comutare

Sugestii calde: Cuvântul din acest articol este de aproximativ 4800 și timpul de citire este de aproximativ 28 de minute.

rezumat

În prezent include în principal două tipuri de alimentare: putere liniară (liniară) și putere de comutare (comutare). Această lucrare se referă în principal la analiza principiului alimentării cu comutare, cum ar fi puterea liniară, alimentarea cu comutare; Transformator și circuit de control PWM; Filtru tranzitoriu analiza circuitelor etc.

Cataloage

VI.Partea secundară

II. Comutarea sursei de alimentare

6.1 latura sencondară (1)

III.Circuit PFC activ

6.2 Partea secundară (2)

VII.Alimentare de comutare grafică

V. Transformator și circuit de control PWM

VIII.Analiza circuitului de filtrare tranzitorie

Introducere

I. Puterea liniară

În prezent include în principal două tipuri de alimentare: putere liniară (liniară) și putere de comutare (comutare). Principiul alimentării liniare este de a converti rețeaua electrică de 127 V sau 220 V în tensiune redusă printr-un transformator, să spunem 12V, iar tensiunea redusă convertită rămâne de curent alternativ. Apoi rectificați printr-o serie de diode și convertiți tensiunea alternativă de joasă tensiune la tensiune pulsatorie (cu 3 în figurile 1 și 2). Următorul pas este de a filtra tensiunea pulsatorie, completată de condensatori, și apoi de a converti tensiunea alternativă de joasă tensiune filtrată în CC și 2 din 4). În acest moment, curentul continuu de joasă tensiune rezultat nu este încă suficient de pur, vor exista unele fluctuații (astfel de fluctuații de tensiune este ceea ce spunem adesea că ondulația), deci trebuie, de asemenea, să stabilizați circuitul reductor de diodă sau tensiune pentru a corecta. În cele din urmă, putem obține ieșire pură de joasă tensiune DC (cu 5 în figurile 1 și 2)

Figura 1: Proiectarea standard a sursei de alimentare liniare

Figura 2: Forma de undă a sursei de alimentare liniare

Deși sursele de alimentare liniare sunt potrivite pentru alimentarea dispozitivelor cu consum redus de energie, cum ar fi telefoanele fără fir, consolele de jocuri precum PlayStation/Wii/Xbox etc. Sursele de alimentare liniare pot fi înfometate pentru dispozitive de mare putere.

Pentru o sursă de alimentare liniară, capacitatea sa internă și dimensiunea transformatorului sunt invers proporționale cu frecvența de rețea de curent alternativ: adică, cu cât este mai mică frecvența de rețea de intrare, cu atât este mai mare sursa de alimentare liniară pentru condensatori și transformatoare și vice verset. Datorită frecvenței curente de curent alternativ de 60 Hz (în unele țări, 50 Hz), care este o frecvență relativ scăzută, transformatoarele și condensatoarele tind să fie relativ ridicate. În plus, tensiunea de curent alternativ crește, cu atât este mai mare capul transformatorului de putere liniar.

Putem vedea că ar fi o mișcare nebună să construim o sursă de alimentare liniară pentru segmentul PC-urilor personale datorită dimensiunii și greutății sale. Astfel, utilizatorii de PC-uri personale nu sunt potriviți pentru alimentarea liniară.

II. Comutarea sursei de alimentare

Alimentarea cu comutare poate fi o soluție bună la această problemă prin modul de comutare de înaltă frecvență. Pentru sursele de alimentare cu comutare de înaltă frecvență, tensiunea de intrare AC poate fi amplificată înainte de a intra în transformator (de obicei 50-60 KHz înainte de alimentare). Pe măsură ce crește puterea de intrare, capul componentelor precum transformatoarele și condensatoarele nu trebuie să fie la fel de mare ca sursele de alimentare liniare. Această sursă de alimentare cu comutare de înaltă frecvență este exact ceea ce necesită computerul personal și echipamentele noastre, cum ar fi aparatele video. Trebuie remarcat faptul că ceea ce ne referim deseori ca „sursă de alimentare cu comutare” este de fapt o abreviere pentru „sursă de alimentare cu comutare de înaltă frecvență” și nu are nimic de-a face cu sursa de alimentare în sine oprită și pornită.

De fapt, sursa de alimentare a computerului utilizatorului final este o soluție mai optimizată: Sistemul cu buclă închisă (sistem cu buclă închisă) - responsabil cu controlul circuitului de comutare pentru a obține semnalul de feedback de la ieșirea de putere, și apoi mai mult consum de energie pentru computer Pentru a crește sau micșorați frecvența tensiunii într-o anumită perioadă pentru a vă putea adapta la transformatorul de putere (această metodă se numește PWM, Pulse Width Modulation). Prin urmare, sursa de comutare poate fi ajustată în funcție de consumul de energie al dispozitivelor de alimentare conectate, astfel încât să permită transformatoarelor și altor componente să ia mai puțină energie și să reducă generarea de căldură.

Pe de altă parte, sursa de alimentare liniară, filozofia sa de proiectare este mai mare decât puterea, chiar dacă circuitul de sarcină nu necesită mult curent. Consecința este că toate componentele funcționează la capacitate maximă, chiar și atunci când nu este necesar, rezultând o căldură mult mai mare.

Circuitul de dublare a tensiunii și redresor lateral primar

Așa cum s-a menționat mai sus, sursa de comutare include în principal sursa de alimentare activă PFC și sursa de alimentare pasivă PFC fără circuit PFC, dar echipată cu un dublor de tensiune (dublator de tensiune). Dublatorul de tensiune folosește doi condensatori electrolitici uriași, adică dacă vedeți doi condensatori mari în interiorul sursei de alimentare, poate determina practic că acesta este dublatorul de putere. Așa cum am menționat deja, dublatorul de tensiune este potrivit numai pentru zona de tensiune de 127V.

Podul redresor poate fi văzut pe partea dublorului de tensiune. Podul redresor poate fi compus din patru diode, poate fi o singură componentă, așa cum se arată mai jos. Podul redresor de înaltă calitate este în general plasat într-un radiator special.

De obicei, există un termistor NTC pe partea primară - un rezistor care schimbă rezistența în funcție de temperatură. Termistorii NTC sunt prescurtarea pentru Coeficient de temperatură negativă. Rolul său este utilizat în principal pentru a se potrivi cu sursa de alimentare atunci când temperatura este scăzută sau ridicată, iar capacitatea discului ceramic este mai asemănătoare.

III.Circuit PFC activ

Nu există nicio îndoială că acest circuit poate fi văzut doar în sursa de alimentare cu circuit PFC activ. Figura 16 descrie un circuit tipic PFC:

Un circuit PFC activ folosește de obicei iluminarea MOSFET cu două puteri. Aceste tuburi sunt de obicei plasate pe partea radiatorului. Pentru ușurința înțelegerii, am folosit literele pentru a marca fiecare pornire MOSFET: S pentru Sursă, D pentru Scurgere și G pentru Poartă.

Dioda PFC este o diodă de putere și este de obicei ambalată într-un pachet de energie similar cu un tranzistor de putere. Ambele sunt lungi și seamănă și sunt, de asemenea, montate pe radiator primar, deși dioda PFC are doar doi pini.

Inductanța din circuitul PFC este cea mai mare inductanță din sursa de alimentare. condensatorul cu filtru lateral primar este cel mai mare condensator electrolitic de pe partea primară a sursei active de PFC. Rezistorul din Figura 16 este un termistor NTC care schimbă rezistența la o schimbare mai dependentă de temperatură și acționează ca un al doilea termistor NTC EMI.

Un circuit activ de control PFC se bazează de obicei pe un circuit integrat IC și, uneori, acest circuit integrat va fi, de asemenea, responsabil pentru controlul circuitului PWM (utilizat pentru a controla tubul deschis închis). Acest tip de circuit integrat este denumit în mod obișnuit „PFC/PWM combo”.

Ca de obicei, uitați-vă la câteva exemple. În Figura 17, vedem componentele mai bine după îndepărtarea radiatorului de pe partea primară. Partea stângă este circuitul EMI al circuitului de filtrare tranzitorie, care a fost deja descris în detaliu mai sus. În partea stângă, toate sunt componentele circuitului PFC activ. De când am scos radiatorul, tranzistorul PFC și dioda PFC nu au fost văzute pe imagine. De asemenea, rețineți că există un condensator X (element maro pe fundul radiatorului podului redresor) între puntea redresoare și circuitul PFC activ. Adesea, termistoarele în formă de măslin, care seamănă cu condensatoarele de disc din ceramică, au o folie acoperită cu cauciuc.

Figura 18 prezintă componentele radiatorului primar. Această sursă de alimentare este echipată cu două MOSFET de alimentare MOSFET și diodă de alimentare a circuitului PFC activ:

IV.Tub luminos

Comutarea sursei de alimentare la comutarea nivelului invertorului poate avea o varietate de moduri, rezumăm câteva situații: