia zwrotnego (obwodów śledzących) - „bezpośrednią” i „pośrednią”. Powyższą metodę nazywa się „bezpośrednią”, ponieważ napięcie sprzężenia zwrotnego jest usuwane bezpośrednio z prostownika wtórnego.
Metodą „pośrednią” napięcie zwrotne jest usuwane z dodatkowego uzwojenia transformatora impulsowego:


Spadek lub wzrost napięcia na uzwojeniu W2 spowoduje zmianę napięcia na uzwojeniu W3, które jest również podawane na pin 1 sterownika PWM poprzez rezystor R2.
Wyobraźmy sobie sytuację, w której w obciążeniu UPS następuje zwarcie. W takim przypadku cała energia dostarczana do obwodu wtórnego zasilacza UPS zostanie utracona, a napięcie wyjściowe będzie prawie zerowe. W związku z tym obwód sterownika PWM będzie próbował zwiększyć czas trwania impulsu, aby podnieść poziom tego napięcia do odpowiedniej wartości. W rezultacie tranzystor VT1 pozostanie otwarty coraz dłużej, a przepływający przez niego prąd będzie wzrastał. Ostatecznie doprowadzi to do awarii tego tranzystora. UPS zapewnia ochronę tranzystora przetwornicy przed przeciążeniami prądowymi w takich sytuacjach awaryjnych. Opiera się on na rezystorze Rprotect, połączonym szeregowo z obwodem, przez który przepływa prąd kolektora Ik. Wzrost prądu Ik przepływającego przez tranzystor VT1 spowoduje wzrost spadku napięcia na tym rezystorze, a co za tym idzie, zmniejszy się również napięcie podawane na pin 2 sterownika PWM. Gdy napięcie to spadnie do pewnego poziomu, który odpowiada maksymalnemu dopuszczalnemu prądowi tranzystora, obwód logiczny sterownika PWM przestanie generować impulsy, a zasilacz przejdzie w tryb ochronny, czyli inaczej mówiąc, wyłączy się.

4. Schematy różnych zasilaczy UPS.
Bez komentarza podam kilka schematów UPS o różnym stopniu złożoności i na różnych podstawach elementowych. Jeśli chcesz, możesz je łatwo znaleźć w Internecie.

Schematy te są prezentowane „w celach szkoleniowych”, aby patrząc na nie można było znaleźć podstawowe elementy właściwe wszystkim UPS-om, niezależnie od konkretnego, że tak powiem, wdrożenia. Cóż, porównaj rozwiązania obwodów i bazę elementów.

5. Prawdziwy UPS.
Któregoś dnia w mojej klasie komputerowej przestał działać przełącznik LAN D-Link DES-1016D.
Jak się okazało, przyczyną była awaria jego UPS, a dokładniej zasilania kontrolera PWM.


Przełącznik jest otwarty.


Jego UPS powinien wytwarzać napięcie 3,3 V x 1,5 A.


Jego schemat. Musiałem wymienić kondensator C3 w obwodzie zasilania sterownika PWM. UPS uruchomił się i Switch znów zaczął normalnie działać.
Zobacz więcej szczegółów. „Naprawa wyłącznikaD- LinkDES-1016 D» W rozdziale Warsztaty RADIO.

6. Najprostszy UPS - zrób to sam.
Od razu znalazłem film z powstania tego UPS-a na kilkunastu stronach. A nawet od dwóch różnych autorów!


Świadczy to zapewne o dobrej powtarzalności projektu („Wykonanie najprostszego zasilacza impulsowego”, 18 min, na youtube.com). Autor szczegółowo opisuje cały proces produkcji UPS, zalecenia dotyczące doboru części oraz demonstruje działający zespół. To prawda, że ​​terminologia jest trochę... miejscami... nie do końca. Ale w tym przypadku nie jest to istotne.

Specjalista nazwał to urządzenie nie zasilaczem UPS, ale konwerterem. Od razu pojawiło się pytanie: jak utrzymać stabilne napięcie na wyjściu. Czy to oznacza, że ​​taki zasilacz bez sprzężenia zwrotnego i kontrolera PWM to w ogóle nie UPS?

Dziękuję za uwagę jaką poświęciłeś mojemu materiałowi.
Projekt obejmuje opracowanie dwóch kontynuacji: produkcję UPS w warsztacie RADIO oraz opis rzadkich prawdziwych UPSów w nowym dziale Radio RADIO, który planuję wkrótce otworzyć.

Większość nowoczesnych urządzeń elektronicznych praktycznie nie wykorzystuje zasilaczy analogowych (transformatorowych), zastępuje je impulsowe przetworniki napięcia. Aby zrozumieć, dlaczego tak się stało, należy wziąć pod uwagę cechy konstrukcyjne, a także mocne i słabe strony tych urządzeń. Porozmawiamy również o przeznaczeniu głównych elementów źródeł impulsowych i podamy prosty przykład realizacji, którą można zmontować własnymi rękami.

Cechy konstrukcyjne i zasada działania

Spośród kilku metod przetwarzania napięcia na elementy energoelektroniczne można wyróżnić dwie najbardziej rozpowszechnione:

1. Analog, którego głównym elementem jest transformator obniżający napięcie, oprócz swojej głównej funkcji zapewnia również izolację galwaniczną.
2. Zasada impulsu.

Przyjrzyjmy się, czym różnią się te dwie opcje.

Zasilacz oparty na transformatorze mocy

Rozważmy uproszczony schemat blokowy tego urządzenia. Jak widać na rysunku, na wejściu zainstalowany jest transformator obniżający napięcie, za jego pomocą przekształcana jest amplituda napięcia zasilania, na przykład z 220 V otrzymujemy 15 V. Następnym blokiem jest prostownik, jego zadaniem jest zamiana prądu sinusoidalnego na pulsacyjny (harmoniczna jest pokazana nad obrazem symbolicznym). W tym celu stosuje się prostownicze elementy półprzewodnikowe (diody) połączone mostkiem. Zasadę ich działania można znaleźć na naszej stronie internetowej.

Kolejny blok spełnia dwie funkcje: wygładza napięcie (wykorzystuje się do tego kondensator o odpowiedniej pojemności) i stabilizuje je. To ostatnie jest konieczne, aby napięcie nie „spadło” wraz ze wzrostem obciążenia.

Podany schemat blokowy jest znacznie uproszczony; z reguły źródło tego typu posiada filtr wejściowy i układy zabezpieczające, ale nie ma to znaczenia dla wyjaśnienia działania urządzenia.

Wszystkie wady powyższej opcji są bezpośrednio lub pośrednio związane z głównym elementem projektu - transformatorem. Po pierwsze, jego waga i wymiary ograniczają miniaturyzację. Aby nie być bezpodstawnym, jako przykład posłużymy się transformatorem obniżającym napięcie 220/12 V o mocy znamionowej 250 W. Waga takiej jednostki wynosi około 4 kilogramy, wymiary 125x124x89 mm. Można sobie wyobrazić, ile ważyłaby oparta na niej ładowarka do laptopa.

Po drugie, cena takich urządzeń jest czasami wielokrotnie wyższa niż całkowity koszt pozostałych podzespołów.

Urządzenia impulsowe

Jak widać ze schematu blokowego pokazanego na rysunku 3, zasada działania tych urządzeń różni się znacznie od przetworników analogowych, przede wszystkim brakiem wejściowego transformatora obniżającego napięcie.

Rozważmy algorytm działania takiego źródła:

• Do filtra sieciowego doprowadzane jest zasilanie, jego zadaniem jest minimalizacja szumów sieciowych, zarówno przychodzących, jak i wychodzących, powstających w wyniku pracy.
• Następnie uruchamiany jest moduł przetwarzania napięcia sinusoidalnego na napięcie stałe impulsowe oraz filtr wygładzający.
• W kolejnym etapie do procesu podłączany jest falownik, którego zadaniem jest formowanie prostokątnych sygnałów o wysokiej częstotliwości. Informacja zwrotna do falownika odbywa się za pośrednictwem jednostki sterującej.
• Kolejnym blokiem jest IT, niezbędny do automatycznego trybu generatora, podawania napięcia do obwodu, zabezpieczenia, sterowania sterownikiem, a także obciążenia. Dodatkowo zadanie IT obejmuje zapewnienie izolacji galwanicznej pomiędzy obwodami wysokiego i niskiego napięcia.

W przeciwieństwie do transformatora obniżającego, rdzeń tego urządzenia wykonany jest z materiałów ferrimagnetycznych, co przyczynia się do niezawodnej transmisji sygnałów RF, które mogą mieścić się w zakresie 20-100 kHz. Cechą charakterystyczną IT jest to, że przy jej podłączaniu krytyczne jest uwzględnienie początku i końca uzwojeń. Niewielkie wymiary tego urządzenia umożliwiają wykonanie urządzeń miniaturowych; przykładem jest wiązka elektroniczna (statecznik) lampy LED lub energooszczędnej.

• Następnie uruchamia się prostownik wyjściowy, ponieważ działa on z napięciem o wysokiej częstotliwości; proces wymaga szybkich elementów półprzewodnikowych, dlatego w tym celu stosuje się diody Schottky'ego.
• W końcowej fazie na korzystnym filtrze przeprowadza się wygładzanie, po czym do obciążenia przykładane jest napięcie.

Teraz zgodnie z obietnicą przyjrzyjmy się zasadzie działania głównego elementu tego urządzenia – falownika.

Jak działa falownik?

Modulację RF można przeprowadzić na trzy sposoby:

• częstotliwość impulsów;
• impuls fazowy;
• szerokość impulsu.

W praktyce stosuje się tę ostatnią opcję. Wynika to zarówno z prostoty implementacji, jak i z faktu, że PWM ma stałą częstotliwość komunikacji, w przeciwieństwie do pozostałych dwóch metod modulacji. Poniżej przedstawiono schemat blokowy opisujący działanie sterownika.

Algorytm działania urządzenia wygląda następująco:

Generator częstotliwości odniesienia generuje szereg sygnałów prostokątnych, których częstotliwość odpowiada częstotliwości odniesienia. Na podstawie tego sygnału powstaje ząb piłokształtny UP, który jest dostarczany na wejście komparatora K PWM. Sygnał UUS pochodzący ze wzmacniacza sterującego podawany jest na drugie wejście tego urządzenia. Sygnał generowany przez ten wzmacniacz odpowiada proporcjonalnej różnicy pomiędzy U P (napięcie odniesienia) i U RS (sygnał sterujący z obwodu sprzężenia zwrotnego). Oznacza to, że sygnał sterujący UUS jest w rzeczywistości napięciem niedopasowanym, którego poziom zależy zarówno od prądu na obciążeniu, jak i napięcia na nim (U OUT).

Ta metoda realizacji pozwala zorganizować obwód zamknięty, który pozwala kontrolować napięcie wyjściowe, czyli w rzeczywistości mówimy o liniowo-dyskretnej jednostce funkcjonalnej. Na jego wyjściu generowane są impulsy o czasie trwania zależnym od różnicy pomiędzy sygnałami zadanymi i sterującymi. Na jego podstawie tworzone jest napięcie sterujące kluczowym tranzystorem falownika.

Proces stabilizacji napięcia wyjściowego odbywa się poprzez monitorowanie jego poziomu; w przypadku jego zmian napięcie sygnału sterującego U PC zmienia się proporcjonalnie, co prowadzi do zwiększenia lub zmniejszenia czasu trwania między impulsami.

W efekcie zmienia się moc obwodów wtórnych, co zapewnia stabilizację napięcia wyjściowego.

Aby zapewnić bezpieczeństwo, wymagana jest izolacja galwaniczna pomiędzy zasilaniem a sprzężeniem zwrotnym. Z reguły stosuje się w tym celu transoptory.

Mocne i słabe strony źródeł impulsowych

Jeśli porównamy urządzenia analogowe i impulsowe o tej samej mocy, to drugie będzie miało następujące zalety:

• Mały rozmiar i waga wynikają z braku transformatora obniżającego niską częstotliwość i elementów sterujących, które wymagają odprowadzania ciepła za pomocą dużych grzejników. Dzięki zastosowaniu technologii konwersji sygnału wysokiej częstotliwości możliwe jest zmniejszenie pojemności kondensatorów zastosowanych w filtrach, co pozwala na montaż mniejszych elementów.
• Wyższa wydajność, ponieważ główne straty są spowodowane jedynie procesami przejściowymi, podczas gdy w obwodach analogowych podczas konwersji elektromagnetycznej stale tracona jest duża ilość energii. Wynik mówi sam za siebie, zwiększając wydajność do 95-98%.
• Niższy koszt ze względu na zastosowanie mniej wydajnych elementów półprzewodnikowych.
• Szerszy zakres napięcia wejściowego. Tego typu sprzęt nie jest wymagający pod względem częstotliwości i amplitudy, dlatego dozwolone jest podłączenie do sieci o różnych standardach.
• Dostępność niezawodnej ochrony przed zwarciami, przeciążeniami i innymi sytuacjami awaryjnymi.

Wady technologii impulsowej obejmują:

Obecność zakłóceń RF jest konsekwencją pracy przetwornicy wysokiej częstotliwości. Czynnik ten wymaga zainstalowania filtra tłumiącego zakłócenia. Niestety jego działanie nie zawsze jest skuteczne, co nakłada pewne ograniczenia na stosowanie urządzeń tego typu w sprzęcie o dużej precyzji.

Specjalne wymagania dotyczące obciążenia, nie należy go zmniejszać ani zwiększać. Gdy tylko poziom prądu przekroczy górny lub dolny próg, charakterystyka napięcia wyjściowego zacznie znacznie różnić się od standardowych. Z reguły producenci (nawet ostatnio chińscy) przewidują takie sytuacje i instalują w swoich produktach odpowiednie zabezpieczenia.

Szereg zastosowań

Prawie cała współczesna elektronika zasilana jest z bloków tego typu, jako przykład:

Montaż zasilacza impulsowego własnymi rękami

Rozważmy obwód prostego zasilacza, w którym zastosowana jest opisana powyżej zasada działania.

Oznaczenia:

• Rezystory: R1 – 100 Ohm, R2 – od 150 kOhm do 300 kOhm (do wyboru), R3 – 1 kOhm.
• Pojemności: C1 i C2 – 0,01 µF x 630 V, C3 -22 µF x 450 V, C4 – 0,22 µF x 400 V, C5 – 6800-15000 pF (do wyboru), 012 µF, C6 – 10 µF x 50 V, C7 – 220 µF x 25 V, C8 – 22 µF x 25 V.
• Diody: VD1-4 - KD258V, VD5 i VD7 - KD510A, VD6 - KS156A, VD8-11 - KD258A.
• Tranzystor VT1 – KT872A.
• Stabilizator napięcia D1 - mikroukład KR142 o indeksie EH5 - EH8 (w zależności od wymaganego napięcia wyjściowego).
• Transformator T1 - zastosowano rdzeń ferrytowy w kształcie litery W o wymiarach 5x5. Uzwojenie pierwotne nawinięte jest 600 zwojami drutu o średnicy 0,1 mm, uzwojenie wtórne (piny 3-4) zawiera 44 zwoje o średnicy 0,25 mm, a ostatnie uzwojenie zawiera 5 zwojów o średnicy 0,1 mm.
• Bezpiecznik FU1 – 0,25A.

Konfiguracja sprowadza się do wybrania wartości R2 i C5, które zapewniają wzbudzenie generatora przy napięciu wejściowym 185-240 V.

Prawie każde urządzenie elektroniczne ma zasilacz - ważny element schematu elektrycznego. Bloki znajdują zastosowanie w urządzeniach wymagających małej mocy. Podstawowym zadaniem zasilacza jest obniżenie napięcia sieciowego. Pierwsze zasilacze impulsowe powstały po wynalezieniu cewki, która pracowała na prąd przemienny.

Zastosowanie transformatorów dało impuls do rozwoju zasilaczy. Po prostowniku prądu przeprowadza się wyrównanie napięcia. W urządzeniach z przetwornicą częstotliwości proces ten przebiega inaczej.

Jednostka impulsowa oparta jest na układzie inwertorowym. Po wyprostowaniu napięcia powstają prostokątne impulsy o wysokiej częstotliwości, które podawane są do filtra wyjściowego niskiej częstotliwości. Zasilacze impulsowe przekształcają napięcie i dostarczają moc do obciążenia.

Jednostka impulsowa nie powoduje strat energii. Ze źródła liniowego następuje rozproszenie na półprzewodnikach (tranzystorach). Jego zwartość i niewielka waga również dają mu przewagę nad jednostkami transformatorowymi o tej samej mocy, dlatego często jest zastępowany jednostkami impulsowymi.

Zasada działania

Działanie prostego UPS-a jest następujące. Jeśli prąd wejściowy to prąd przemienny, jak w większości urządzeń gospodarstwa domowego, napięcie jest najpierw przekształcane na prąd stały. Niektóre konstrukcje jednostek mają przełączniki podwajające napięcie. Odbywa się to w celu podłączenia do sieci o różnych napięciach znamionowych, na przykład 115 i 230 woltów.

Prostownik wyrównuje napięcie przemienne i wyprowadza prąd stały, który wchodzi do filtra kondensatora. Prąd z prostownika wypływa w postaci małych impulsów o wysokiej częstotliwości. Sygnały mają dużą energię, co zmniejsza współczynnik mocy transformatora impulsowego. Z tego powodu wymiary jednostki impulsowej są małe.

Aby skorygować spadek mocy w nowych zasilaczach, stosuje się obwód, w którym prąd wejściowy uzyskiwany jest w postaci sinusa. Bloki instaluje się w komputerach, kamerach wideo i innych urządzeniach zgodnie z tym schematem. Jednostka impulsowa działa przy stałym napięciu przechodzącym przez jednostkę bez zmian. Taki blok nazywany jest blokiem flyback. Jeśli zasilany jest napięciem 115 V, do pracy przy stałym napięciu potrzeba 163 woltów, co oblicza się jako (115 × √2).

Dla prostownika taki obwód jest szkodliwy, ponieważ połowa diod nie jest używana podczas pracy, co powoduje przegrzanie roboczej części prostownika. W takim przypadku trwałość jest zmniejszona.

Po wyprostowaniu napięcia sieciowego włącza się falownik i przetwarza prąd. Po przejściu przez komutator, który ma dużą energię wyjściową, prąd przemienny uzyskiwany jest z prądu stałego. Przy uzwojeniu transformatora o kilkudziesięciu zwojach i częstotliwości setek herców zasilacz działa jak wzmacniacz niskiej częstotliwości, okazuje się, że ma ponad 20 kHz, jest niedostępny dla ludzkiego słuchu. Przełącznik wykonany jest za pomocą tranzystorów z sygnałem wielostopniowym. Tranzystory takie mają niską rezystancję i wysoką zdolność przepuszczania prądów.

Schemat działania UPS-a

W blokach sieciowych wejście i wyjście są odizolowane od siebie, w blokach impulsowych prąd doprowadzany jest do uzwojenia pierwotnego wysokiej częstotliwości. Transformator wytwarza wymagane napięcie na uzwojeniu wtórnym.

Dla napięć wyjściowych większych niż 10 V stosuje się diody krzemowe. Przy niskich napięciach instalowane są diody Schottky'ego, które mają następujące zalety:

• Szybka rekonwalescencja, która pozwala na niewielkie straty.
• Niski spadek napięcia. Aby zmniejszyć napięcie wyjściowe, stosuje się tranzystor; główna część napięcia jest w nim prostowana.

Minimalny rozmiar obwodu bloku impulsowego

W prostym obwodzie UPS zamiast transformatora stosuje się dławik. Są to przetwornice obniżające lub podwyższające napięcie; należą do najprostszej klasy; stosuje się jeden przełącznik i dławik.

Niektóre typy UPS-ów

• Prosty UPS oparty na IR2153, powszechny w Rosji.
• Zasilacze impulsowe oparte na TL494.
• Zasilacze impulsowe oparte na UC3842.
• Typ hybrydowy, z lampy energooszczędnej.
• Dla wzmacniacza o zwiększonej ilości danych.
• Z statecznika elektronicznego.
• Regulowany UPS, urządzenie mechaniczne.
• Dla UMZCH, wysokospecjalistyczny zasilacz.
• Wydajny UPS o dużej wydajności.
• Przy 200 V - dla napięcia nie większego niż 220 woltów.
• UPS sieciowy 150 W, tylko sieć.
• Dla 12 V – działa normalnie przy 12 V.
• Dla 24 V – działa tylko przy napięciu 24 V.
• Mostek – stosowany jest obwód mostkowy.
• Dla wzmacniacza lampowego – charakterystyka lamp.
• Dla diod LED – wysoka czułość.
• UPS bipolarny wyróżniający się jakością.
• Flyback ma zwiększone napięcie i moc.

Osobliwości

Prosty UPS może składać się z małych transformatorów, ponieważ wraz ze wzrostem częstotliwości wydajność transformatora jest wyższa, a wymagania dotyczące wymiarów rdzenia są mniejsze. Rdzeń ten jest wykonany ze stopów ferromagnetycznych, a do niskich częstotliwości używana jest stal.

Napięcie w zasilaczu stabilizowane jest poprzez ujemne sprzężenie zwrotne. Napięcie wyjściowe utrzymuje się na tym samym poziomie i nie zależy od wahań obciążenia i wejścia. Informacje zwrotne są tworzone różnymi metodami. Jeżeli blok posiada izolację galwaniczną od sieci, wówczas stosuje się podłączenie jednego uzwojenia transformatora na wyjściu lub za pomocą transoptora. Jeśli oddzielenie nie jest potrzebne, użyj prostego dzielnika rezystancyjnego. Dzięki temu napięcie wyjściowe jest stabilizowane.

Cechy bloków laboratoryjnych

Zasada działania opiera się na aktywnej konwersji napięcia. Aby usunąć zakłócenia, na końcu i na początku obwodu umieszcza się filtry. Nasycenie tranzystorów ma pozytywny wpływ na diody i następuje regulacja napięcia. Wbudowane zabezpieczenie blokuje zwarcia. Kable zasilające zastosowano w serii niemodularnej, moc sięga 500 watów.

Obudowa posiada wentylator chłodzący, prędkość wentylatora jest regulowana. Maksymalne obciążenie urządzenia wynosi 23 ampery, rezystancja 3 omy, maksymalna częstotliwość 5 herców.

Zastosowanie bloków impulsowych

Zakres ich zastosowania stale rośnie zarówno w życiu codziennym, jak i w produkcji przemysłowej.

Zasilacze impulsowe znajdują zastosowanie w zasilaczach bezprzerwowych, wzmacniaczach, odbiornikach, telewizorach, ładowarkach, do linii oświetleniowych niskiego napięcia, komputerach, sprzęcie medycznym i innych różnorodnych urządzeniach oraz urządzeniach ogólnego przeznaczenia.

Zalety i wady

UPS ma następujące zalety i wady:

• Lekka.
• Zwiększona wydajność.
• Niska cena.
• Zakres napięcia zasilania jest szerszy.
• Wbudowane blokady bezpieczeństwa.

Zmniejszona waga i wymiary wynikają z zastosowania elementów z chłodnicami liniowymi i sterowaniem impulsowym zamiast ciężkich transformatorów. Zwiększenie częstotliwości zmniejsza pojemność kondensatora. Obwód prostowniczy stał się prostszy; najprostszym obwodem jest obwód półfalowy.

Transformatory niskiej częstotliwości tracą dużo energii i rozpraszają ciepło podczas przemian. W UPS maksymalne straty występują podczas przejściowych procesów przełączania. W innych przypadkach tranzystory są stabilne, są zamknięte lub otwarte. Stworzono warunki oszczędzania energii, wydajność sięga 98%.

Koszt UPS został obniżony dzięki ujednoliceniu szerokiej gamy elementów w przedsiębiorstwach zrobotyzowanych. Elementy mocy przełączników sterowanych składają się z półprzewodników o mniejszej mocy.

Technologie impulsowe umożliwiają wykorzystanie sieci energetycznej o różnych częstotliwościach, co poszerza zastosowanie zasilaczy w różnych sieciach energetycznych. Moduły półprzewodnikowe o małych wymiarach i technologii cyfrowej są zabezpieczone przed zwarciami i innymi wypadkami.

Wady

Zasilacze impulsowe działają poprzez przetwarzanie impulsów o wysokiej częstotliwości i wytwarzają hałas przedostający się do otoczenia. Istnieje potrzeba tłumienia i zwalczania zakłóceń różnymi metodami. Czasami tłumienie szumów nie przynosi efektu, a w przypadku niektórych typów urządzeń zastosowanie bloków impulsowych staje się niemożliwe.

Nie zaleca się podłączania zasilaczy impulsowych zarówno przy małych, jak i dużych obciążeniach. Jeśli prąd wyjściowy nagle spadnie poniżej ustawionego limitu, uruchomienie może nie być możliwe, a w zasilaczu wystąpią zniekształcenia danych nieodpowiednie dla zakresu roboczego.