Прекидачко напајање служи за претварање улазног напона у вредност коју захтевају унутрашњи елементи уређаја. Друго име за импулсне изворе, које је постало широко распрострањено, су претварачи.
Садржај
Шта је то?
Инвертер је секундарни извор напајања који користи двоструку конверзију улазног наизменичног напона. Вредност излазних параметара се регулише променом трајања (ширине) импулса и, у неким случајевима, фреквенције њиховог понављања. Ова врста модулације се назива модулација ширине импулса.
Принцип рада прекидачког напајања
Рад претварача заснива се на исправљању примарног напона и његовој даљој трансформацији у низ високофреквентних импулса. По томе се разликује од конвенционалног трансформатора.Излазни напон блока се користи за формирање негативног повратног сигнала, који вам омогућава да подесите параметре импулса. Контролом ширине импулса, лако је организовати стабилизацију и подешавање излазних параметара, напона или струје. То јест, може бити и стабилизатор напона и стабилизатор струје.
Број и поларитет излазних вредности могу бити веома различити у зависности од тога како функционише прекидачко напајање.
Врсте извора напајања
Коришћено је неколико типова претварача, који се разликују по својој конструкцијској шеми:
- без трансформатора;
- трансформатор.
Први се разликују по томе што секвенца импулса иде директно на излазни исправљач и филтер за изравнавање уређаја. Таква шема има минимум компоненти. Једноставан претварач укључује специјализовано интегрисано коло - генератор ширине импулса.
Од недостатака уређаја без трансформатора, главни је то што немају галванску изолацију од мреже и могу представљати опасност од струјног удара. Такође, обично имају малу снагу и дају само 1 излазни напон.
Чешћи су трансформаторски уређаји у којима се на примарни намотај трансформатора доводи високофреквентни импулсни воз. Може бити колико год желите секундарних намотаја, што вам омогућава да генеришете неколико излазних напона. Сваки секундарни намотај је оптерећен сопственим исправљачем и филтером за изравнавање.
Снажно прекидачко напајање за било који рачунар изграђено је према шеми која има високу поузданост и сигурност. За повратни сигнал овде се користи напон од 5 или 12 волти, јер ове вредности захтевају најтачнију стабилизацију.
Употреба трансформатора за претварање високофреквентног напона (десетине килохерца уместо 50 Хз) омогућила је да се њихове димензије и тежина вишеструко смање и да се као материјал језгра користе не електрично гвожђе, већ феромагнетни материјали са великом коерцитивном силом ( магнетно коло).
ДЦ претварачи се такође граде на бази пулсно-ширинске модулације. Без употребе инвертерских кола, конверзија је била повезана са великим потешкоћама.
ПСУ шема
Круг најчешће конфигурације импулсног претварача укључује:
- филтер за сузбијање мрежног шума;
- исправљач;
- филтер за изравнавање;
- претварач ширине импулса;
- кључни транзистори;
- излазни високофреквентни трансформатор;
- излазни исправљачи;
- излазне појединачне и групне филтере.
Сврха филтера за сузбијање буке је да одложи сметње из рада уређаја у мрежу. Прекидач снаге полупроводничких елемената може бити праћен стварањем краткотрајних импулса у широком фреквентном опсегу. Због тога је овде неопходно користити елементе посебно дизајниране за ову сврху као проточне кондензаторе филтерских јединица.
Исправљач се користи за претварање улазног наизменичног напона у једносмерни, а следећи филтер за изравнавање елиминише таласање исправљеног напона.
У случају када се користи ДЦ/ДЦ претварач, исправљач и филтер постају непотребни, а улазни сигнал, прошавши кола филтера шума, директно се напаја у конвертор ширине импулса (модулатор), скраћено ПВМ.
ПВМ је најсложенији део склопа за напајање. Његов задатак укључује:
- генерисање високофреквентних импулса;
- контрола излазних параметара блока и корекција секвенце импулса у складу са повратним сигналом;
- контрола и заштита од преоптерећења.
ПВМ сигнал се доводи до контролних излаза моћних кључних транзистора повезаних у премосни или полумосни круг. Излазна снага транзистора је оптерећена на примарни намотај високофреквентног излазног трансформатора. Уместо традиционалних биполарних транзистора користе се ИГБТ или МОСФЕТ транзистори, који се одликују малим падом напона на спојевима и великом брзином. Побољшани параметри транзистора помажу да се смањи расипање снаге са истим димензијама и техничким параметрима дизајна.
Излазни импулсни трансформатор користи исти принцип конверзије као и класични. Изузетак је рад на вишој фреквенцији. Као резултат тога, високофреквентни трансформатори са истом преношеном снагом имају мање димензије.
Напон из секундарног намотаја енергетског трансформатора (може бити неколико) се доводи до излазних исправљача. За разлику од улазног исправљача, исправљачке диоде секундарног кола морају имати повећану радну фреквенцију.Шотки диоде најбоље раде у овом делу кола. Њихове предности у односу на конвенционалне:
- висока радна фреквенција;
- смањени капацитет п-н споја;
- мали пад напона.
Сврха излазног филтера прекидачког напајања је да смањи таласање исправљеног излазног напона на потребни минимум. Пошто је фреквенција таласања много већа од фреквенције мрежног напона, нема потребе за великим вредностима капацитивности кондензатора и индуктивности калемова.
Обим прекидачког напајања
Прекидачи напона се у већини случајева користе уместо традиционалних трансформатора са полупроводничким стабилизаторима. Са истом снагом, инвертори су мањих укупних димензија и тежине, високе поузданости, и што је најважније - веће ефикасности и могућности рада у широком опсегу улазног напона. А са упоредивим димензијама, максимална снага претварача је неколико пута већа.
У таквој области као што је директна конверзија напона, импулсни извори практично немају алтернативну замену и могу да раде не само да смање напон, већ и да генеришу повећани, да организују промену поларитета. Висока фреквенција конверзије у великој мери олакшава филтрирање и стабилизацију излазних параметара.
Инвертори малих димензија на бази специјализованих интегрисаних кола користе се као пуњачи за све врсте гаџета, а њихова поузданост је таква да радни век јединице за пуњење може неколико пута премашити време рада мобилног уређаја.
12 волтни драјвери за укључивање ЛЕД извора осветљења такође су изграђени према импулсном колу.
Како направити прекидач за напајање својим рукама
Инвертори, посебно моћни, имају сложена кола и доступни су за понављање само искусним радио-аматерима. За самосталну монтажу мрежних извора напајања, можемо препоручити једноставна кола мале снаге користећи специјализоване чипове ПВМ контролера. Такви ИЦ имају мали број елемената за везивање и имају доказана типична склопна кола која практично не захтевају подешавање и подешавање.
Када радите са домаћим конструкцијама или поправљате индустријске уређаје, мора се имати на уму да ће део кола увек бити на потенцијалу мреже, стога се морају поштовати мере безбедности.
Слични чланци:
