Početna distribucija prekidačkih izvora napajanja (IPB) primljena je uglavnom u televizore, kasnije - u videorekordere, video opremu i druge kućne aparate, što je uglavnom iz dva razloga. Prvo, osjetljivost televizora i videorekordera na generirane impulsne smetnje napajanja mnogo je niža od, na primjer, opreme za reprodukciju zvuka, posebno visokokvalitetnih. Drugo, televizijski prijemnici i video rekorderi su relativno konstantni i relativno male (10 ... 80 W) snage koja se troši u opterećenju.

Fluktuacije ove snage kod CRT televizora su uzrokovane promjenama u svjetlini ekrana pri mijenjanju scena i nisu veće od 20 W (približno 30% maksimalne potrošnje energije). Kod video rekordera, fluktuacije u snazi ​​koja se troši u opterećenju javljaju se uglavnom samo pri prebacivanju načina rada mehanizma trake (LPM) i ne prelaze nekoliko vati. Na primjer, u stereo pojačalu sa izlaznom snagom od 2 x 20 vati, fluktuacija snage doseže 70-80 vati (približno 70-80% maksimalne potrošnje energije). Stoga se za ovu klasu radio opreme UPS-ovi ispostavljaju skuplji zbog potrebe za korištenjem moćnih push-pull sklopova pretvarača (konvertera), složenijih stabilizatora, filtera itd.

U tom smislu, konstruktori i ranijih i moderni modeli televizori, video oprema i ostalo kućanskih aparata, po pravilu, pridržavaju se dobro utvrđenih principa pouzdanosti, efikasnosti i jednostavnosti u pogledu izgradnje sklopnih izvora napajanja. Glavni napori usmjereni su, prije svega, na poboljšanje i mikrominijaturizaciju baze elemenata, povećanje pouzdanosti UPS-a (uključujući i uvođenje različitih zaštita) i proširenje radnog raspona mrežnog napona napajanja.

Strukturni dijagram sklopnog napajanja

U praksi se u dizajnu prekidačkih izvora napajanja za TV i videorekordere najčešće koriste UPS-ovi zasnovani na podesivom pretvaraču sa ulazom bez transformatora.

Strukturna shema sklopna jedinica za napajanje sastoji se od dva glavna elementa: mrežnog ispravljača SV i naponskog pretvarača PN.

Mrežni ispravljač obavlja funkcije ispravljanja mrežnog napona Uc i izglađivanja talasa, osigurava nesmetan način punjenja filterskih kondenzatora kada je PSU uključen, neprekidno napajanje opterećenja tokom kratkotrajnih padova napona ispod dozvoljenog nivoa i smanjuje nivo smetnji korištenjem posebnih filtera za suzbijanje buke (detaljnije će se kasnije raspravljati o metodama borbe sa smetnjama u prekidačkim izvorima napajanja).

Pretvarač napona uključuje Kv pretvarač i kontroler (upravljački uređaj) K. Pretvarač se, pak, sastoji od podesivog pretvarača AND, impulsnog transformatora T, ispravljača B i stabilizatora CM sekundarnog napona napajanja Un. Inverter pretvara DC izlazni napon CB u AC pravougaonog oblika. Impulsni transformator radi na povećanoj frekvenciji (više od 20 kHz) i osigurava autogeneratorski način rada pretvarača, dobivajući napone potrebne za napajanje samog kontrolera, zaštitnih krugova i krugova opterećenja PSU-a, kao i galvansku izolaciju mreže od opterećenja.

Kontroler vrši pulsnu kontrolu moćnog tranzistorskog prekidača pretvarača (iz gore navedenih razloga, samo se pretvarači bazirani na jednocikličnom samopobuđenom pretvaraču (oscilatori) uglavnom koriste u televizorima i video opremi). Osim toga, kontroleru su povjerene funkcije stabilizacije napona na opterećenju, kao i zaštite PSU-a od prenapona (boost), preopterećenja izlazne struje, pada napona (buck) i pregrijavanja. U nekim izvedbama, funkcija uređaja za daljinsko uključivanje/isključivanje dodatno je implementirana direktno u krug kontrolera.

Rice. 1. Generalni blok dijagram sklopnog napajanja

UPS kontroler uključuje sljedeće funkcionalne jedinice: napajanje za IPK kontroler; modulator trajanja impulsa MDI; ultrazvučni zaštitni uređaj; logičko kolo LAN-a za kombinovanje MDI i US signala; FUN upravljački naponski drajver za moćni tranzistor pretvarača.

U kontrolerima za televizijsku i video opremu, u pravilu se koriste IPC sklopovi zasnovani na okidačkim lancima koji su kratko spojeni na izlazni napon mrežnog ispravljača, nakon čega slijedi prelazak na napajanje iz posebnog namotaja impulsnog transformatora T.

Modulator trajanja impulsa (MDI) generiše sekvencu impulsa sa datim omjerom trajanja impulsa i trajanja pauze (radni ciklus). U zavisnosti od načina kontrole moćan tranzistor pretvarač u MDI, mogu se koristiti sljedeće vrste modulacije: fazno-pulsna (PIM); frekvencijski impuls (PFM); širina impulsa (PWM). U impulsnim izvorima napajanja, MDI bazirani na PWM-u se najviše koriste zbog jednostavnosti implementacije kola, kao i zbog toga što u PWM naponskim pretvaračima frekvencija prekidanja ostaje nepromijenjena, a mijenja se samo trajanje impulsa. Kod PIM i PFM pretvarača frekvencija se menja tokom procesa regulacije, što je njihov glavni nedostatak, koji ograničava upotrebu TV-a i VM-a u UPS-u (šum).

Rice. 2. Strukturni dijagram modulatora trajanja impulsa

Detaljnije ćemo razmotriti principe konstrukcije i rada MDI baziranog na pulsno-širinskoj modulaciji (PWM modulator). MDI uključuje sljedeće funkcionalne jedinice (slika 2): izvor referentnog napona ION; pojačalo signala greške (nepodudaranje) USO; glavni oscilator ZG; pilasti generator napona GPN; PWM komparator ShK.

Rice. 3. Grafičke karakteristike rada PWM modulatora

PWM modulator radi na sljedeći način. CG generiše pravougaone oscilacije (slika 3, a) sa frekvencijom jednakom radnoj frekvenciji naponskog pretvarača. Pilasti napon Up formiran od ovih oscilacija u GPN-u (slika 3, b) dovodi se na ulaz PWM komparatora ShK, čiji drugi ulaz prima signal sa izlaza pojačivača signala greške. Izlazni signal USO Ush-a proporcionalan je razlici između referentnog napona i napona generiranog u krugu povratne informacije Uoc. Dakle, napon Ush je signal neusklađenosti, čiji se nivo mijenja proporcionalno promjeni struje opterećenja In ili izlaznog napona Uout PSU (vidi sliku 1). Kao rezultat takvog dizajna kola, formira se zatvoreni krug za regulaciju razine izlaznog napona.

PWM komparator je linearno-diskretna funkcionalna jedinica MDI. Ulaz na koji se dovodi pilasti napon je referentni ulaz, a drugi ulaz je kontrolni ulaz. Izlazni signal je ShK-puls. Trajanje izlaznih impulsa (slika 3., c) određeno je nivoom viška kontrolnog signala Ush nad referentnim Up i mijenja se u toku rada u skladu sa promjenom ulaznog kontrolnog signala. Modulirani izlazni impulsi SC-a kroz logičko kolo LS-a (vidi sliku 1) se dovode do uređaja za oblikovanje upravljačkog napona FUN, u kojem se upravljački signal generira prebacivanjem snažnog komutacijskog tranzistora pretvarača.

Stabilizacija izlaznog napona Un ostvaruje se zbog činjenice da se prilikom promjene izlaznog napona pretvarača mijenja i napon povratne sprege Uoc, što uzrokuje promjenu trajanja impulsa na izlazu SC-a, a to zauzvrat , uzrokuje promjenu u snazi ​​dovedenoj u sekundarna kola. Time se osigurava stabilnost izlaznog napona PV-a u smislu prosječne vrijednosti.

Jedan od glavnih zahtjeva za prekidačka napajanja je obezbjeđivanje galvanske izolacije napojne mreže i opterećenja spojenog preko povratnih kola na ultrazvučni zaštitni uređaj i USO pojačivač signala greške.

Kao elementi za razdvajanje trenutno se koriste optoelektronski parovi (optocoupleri) ili transformatori. Nesumnjive prednosti izolacije optokaplera u odnosu na transformatorsku izolaciju su njena proizvodnost, male dimenzije i mogućnost prijenosa signala u širokom frekvencijskom rasponu.

Međutim, izolacija transformatora omogućava da se prođe s manjim brojem srednjih pojačala u UPS kontroleru, kako bi se olakšalo usklađivanje s visokonaponskim izvorima povratnih signala (na primjer, u TV izvorima napajanja koji koriste linijski scan flyback impulsi za PWM kontrolu). Međutim, trenutno, kada se razvijaju prekidačka napajanja, dizajneri sve više preferiraju kola za razdvajanje optokaplera.

U zaključku, napominjemo da je glavni trend u poboljšanju prekidačkih izvora napajanja za kućnu video opremu prelazak sa dizajna baziranih na diskretnim elementima na dizajne izvora napajanja koji su gotovo u potpunosti izrađeni na integriranim kolima. Prije svega, to se odnosi na krugove UPS kontrolera i stabilizatora napona sekundarnog opterećenja. Odvojeno, potrebno je reći o moćnim visokonaponskim tranzistorskim prekidačima. Trenutno se sve više koriste IC kontroleri sa ugrađenim prekidačem za napajanje, a bipolarni tranzistori se zamjenjuju snažnim CMOS tranzistorima. Glavne prednosti CMOS prekidača su njihova jednostavnija kontrola, povećana otpornost na sekundarni proboj zbog smanjenja vjerovatnoće lokalnog nezagrijavanja kristala, povećana (do 0,1 -1,0 MHz) frekvencija prebacivanja (nema akumulacije naboja u njih).

Jedan od najvažnijih blokova personalnog računara je, naravno, impulsni blok ishrana. Za praktičnije proučavanje rada jedinice, ima smisla razmotriti svaki od njegovih čvorova zasebno, posebno ako uzmete u obzir da su svi čvorovi prekidača napajanja različitih kompanija gotovo isti i obavljaju iste funkcije. Sva napajanja su dizajnirana za povezivanje jednofazna mreža naizmjenična struja 110/230 volti i frekvencija 50 - 60 herca. Uvezeni blokovi na frekvenciji od 60 herca rade dobro u domaćim mrežama.

Osnovni princip rada sklopnih izvora napajanja je da se mrežni napon ispravlja i zatim pretvara u pravougaoni visokofrekventni naizmenični napon, koji se transformatorom spušta na željene vrednosti, ispravlja i filtrira.

Dakle, glavni dio kruga bilo kojeg kompjuterskog napajanja može se podijeliti na nekoliko čvorova koji proizvode određene električne konverzije. Nabrojimo ove čvorove:

Mrežni ispravljač. Ispravlja AC napon (110/230 volti).

Visokofrekventni pretvarač (Inverter). Pretvara istosmjerni napon primljen od ispravljača u visokofrekventni pravokutni napon. Impulsni transformator za smanjenje snage se također naziva visokofrekventnim pretvaračem. On snižava visokofrekventni naizmenični napon iz pretvarača na napone potrebne za napajanje elektronskih komponenti računara.

Kontrolni čvor. To je "mozak" napajanja. Odgovoran je za generiranje kontrolnih impulsa za moćan inverter, kao i za upravljanje korektan rad napajanje (stabilizacija izlaznih napona, zaštita od kratki spoj izlaz itd.).

Srednji stepen pojačanja. Služi za pojačavanje signala iz čipa PWM kontrolera i njihovo napajanje snažnim ključnim tranzistorima pretvarača (visokofrekventni pretvarač).

Izlazni ispravljači. Uz pomoć ispravljača dolazi do ispravljanja - pretvaranja naizmjeničnog niskonaponskog napona u konstantni. Ovdje se ispravljeni napon stabilizira i filtrira.

Ovo su glavni dijelovi napajanja računara. Mogu se naći u bilo kojem prekidačkom napajanju, od najjednostavnijeg punjača do mobitel i završava sa moćnim invertori za zavarivanje. Razlike su samo u bazi elemenata i realizaciji kola uređaja.

Naprosto, struktura i međusobna povezanost elektronskih komponenti računarskog napajanja (AT format) može se opisati na sledeći način.

O svim ovim dijelovima šeme će biti riječi kasnije.

Razmislite dijagram strujnog kola prekidačko napajanje za pojedinačne čvorove. Počnimo s mrežnim ispravljačem i filterom.

Mrežni filter i ispravljač.

Odavde, zapravo, počinje napajanje. Sa strujnim kablom i utikačem. Utikač se koristi, naravno, po "evropskom standardu" sa trećim kontaktom za uzemljenje.

Treba napomenuti da mnogi beskrupulozni proizvođači, kako bi uštedjeli novac, ne ugrađuju kondenzator C2 i varistor R3, a ponekad i induktor filtera L1. tj sjedišta ima i štampanih staza, ali nema detalja. Pa, baš kao ovdje.

Kako kažu: " Bez komentara ".

Prilikom popravke poželjno je filter dovesti u željeno stanje. Otpornici R1, R4, R5 djeluju kao odvodnici za kondenzatore filtera nakon što se jedinica isključi iz mreže. Termistor R2 ograničava amplitudu struje punjenja kondenzatora C4 i C5, a varistor R3 štiti napajanje od skokova mrežnog napona.

Posebno treba spomenuti prekidač S1 ( "230/115" ). Kada je ovaj prekidač zatvoren, napajanje može raditi iz mreže s naponom od 110 ... 127 volti. Kao rezultat toga, ispravljač radi prema shemi udvostručavanja napona i na njegovom izlazu napon je dvostruko veći od mrežnog napona.

Ako je potrebno da napajanje radi iz mreže od 220 ... 230 volti, tada se otvara prekidač S1. U ovom slučaju, ispravljač radi prema klasičnoj shemi diodnog mosta. S takvom shemom preklapanja ne dolazi do udvostručavanja napona, a to nije potrebno, jer jedinica radi iz mreže od 220 volti.

Neki izvori napajanja nemaju prekidač S1. Kod drugih se postavlja na stražnji zid kućišta i označava naljepnicom upozorenja. Lako je pretpostaviti da ako zatvorite S1 i uključite napajanje na mrežu od 220 volti, to će završiti neuspjehom. Udvostručavanjem izlaznog napona doći će do vrijednosti od oko 500 volti, što će dovesti do kvara elemenata kola invertera.

Stoga vrijedi obratiti više pažnje na prekidač S1. Ako je predviđeno da se napajanje koristi samo u kombinaciji s mrežom od 220 volti, onda se općenito može ukloniti iz strujnog kruga.

Općenito, svi računari ulaze u našu distributivnu mrežu već prilagođeni svojim izvornim 220 volti. Prekidač S1 ili nedostaje ili je prebačen na rad na mreži od 220 volti. Ali ako postoji prilika i želja, bolje je to provjeriti. Izlazni napon koji se dovodi do sljedeće faze je oko 300 volti.

Pouzdanost napajanja možete poboljšati malom nadogradnjom. Dovoljno je spojiti varistore paralelno sa otpornicima R4 i R5. Varistore treba odabrati za klasifikacioni napon od 180 ... 220 volti. Takvo rješenje može uštedjeti napajanje ako se prekidač S1 slučajno zatvori i jedinica spoji na mrežu od 220 volti. Dodatni varistor će ograničiti napon, a osigurač FU1 će pregorjeti. U tom slučaju, nakon jednostavne popravke, napajanje se može vratiti u rad.

Kondenzatori C1, C3 i induktor sa dva namotaja na feritnom jezgru L1 čine filter koji može zaštititi računar od smetnji koje mogu prodrijeti u mrežu i istovremeno ovaj filter štiti mrežu od smetnji koje generiše računar.

Mogući kvarovi na mrežnom ispravljaču i filteru.

Tipični kvar ispravljača je kvar jedne od "mostnih" dioda (rijetko), iako postoje slučajevi kada cijeli diodni most, ili elektrolitički kondenzatori koji propuštaju (mnogo češći). Izvana, ovo karakterizira oticanje kućišta i curenje elektrolita. Curenja su vrlo vidljiva. Ako se barem jedna dioda ispravljačkog mosta pokvari, u pravilu pregori osigurač FU1.

Prilikom popravljanja strujnih krugova ispravljača i filtera, imajte na umu da su ti krugovi ispod visokog napona, opasan po život ! Pridržavajte se sigurnosnih mjera predostrožnosti za električnu energiju i ne zaboravite na silu isprazniti visokonaponske elektrolitičke kondenzatore filtera prije rada!

Gotovo svaki elektronski uređaj ima napajanje - važan element dijagram ožičenja. Blokovi se koriste u uređajima koji zahtijevaju smanjenu snagu. Glavni zadatak napajanja je smanjenje mrežnog napona. Prvi prekidački izvori napajanja dizajnirani su nakon pronalaska zavojnice, koja je radila na izmjeničnu struju.

Upotreba transformatora dala je poticaj razvoju napajanja. Nakon ispravljača vrši se izjednačavanje napona. U jedinicama s frekventnim pretvaračem ovaj proces je drugačiji.

U impulsnom bloku osnova je inverterski sistem. Nakon što se napon ispravi, formiraju se pravokutni impulsi visoke frekvencije koji se dovode do niskofrekventnog izlaznog filtera. Prekidački izvori napajanja pretvaraju napon, daju snagu opterećenju.

Nema disipacije energije iz impulsnog bloka. Od linearnog izvora dolazi do disipacije na poluvodičima (tranzistorima). Njegova kompaktnost i mala težina također daju superiornost u odnosu na transformatorske jedinice iste snage, pa se često zamjenjuju impulsnim.

Princip rada

Rad UPS-a jednostavnog dizajna je sljedeći. Ako je ulazna struja promjenjiva, kao kod većine kućanskih aparata, tada se napon prvo pretvara u DC. Neki dizajni blokova imaju prekidače koji udvostručuju napon. To se radi kako bi se povezali na mrežu s različitim naponima, na primjer, 115 i 230 volti.

Ispravljač izjednačava naizmjenični napon i ispušta na izlazu D.C., koji ulazi u filter kondenzatora. Struja iz ispravljača izlazi u obliku malih impulsa visoke frekvencije. Signali su visoke energije, što smanjuje faktor snage impulsnog transformatora. Zbog toga su dimenzije impulsne jedinice male.

Da bi se ispravio pad snage u novim izvorima napajanja, koristi se krug u kojem se ulazna struja dobiva u obliku sinusa. Prema ovoj šemi, blokovi se montiraju u računare, video kamere i druge uređaje. Impulsni blok radi od konstantnog napona koji prolazi kroz blok bez promjene. Takav blok se zove povratni blok. Ako se koristi za 115 V, potrebno je 163 volta za rad na konstantnom naponu, to se izračunava kao (115 × √2).

Za ispravljač je takav krug štetan, jer se polovina dioda ne koristi u radu, to uzrokuje pregrijavanje radnog dijela ispravljača. U ovom slučaju, trajnost je smanjena.

Nakon ispravljanja mrežnog napona, pretvarač stupa u akciju, koji pretvara struju. Nakon prolaska kroz komutator s visokom izlaznom energijom, ispada iz konstante naizmjenična struja. S namotom transformatora od nekoliko desetina zavoja i frekvencijom od stotine herca, napajanje radi kao niskofrekventno pojačalo, ispada da je više od 20 kHz, nije dostupno ljudskom sluhu. Prekidač je napravljen na tranzistorima sa višestepenim signalom. Takvi tranzistori imaju nizak otpor, veliku sposobnost protoka struje.

Dijagram rada UPS-a

U mrežnim blokovima ulaz i izlaz su izolovani jedan od drugog, u impulsnim blokovima struja se koristi za primarni visokofrekventni namotaj. Na sekundarnom namotu transformator stvara željeni napon.

Silicijumske diode se koriste za izlazne napone veće od 10 V. Na niskim naponima ugrađuju se Schottky diode koje imaju sljedeće prednosti:

1. Brz oporavak, što omogućava male gubitke.
2. Mali pad napona. Za smanjenje izlaznog napona koristi se tranzistor, glavni dio napona se ispravlja u njemu.

Šema impulsnog bloka minimalne veličine

U jednostavnom UPS kolu, prigušnica se koristi umjesto transformatora. To su pretvarači za snižavanje ili povećanje napona, pripadaju najjednostavnijoj klasi, koriste se jedan prekidač i prigušnica.

UPS tipovi

• Jednostavan UPS na IR2153, uobičajen u Rusiji.
• UPS na TL494.
• UPS na UC3842.
• Hibridnog tipa, od štedljive lampe.
• Za pojačalo sa povećanim podacima.
• Od elektronskog balasta.
• Podesivi UPS, mehanički uređaj.
• Za UMZCH, visoko specijalizirano napajanje.
• Snažan UPS, ima visoke karakteristike.
• Za 200 V - za napon ne veći od 220 volti.
• Mrežni UPS 150 vati, samo za mrežu.
• Za 12 volti, radi dobro na 12 volti.
• Za 24 V - radi samo na 24 volta.
• Most - primijenjena je shema mosta.
• Za cijevno pojačalo, karakteristike cijevi.
• Za LED diode - visoka osjetljivost.
• Bipolarni UPS, odlikuje se kvalitetom.
• Unatrag, ima povećan napon i snagu.

Posebnosti

Jednostavan UPS može biti sastavljen od malih transformatora, jer kako se frekvencija povećava, efikasnost transformatora je veća, a zahtjevi za veličinom jezgra su manji. Takva jezgra je izrađena od feromagnetnih legura, a čelik se koristi za niske frekvencije.

Napon u napajanju se stabilizuje negativnom povratnom spregom. Izlazni napon se održava na istom nivou, ne zavisi od opterećenja i ulaznih fluktuacija. Povratne informacije se stvaraju na različite načine. Ako blok ima galvansku izolaciju od mreže, tada se koristi priključak jednog namota transformatora na izlazu ili uz pomoć optokaplera. Ako razdvajanje nije potrebno, tada se koristi jednostavan otpornički razdjelnik. Zbog toga je izlazni napon stabiliziran.

Karakteristike laboratorijskih blokova

Princip rada se zasniva na aktivnoj konverziji napona. Da bi se uklonile smetnje, filteri se postavljaju na kraj i početak kruga. Zasićenje tranzistora ima pozitivan učinak na diode, postoji podešavanje napona. Ugrađena zaštita blokira kratke spojeve. Kablovi za napajanje primjenjuju se nemodularne serije, snaga doseže 500 vati.

U kućište je ugrađen ventilator za hlađenje, brzina ventilatora je podesiva. Maksimalno opterećenje bloka je 23 ampera, otpor je 3 oma, najviša frekvencija je 5 herca.

Primjena impulsnih blokova

Obim njihove upotrebe stalno raste kako u svakodnevnom životu tako iu industrijskoj proizvodnji.

U izvorima se koriste prekidačka napajanja neprekidno napajanje, pojačala, prijemnici, televizori, punjači, za niskonaponske rasvjetne vodove, kompjutersku, medicinsku opremu i druge razne uređaje i uređaje za opštu upotrebu.

Prednosti i nedostaci

UPS ima sljedeće prednosti i nedostatke:

1. Mala težina.
2. Povećana efikasnost.
3. Mali trošak.
4. Opseg napona napajanja je širi.
5. Ugrađene sigurnosne blokade.

Smanjena težina i dimenzije su zbog upotrebe elemenata sa linearnim radijatorima za hlađenje, impulsnom regulacijom umjesto teških transformatora. Kapacitet kondenzatora se smanjuje povećanjem frekvencije. Shema ispravljanja je postala jednostavnija, najviše jednostavno kolo- jedan polutalas.

Niskofrekventni transformatori gube mnogo energije, toplina se rasipa tokom transformacije. U UPS-u, maksimalni gubici se javljaju tokom prelaznih stanja prebacivanja. U drugim slučajevima, tranzistori su stabilni, zatvoreni ili otvoreni. Stvoreni su uslovi za uštedu energije, efikasnost dostiže 98%.

Trošak UPS-a je smanjen zbog objedinjavanja elemenata širok raspon u robotskim fabrikama. Elementi napajanja iz kontrolisanih ključeva sastoje se od poluprovodnika manje snage.

Pulsne tehnologije omogućavaju korištenje mreže za napajanje s različitim frekvencijama, što proširuje korištenje izvora napajanja u različitim energetskim mrežama. Poluprovodnički moduli malih dimenzija sa digitalnom tehnologijom imaju zaštitu od kratkih spojeva i drugih nezgoda.

Za jednostavne blokove sa zaštitnim transformatorima izrađuju se na bazi releja, na čemu nema smisla u digitalnim tehnologijama. Samo u nekim slučajevima koriste se digitalne tehnologije:

• Za upravljačke krugove male snage.
• Uređaji sa malom strujom visoke preciznosti, u mjernoj tehnici, voltmetrima, mjeračima energije, u mjeriteljstvu.

nedostatke

UPS-ovi rade tako što pretvaraju visokofrekventne impulse, stvaraju smetnje koje ulaze u njih okruženje. Postoji potreba za suzbijanjem i rješavanjem smetnji različitim metodama. Ponekad suzbijanje buke ne radi, a upotreba impulsnih blokova postaje nemoguća za neke vrste uređaja.

Ne preporučuje se spajanje prekidača napajanja i s niskim i sa visokim opterećenjem. Ako izlazna struja naglo padne ispod postavljene granice, možda neće biti moguće pokrenuti, a napajanje će biti s izobličenjem podataka koje nije prikladno za radni opseg.

Kako odabrati prekidačka napajanja

Prvo morate odlučiti o listi opreme i podijeliti je u grupe:

• Stalni potrošači bez vlastitog izvora energije.
• Potrošači sa svojim izvorom.
• Uređaji sa povremenim priključkom.

U svakoj grupi potrebno je sabrati trenutnu potrošnju za sve elemente. Ako se dobije više od 2 A, onda je bolje spojiti nekoliko izvora.

Druga i treća grupa se mogu spojiti na jeftina napajanja. Zatim određujemo potrebno vrijeme rezervacije. Za izračunavanje kapaciteta baterije za pružanje trajanje baterije, struja opreme 1. i 2. grupe se množi sa satom.

Iz ove slike biramo prekidačka napajanja. Prilikom kupovine ne možete zanemariti vrijednost napajanja u sistemu. O tome zavisi rad i stabilnost opreme.

Jedan od pristupa koji se koristi, a koji može značajno smanjiti gubitke u grijanju energetskih komponenti radio krugova, je korištenje preklopnih načina rada instalacija. Kod ovakvih sistema, elektroenergetska komponenta je ili otvorena - u ovom trenutku na njoj je zapravo nulti pad napona, ili otvorena - u ovom trenutku se napaja sa nulta struja. Rasipana snaga se može izračunati množenjem vrijednosti struje i napona. U ovom načinu rada postiže se efikasnost od oko 75-80% ili više.

Šta je PWM?

Da bi se na izlazu dobio signal potrebnog oblika, prekidač za napajanje mora biti otvoren samo na određeno vrijeme, proporcionalno izračunatim indikatorima izlaznog napona. Ovo je princip pulsno-širinske modulacije (PWM, PWM). Nadalje, signal ovog oblika, koji se sastoji od impulsa koji se razlikuju po širini, ulazi u područje filtera na osnovu prigušnice i kondenzatora. Nakon konverzije, izlaz će biti gotovo savršen signal traženog oblika.

Opseg PWM nije ograničen na prekidačke regulatore i pretvarače napona. Upotreba ovog principa u dizajnu snažnog pojačala audio frekvencije omogućava značajno smanjenje potrošnje energije uređaja, dovodi do minijaturizacije kruga i optimizira sustav prijenosa topline. Nedostaci uključuju osrednji kvalitet izlaznog signala.

Formiranje PWM signala

Kreirajte PWM signale željeni oblik dovoljno teško. Međutim, današnja industrija može zadovoljiti prekrasnim posebnim mikro krugovima poznatim kao PWM kontroleri. Oni su jeftini i u potpunosti rješavaju problem formiranja signala širine impulsa. Upoznavanje s uređajem takvih kontrolera i njihovom upotrebom pomoći će vam da se upoznate s njihovim tipičnim dizajnom.

Standardni krug PWM kontrolera pretpostavlja sljedeće izlaze:

• Zajednički izlaz (GND). Izveden je u obliku noge, koja je spojena na zajedničku žicu strujnog kruga uređaja.
• Izlazna snaga (VC). Odgovoran za napajanje strujnog kola. Važno je da ga ne pobrkate sa susjedom sa sličnim imenom - VCC pin.
• Pin za kontrolu napajanja (VCC). Generalno, čip PWM kontrolera preuzima vodstvo tranzistori snage(bipolarno ili polje). Ako izlazni napon padne, tranzistori će se otvoriti samo djelomično, a ne u potpunosti. Brzo se zagrijavaju, uskoro će propasti, nesposobni da se nose s opterećenjem. Da bi se ova mogućnost isključila, potrebno je pratiti napon napajanja na ulazu mikrokola i ne prelaziti izračunatu oznaku. Ako napon na ovom izlazu padne ispod napona postavljenog posebno za ovaj kontroler, upravljački uređaj se isključuje. Po pravilu, ovaj pin je povezan direktno na VC pin.

Izlazni kontrolni napon (OUT)

Broj pinova mikrokola je određen njegovim dizajnom i principom rada. Nije uvijek moguće odmah razumjeti složene pojmove, ali pokušajmo da istaknemo suštinu. Na 2 izlaza postoje mikrokola koja upravljaju push-pull (dvokrakim) kaskadama (primjeri: most, polumost, 2-taktni inverter). Postoje i analozi PWM kontrolera za upravljanje kaskadama s jednim ciklusom (jednokrakom) (primjeri: naprijed / nazad, pojačanje / smanjenje, invertiranje).

Osim toga, izlazni stepen može biti jedno- i dvociklusne strukture. Push-pull se uglavnom koristi za kontrolu FET-a koji ovisi o naponu. Za brzo zatvaranje potrebno je postići brzo pražnjenje kapacitivnosti gejt-izvor i gejt-drejn. Za to se koristi izlazni stepen kontrolera push-pull, čiji je zadatak osigurati da je izlaz zatvoren na zajednički kabel ako je potrebno zatvoriti tranzistor s efektom polja.

PWM kontroleri za napajanje velike snage takođe može imati kontrole izlaznih ključeva (driver). Preporučljivo je koristiti IGBT tranzistore kao izlazne ključeve.

Glavni problemi PWM pretvarača

Tokom rada bilo kojeg uređaja nemoguće je potpuno eliminirati mogućnost kvara, a to se odnosi i na pretvarače. Složenost dizajna nije bitna, čak i dobro poznati PWM kontroler TL494 može uzrokovati probleme u radu. Greške su različite prirode – neke od njih se mogu otkriti okom, dok je za druge potrebna posebna mjerna oprema za otkrivanje.

Da biste saznali kako provjeriti PWM kontroler, trebali biste se upoznati s popisom glavnih kvarova uređaja, a tek kasnije - s opcijama za njihovo otklanjanje.

Rješavanje problema

Jedan od najčešćih problema je kvar ključnih tranzistora. Rezultati se mogu vidjeti ne samo kada pokušavate pokrenuti uređaj, već i kada ga ispitujete multimetrom.

Osim toga, postoje i drugi kvarovi koje je nešto teže otkriti. Prije nego što direktno provjerite PWM kontroler, možete razmotriti najčešće slučajeve kvarova. Na primjer:

• Kontroler se zaustavlja nakon pokretanja - prekid OS petlje, pad struje, problemi sa kondenzatorom na izlazu filtera (ako postoji), drajverom; možda je kontrola PWM kontrolera pošla po zlu. Potrebno je pregledati uređaj na strugotine i deformacije, izmjeriti indikatore opterećenja i uporediti ih sa tipičnim.
• PWM kontroler se ne pokreće - nedostaje jedan od ulaznih napona ili je uređaj neispravan. Provjera i mjerenje izlaznog napona može pomoći, u ekstremnim slučajevima, zamjenu sa poznatim radnim analogom.
• Izlazni napon se razlikuje od nominalnog - problemi s OOS petljom ili s kontrolerom.
• Nakon pokretanja PWM-a na PSU-u, prelazi u zaštitu ako nema kratkog spoja na ključevima - neispravan rad PWM-a ili drajvera.
• Nestabilan rad ploče, prisutnost čudnih zvukova - lomljenje OOS petlje ili RC lanca, degradacija kapacitivnosti filtera.

Konačno

Univerzalni i multifunkcionalni PWM kontroleri sada se mogu naći gotovo svuda. Oni ne služe samo kao sastavni dio napajanja većine modernih uređaja - tipičnih računara i drugih svakodnevnih uređaja. Na osnovu kontrolera razvijaju se nove tehnologije koje mogu značajno smanjiti potrošnju resursa u mnogim industrijama ljudska aktivnost. Vlasnici privatnih kuća će trebati kontrolere punjenja za baterije iz fotonaponskih baterija, zasnovane na principu pulsno-širinske modulacije struje punjenja.

Visoka efikasnost čini razvoj novih uređaja zasnovanih na PWM principu veoma obećavajućim. Sekundarni izvori energije nikako nisu jedina linija poslovanja.

Sastavni dio svakog računara je napajanje (PSU). Važan je kao i ostatak računara. Istovremeno, kupovina napajanja je prilično rijetka, jer dobar PSU može osigurati napajanje za nekoliko generacija sistema. S obzirom na sve ovo, kupovina napajanja mora se shvatiti vrlo ozbiljno, jer sudbina računara direktno zavisi od rada izvora napajanja.

Glavna svrha napajanja jestvaranje napona napajanja, koji je neophodan za funkcionisanje svih PC jedinica. Glavni naponi napajanja komponenti su:

• +3.3V

Postoje i dodatni naponi:

Za implementaciju galvansku izolaciju dovoljno je napraviti transformator sa potrebnim namotajima. Ali za napajanje računara potrebno vam je mnogo energije. moć, posebno za savremenih računara. Za napajanje računara morao bi se proizvesti transformator koji ne samo da bi imao veliku veličinu, već i veliku težinu. Međutim, s povećanjem frekvencije struje napajanja transformatora, da bi se stvorio isti magnetni tok, potrebno je manje zavoja i manji poprečni presjek magnetskog kruga. U izvorima napajanja izgrađenim na bazi pretvarača frekvencija napona napajanja transformatora je 1000 ili više puta veća. Ovo vam omogućava stvaranje kompaktnih i laganih izvora napajanja.

Najjednostavniji prekidački izvor napajanja

Razmotrite blok dijagram jednostavnog prekidačko napajanje, koji je u osnovi svih prekidačkih izvora napajanja.

.

Prvi blok ima pretvaranje naizmjeničnog mrežnog napona u direktni. Takve konverter sastoji se od diodnog mosta koji ispravlja naizmjenični napon i kondenzatora koji izglađuje talasanje ispravljenog napona. Ova kutija sadrži i dodatne elemente: filtere mrežnog napona od talasanja generatora impulsa i termistore za ublažavanje strujnog udara u trenutku uključivanja. Međutim, ovi elementi mogu biti izostavljeni kako bi se uštedjeli troškovi.

Sljedeći blok je generator impulsa, koji generiše impulse na određenoj frekvenciji koji se hrane primarni namotaj transformator. Frekvencija generiranja impulsa različitih izvora napajanja je različita i kreće se u rasponu od 30 - 200 kHz. Transformator obavlja glavne funkcije napajanja: galvansku izolaciju od mreže i snižavanje napona na potrebne vrijednosti.

Naizmjenični napon primljen od transformatora sljedeći blok pretvara u jednosmjerni napon. Blok se sastoji od dioda za ispravljanje napona i filtera za talasanje. U ovom bloku, filtar mreškanja je mnogo složeniji nego u prvom bloku i sastoji se od grupe kondenzatora i prigušnice. Kako bi uštedjeli novac, proizvođači mogu ugraditi male kondenzatore, kao i prigušnice niske induktivnosti.

Prvo impulsni blok snage zastupljeni push-pull ili jednotaktni pretvarač. Push-pull znači da se proces generiranja sastoji od dva dijela. U takvom pretvaraču dva tranzistora se otvaraju i zatvaraju naizmjenično. U skladu s tim, u jednocikličnom pretvaraču, jedan tranzistor se otvara i zatvara. Sheme push-pull i jednocikličnih pretvarača su prikazane u nastavku.

.

Razmotrite elemente sheme detaljnije:

X2 - konektor za napajanje strujnog kruga.

X1 - konektor sa kojeg se uklanja izlazni napon.

R1 - otpor koji postavlja početni mali pomak na tipkama. Neophodan je za stabilniji početak procesa oscilovanja u pretvaraču.

R2 je otpor koji ograničava osnovnu struju na tranzistorima, to je neophodno za zaštitu tranzistora od izgaranja.

TP1 - Transformator ima tri grupe namotaja. Prvi izlazni namotaj stvara izlazni napon. Drugi namotaj služi kao opterećenje za tranzistore. Treći formira upravljački napon za tranzistore.

U početnom trenutku uključivanja prvog kruga, tranzistor je malo odškrinut, jer se na bazu primjenjuje pozitivan napon kroz otpornik R1. Kroz otvoreni tranzistor teče struja, koja teče i kroz drugi namotaj transformatora. Struja koja teče kroz namotaj stvara magnetsko polje. Magnetno polje stvara napon u preostalim namotajima transformatora. Kao rezultat, stvara se pozitivan napon na namotu III, koji dodatno otvara tranzistor. Proces se nastavlja sve dok tranzistor ne uđe u režim zasićenja. Način zasićenja karakterizira činjenica da kako se primijenjena upravljačka struja na tranzistor povećava, izlazna struja ostaje nepromijenjena.

Budući da se napon u namotajima stvara samo u slučaju promjene magnetsko polje, njegov rast ili pad, tada će izostanak povećanja struje na izlazu tranzistora, dakle, dovesti do nestanka EMF-a u namotima II i III. Gubitak napona u namotu III dovest će do smanjenja stepena otvaranja tranzistora. I izlazna struja tranzistora će se smanjiti, pa će se i magnetsko polje smanjiti. Smanjenje magnetnog polja će stvoriti napon suprotnog polariteta. Negativni napon u namotu III će početi još više zatvarati tranzistor. Proces će se nastaviti sve dok magnetsko polje potpuno ne nestane. Kada magnetsko polje nestane, nestat će i negativni napon u namotu III. Proces će se ponovo početi ponavljati.

Puh-pull pretvarač radi na istom principu, ali razlika je u tome što postoje dva tranzistora, koji se naizmenično otvaraju i zatvaraju. To jest, kada je jedan otvoren, drugi je zatvoren. Kolo gus-pull pretvarača ima veliku prednost u korištenju cijele petlje histereze magnetskog provodnika transformatora. Korištenje samo jednog dijela histerezne petlje ili magnetizacije u samo jednom smjeru dovodi do mnogih neželjenih efekata koji smanjuju efikasnost pretvarača i degradiraju njegove performanse. Stoga se, u osnovi, svugdje koristi sklop push-pull pretvarača s transformatorom za pomicanje faze. U krugovima gdje su potrebna jednostavnost, mala veličina i mala snaga, i dalje se koristi jednociklusni krug.

ATX form faktor napajanja bez korekcije faktora snage

Gore navedeni pretvarači, iako su gotovi uređaji, su nezgodni za korištenje u praksi. Frekvencija pretvarača, izlazni napon i mnogi drugi parametri "plutaju", mijenjaju se ovisno o promjeni: napon napajanja, izlazno opterećenje pretvarača i temperatura. Ali ako su tipke kontrolirane od strane kontrolera koji bi mogao izvršiti stabilizaciju i razne dodatne funkcije, tada možete koristiti kolo za napajanje uređaja. Krug napajanja pomoću PWM kontrolera je prilično jednostavan, i općenito je generator impulsa izgrađen na PWM kontroleru.

PWM - modulacija širine impulsa. Omogućuje vam podešavanje amplitude signala propuštenog niskopropusnog filtera (niskopropusnog filtera) s promjenom trajanja ili radnog ciklusa impulsa. Glavne prednosti PWM-a su visoka efikasnost pojačala snage i velike mogućnosti primjene.

Ovaj krug napajanja ima malu snagu i koristi tranzistor s efektom polja kao ključ, što vam omogućava da pojednostavite krug i riješite se dodatnih elemenata potrebnih za kontrolu tranzistorskih prekidača. IN PWM kontroler za napajanje velike snage ima kontrolni ("Driver") izlazni ključ. IGBT tranzistori se koriste kao izlazni ključevi u izvorima napajanja velike snage.

Mrežni napon u ovom kolu pretvara se u konstantni napon i dovodi se kroz ključ do prvog namota transformatora. Drugi namotaj služi za napajanje mikrokola i formira povratni napon. PWM kontroler generiše impulse sa frekvencijom koju postavlja RC kolo spojeno na nogu 4. Impulsi se unose na ulaz ključa, koji ih pojačava. Trajanje impulsa varira u zavisnosti od napona na pinu 2.

Zamislite pravi ATX strujni krug. Ima puno više elemenata i ima više dodatnih uređaja u njemu. Crveni kvadrati kruga napajanja uvjetno su podijeljeni na glavne dijelove.

ATX strujni krug 150-300 W

Za napajanje čipa kontrolera, kao i za generisanje napona u stanju pripravnosti +5, koji koristi računar kada je isključen, u kolu postoji još jedan pretvarač. Na dijagramu je označen kao blok 2. Kao što vidite, napravljen je prema krugu pretvarača s jednim ciklusom. Drugi blok također ima dodatne elemente. U osnovi, ovo su krugovi za apsorpciju prenapona koje generira transformator pretvarača. Čip 7805 - regulator napona stvara napon u stanju pripravnosti od +5V iz ispravljenog napona pretvarača.

Često se u jedinicu za generiranje napona u stanju pripravnosti instaliraju nekvalitetne ili neispravne komponente, što uzrokuje smanjenje frekvencije pretvarača na audio raspon. Kao rezultat toga, čuje se škripa iz napajanja.

Pošto se napajanje napaja izmjeničnom strujom napon 220V, a pretvaraču je potrebno napajanje konstantan napon, napon treba pretvoriti. Prvi blok vrši ispravljanje i filtriranje naizmjeničnog mrežnog napona. Ovaj blok također sadrži filter za blokiranje protiv smetnji koje stvara samo napajanje.

Treći blok je TL494 PWM kontroler. Obavlja sve osnovne funkcije napajanja. Štiti napajanje od kratkih spojeva, stabilizira izlazni napon i generira PWM signal za kontrolu tranzistorskih prekidača koji su opterećeni na transformatoru.

Četvrti blok se sastoji od dva transformatora i dvije grupe tranzistorskih prekidača. Prvi transformator stvara upravljački napon za izlazne tranzistore. Budući da TL494 PWM kontroler generiše signal male snage, prva grupa tranzistora pojačava ovaj signal i prosljeđuje ga prvom transformatoru. Druga grupa tranzistora, odnosno izlazni, napunjena je na glavni transformator, koji formira glavne napone napajanja. Ovako složenija shema za upravljanje izlaznim ključevima se primjenjuje zbog složenosti upravljanja bipolarni tranzistori i zaštita PWM kontrolera od visokog napona.

Peti blok se sastoji od Schottky dioda koje ispravljaju izlazni napon transformatora i niskopropusnog filtera (LPF). Niskopropusni filter se sastoji od elektrolitskih kondenzatora značajnog kapaciteta i prigušnica. Na izlazu niskopropusnog filtera nalaze se otpornici koji ga opterećuju. Ovi otpornici su neophodni kako nakon isključivanja kapacitivnosti napajanja ne bi ostali napunjeni. Tu su i otpornici na izlazu mrežnog ispravljača napona.

Preostali elementi koji nisu zaokruženi u bloku su lanci koji tvore " zdravstveni signali". Ovi lanci obavljaju posao zaštite napajanja od kratkog spoja ili nadgledanja zdravlja izlaznih napona.

Sada da vidimo kako štampana ploča 200 W napajanje elementi se nalaze. Na slici je prikazano:

Kondenzatori koji filtriraju izlazne napone.

Postavite nezalemljene filtarske kondenzatore izlaznog napona.

Induktori koji filtriraju izlazne napone. Veća zavojnica ne samo da igra ulogu filtera, već djeluje i kao feromagnetski stabilizator. To vam omogućava da malo smanjite izobličenja napona s neravnomjernim opterećenjem različitih izlaznih napona.

Čip PWM stabilizator WT7520.

Radijator na koji su ugrađene Schottky diode za napone +3,3V i +5V, te obične diode za napon +12V. Treba napomenuti da se često, posebno kod starijih izvora napajanja, dodatni elementi postavljaju na isti radijator. To su elementi za stabilizaciju napona + 5V i +3,3V. U savremenim napajanjima na ovaj radijator se postavljaju samo Schottky diode za sve osnovne napone odn FET-ovi, koji se koriste kao ispravljački element.

Glavni transformator, koji vrši formiranje svih napona, kao i galvansku izolaciju od mreže.

Transformator koji generiše upravljačke napone za izlazne tranzistore pretvarača.

Konvertorski transformator koji generiše napon u pripravnosti +5V.

Radijator, na kojem se nalaze izlazni tranzistori pretvarača, kao i tranzistor pretvarača koji formira napon u stanju pripravnosti.

Filtarski kondenzatori mrežnog napona. Ne moraju biti dvoje. Za formiranje bipolarnog napona i formiranje srednje tačke ugrađuju se dva kondenzatora jednakog kapaciteta. Oni dijele ispravljeni mrežni napon na pola, čime se formiraju dva napona različitog polariteta povezana u zajedničkoj tački. U pojedinačnim krugovima napajanja postoji samo jedan kondenzator.

Mrežni filterski elementi od harmonika (smetnji) koje stvara napajanje.

Diodne mostne diode koje ispravljaju izmjenični napon mreže.

Napajanje 350 W postavljeni ekvivalentno. Odmah upada u oči velika veličina ploče, uvećani hladnjak i veća veličina pretvarač transformatora.

Filterski kondenzatori izlaznog napona.

Rashladni element koji hladi diode koje ispravljaju izlazni napon.

PWM kontroler AT2005 (sličan WT7520), koji vrši stabilizaciju napona.

Glavni transformator pretvarača.

Transformator koji stvara upravljački napon za izlazne tranzistore.

Transformator pretvarača napona u stanju pripravnosti.

Radijator koji hladi izlazne tranzistore pretvarača.

Filter mrežnog napona od smetnji u napajanju.

diode mosta.

Filtarski kondenzatori mrežnog napona.

Razmatrana shema se dugo koristila u izvorima napajanja i sada se ponekad nalazi.

Napajanja ATX formata sa korekcijom faktora snage

U razmatranim kolima, opterećenje mreže je kondenzator povezan na mrežu preko diodnog mosta. Do punjenja kondenzatora dolazi samo ako je napon na njemu manji od mrežnog. Kao rezultat toga, struja je pulsirana, što ima mnogo nedostataka.

Navodimo ove nedostatke:

1. struje unose više harmonike (smetnje) u mrežu;
2. velika amplituda struje potrošnje;
3. značajna reaktivna komponenta u struji potrošnje;
4. mrežni napon se ne koristi tokom cijelog perioda;
5. Efikasnost takvih šema je od male važnosti.

Nova napajanja imaju poboljšanu modernu shemu, ima još jedan dodatni blok - korektor faktora snage (PFC). Vrši poboljšanje faktora snage. Ili, jednostavnije rečeno, otklanja neke od nedostataka mrežnog naponskog mostnog ispravljača.

S=P + jQ

Formula bruto snage

Faktor snage (KM) karakterizira koliki je dio ukupne snage aktivne komponente, a koliko reaktivne. U principu, možemo reći zašto uzeti u obzir reaktivnu snagu, to je imaginarno i nema koristi.

Recimo da imamo određeni uređaj, napajanje, sa faktorom snage 0,7 i snagom od 300 vati. Iz proračuna se vidi da naše napajanje ima ukupnu snagu (zbir reaktivne i aktivne snage) veću od naznačene na njemu. A ovu snagu treba dati mreža za napajanje od 220 V. Iako ova snaga nije korisna (čak ni strujomjer ne popravlja), ona ipak postoji.

Odnosno, unutrašnji elementi i mrežne žice trebaju biti ocijenjeni za 430 W, a ne 300 W. A zamislite slučaj kada je faktor snage 0,1... Zbog toga Gradska mreža zabranjuje korištenje uređaja s faktorom snage manjim od 0,6, a ako se nađu, vlasnik se kažnjava.

Shodno tome, u kampanji su razvijena nova strujna kola koja su imala KKM. U početku je kao PFC korištena velika induktivna prigušnica uključena na ulazu, takvo napajanje se naziva napajanje s PFC-om ili pasivnim PFC-om. Takvo napajanje ima povećanu KM. Za postizanje željene KM potrebno je opremiti izvore napajanja velikim prigušnicama, budući da je ulazni otpor napajanja kapacitivan zbog ugrađenih kondenzatora na izlazu ispravljača. Ugradnja gasa značajno povećava masu napajanja, a povećava KM na 0,85, što i nije toliko.

Uključivanje gasa za korekciju KM

Zbog niske efikasnosti pasivnog PFC-a, u napajanje je uvedeno novo PFC kolo koje se zasniva na PWM stabilizatoru napunjenom na prigušnici. Ova shema donosi mnoge prednosti za napajanje:

• prošireni opseg radnog napona;
• postalo je moguće značajno smanjiti kapacitet filterskog kondenzatora mrežnog napona;
• značajno povećan CM;
• smanjenje težine napajanja;
• povećati efikasnost napajanja.

Postoje i neki nedostaci ove šeme. smanjenje pouzdanosti PSU-a a sa nekima neispravan rad neprekidna napajanja I pri prebacivanju između načina rada baterije / mreže. Neispravan rad ovog kola s UPS-om je zbog činjenice da je kapacitet filtera mrežnog napona značajno smanjen u krugu. U trenutku kada napon za kratko vrijeme nestane, jako se povećava struja KKM-a, što je neophodno za održavanje napona na izlazu KKM-a, uslijed čega je zaštita od kratkog spoja (kratkog spoja) u UPS je aktiviran.

Ako pogledate krug, onda je to generator impulsa koji je napunjen na induktoru. Mrežni napon se ispravlja diodnim mostom i dovodi do ključa koji je opterećen L1 prigušnicama i T1 transformatorom. Transformator je uveden za povratnu vezu regulatora sa ključem. Napon iz induktora uklanja se pomoću dioda D1 i D2. Štoviše, napon se naizmjenično uklanja uz pomoć dioda, zatim s diodnog mosta, zatim iz induktora i puni kondenzatore Cs1 i Cs2. Ključ Q1 se otvara i induktor L1 akumulira energiju željene vrijednosti. Količina akumulirane energije regulirana je trajanjem otvorenog stanja ključa. Što je više energije pohranjeno, to će induktor dati veći napon. Nakon isključivanja ključa, akumulirana energija se vraća induktorom L1 kroz diodu D1 do kondenzatora.

Ova operacija vam omogućava da koristite cijelu sinusoidu izmjeničnog napona mreže, za razliku od krugova bez PFC-a, kao i da stabilizirate napon koji napaja pretvarač.

U modernim strujnim krugovima, često se koriste dvokanalni PWM kontroleri. Jedno mikrokolo obavlja rad i pretvarača i PFC-a. Kao rezultat toga, broj elemenata u krugu napajanja značajno je smanjen.

Razmislite o jednostavnom strujnom krugu od 12 V koji koristi dvokanalni PWM kontroler ML4819. Jedan dio napajanja vrši formiranje konstante stabilizovani napon+380V. Drugi dio je pretvarač koji generiše konstantan stabilizovani napon +12V. KKM se sastoji, kao u prethodnom slučaju, od ključa Q1, induktora L1 povratnog transformatora T1 koji je napunjen na njega. Diode D5, D6 pune kondenzatore C2, ° C3, ° C4. Pretvarač se sastoji od dva ključa Q2 i Q3, nabijena na transformator T3. Impulsni napon se ispravlja sklopom diode D13 i filtrira pomoću induktora L2 i kondenzatora C16, ° C18. Uz pomoć patrone U2 formira se napon regulacije izlaznog napona.

Razmotrite dizajn napajanja u kojem postoji aktivni KKM:

1. Kontrolna ploča strujne zaštite;
2. Induktor, koji djeluje kao filter napona +12V i +5V, i funkcija grupne stabilizacije;
3. Filter prigušnica napona +3.3V;
4. Radijator, na koji su postavljene ispravljačke diode izlaznih napona;
5. Main Converter Transformer;
6. Transformator koji upravlja ključevima glavnog pretvarača;
7. Transformator pomoćnog pretvarača (formira napon u stanju pripravnosti);
8. Kontrolna ploča za korekciju faktora snage;
9. Radijator, rashladni diodni most i ključevi glavnog pretvarača;
10. Mrežni naponski filteri protiv smetnji;
11. Korektor faktora snage prigušnice;
12. Filterski kondenzator mrežnog napona.

Dizajnerske karakteristike i vrste konektora

Razmislite vrste konektora koji može biti prisutan na napajanju. Na poleđini napajanja konektor za povezivanje mrežni kabl i prekidač. Ranije je pored konektora kabla za napajanje bio i konektor za povezivanje mrežnog kabla monitora. Opciono mogu biti prisutni i drugi elementi:

• indikatore mrežnog napona ili statusa napajanja
• dugmad za kontrolu ventilatora
• dugme za prebacivanje ulaznog mrežnog napona 110 / 220V
• USB portovi ugrađeni u USB hub napajanje
• ostalo.

Na zadnjem zidu je sve manje ventilatora koji izvlače vazduh iz izvora napajanja. Cijela posuda ventilatora je smještena na vrhu napajanja zbog većeg prostora za montažu ventilatora, što omogućava veliki i tihi aktivni rashladni element. Na nekim izvorima napajanja čak su dva ventilatora instalirana i na vrhu i na stražnjoj strani.

Iz prednjeg zida kabl za napajanje matične ploče. U nekim izvorima napajanja, modularnim, on je, kao i druge žice, povezan preko konektora. Slika ispod pokazuje .

Možete vidjeti da svaki napon ima svoju boju žice:

• Žuta boja - +12 V
• Crvena boja - +5 V
• Narandžasta boja - + 3.3V
• Crna boja - obična ili mljevena

Za druge napone, boje žica za svakog proizvođača mogu varirati.

Na slici nisu prikazani konektori za pomoćno napajanje za video kartice, jer su slični konektoru za pomoćno napajanje za procesor. Postoje i drugi tipovi konektora koji se nalaze u računarima brendova DelL, Apple i drugih.

Električni parametri i karakteristike izvora napajanja

Napajanje ima mnogo električnih parametara, od kojih većina nije označena u pasošu. Na bočnoj naljepnici napajanja obično je navedeno samo nekoliko osnovnih parametara - radni naponi i snaga.

Napajanje napajanja

Snaga je često naznačena na etiketi velikim slovima. Snaga napajanja, karakteriše koliko može dati električna energija uređaja koji su na njega povezani matična ploča, video kartica, čvrsti disk itd.).

U teoriji, dovoljno je zbrojiti potrošnju korištenih komponenti i malo odabrati napajanje više snage za zalihe. Za brojanje snage date preporuke su sasvim prikladne. u pasošu video kartice, ako postoji, CPU termalni paket, itd.

Ali u stvari, sve je mnogo komplikovanije, jer napajanje proizvodi različite napone - 12V, 5V, -12V, 3.3V, itd. Svaki naponski vod je dizajniran za svoju snagu. Logično je bilo misliti da je ta snaga fiksna, a njihov zbir je jednak snazi ​​napajanja. Ali postoji jedan transformator u napajanju za generisanje svih ovih napona koje koristi kompjuter (osim napona pripravnosti + 5V). Istina, rijetko je, ali još uvijek možete pronaći napajanje sa dva odvojena transformatora, ali takvi izvori napajanja su skupi i najčešće se koriste u serverima. Obične ATX PSU imaju jedan transformator. Zbog toga, snaga svake naponske linije može plutati: ona se povećava ako su drugi vodovi malo opterećeni, a smanjuje se ako su drugi vodovi jako opterećeni. Stoga je maksimalna snaga svake linije često napisana na izvorima napajanja, a kao rezultat toga, ako se zbroje, snaga će izaći čak i više od stvarne snage napajanja. Dakle, proizvođač može zbuniti potrošača, na primjer, deklariranjem previše nazivne snage koje PSU nije u stanju da obezbedi.

Imajte na umu da ako računar ima nedovoljno napajanje, onda će to uzrokovati nepravilan rad uređaja ( zamrzavanje, ponovno pokretanje, škljocanje glava tvrdog diska), sve do nemogućnosti uključivanje računara. A ako je u PC ugrađena matična ploča koja nije dizajnirana za snagu komponenti koje su na njemu instalirane, tada matična ploča često funkcionira normalno, ali s vremenom konektori za napajanje pregore zbog njihovog stalnog zagrijavanja i oksidacije.

Standardi i sertifikati

Prilikom kupovine PSU-a, prije svega, morate pogledati dostupnost certifikata i njegovu usklađenost sa modernim međunarodnim standardima. Na izvorima napajanja najčešće možete pronaći naznaku sljedećih standarda:

Postoje i kompjuterski standardi ATX form faktora koji definišu dimenzije, dizajn i mnoge druge parametre napajanja, uključujući i dozvoljena odstupanja napona pod opterećenjem. Danas postoji nekoliko verzija ATX standarda:

1. ATX 1.3 standard
2. ATX 2.0 standard
3. ATX 2.2 standard
4. ATX 2.3 standard

Razlika između verzija ATX standarda uglavnom se odnosi na uvođenje novih konektora i novih zahtjeva za linije napajanja napajanja.

Preporuke za odabir napajanja

Kada radi potreba za kupovinom novog napajanja ATX, tada prvo morate odrediti snagu koja je potrebna za napajanje računala u koji će se ova PSU instalirati. Da biste to odredili, dovoljno je zbrojiti snagu komponenti koje se koriste u sistemu, na primjer, pomoću posebnog kalkulatora. Ako to nije moguće, onda možemo poći od pravila da je za prosječan računar s jednom igračkom video karticom dovoljno napajanje od 500-600 vati.

S obzirom da se većina parametara napajanja može saznati samo testiranjem, toplo preporučujemo da se upoznate s testovima i recenzijama mogućih kandidata kao sljedeći korak - modeli napajanja, koji su dostupni u vašem području i zadovoljavaju vaše zahtjeve barem u pogledu snage. Ako to nije moguće, onda je potrebno birati prema usklađenosti napajanja sa savremenim standardima (što je veći broj, to bolje), dok je poželjno imati AKKM (APFC) kolo u napajanju. Prilikom kupovine napajanja važno je da ga uključite, ako je moguće odmah na mjestu kupovine ili odmah po dolasku kući, i vidite kako funkcionira da napajanje ne emituje škripu, zujanje ili drugu stranu buku.

Općenito, potrebno je odabrati napajanje koje je moćno, dobro napravljeno, sa dobrim deklariranim i pravim električni parametri, a takođe će se pokazati kao praktičan za upotrebu i tih tokom rada, čak i sa velikim opterećenjem. I ni u kom slučaju ne biste trebali uštedjeti nekoliko dolara prilikom kupovine napajanja. Zapamtite da stabilnost, pouzdanost i izdržljivost cijelog računala uglavnom zavise od rada ovog uređaja.

Dodajte komentar

Napišite pune komentare, odgovori poput "hvala na članku" se ne objavljuju!