Hakkurivirtalähteet — Yleiset periaatteet, edut ja haitat

Nykyään on jo vaikea löytää rautamuuntajaa mistä tahansa kodinkoneesta tai virtalähteestä. 1990-luvulla ne alkoivat nopeasti haalistua menneisyyteen antaen tietä vaihtomuuntimille tai kytkentävirtalähteille (lyhennettynä SMPS).

Hakkuriteholähteet ylittävät muuntajat kooltaan ja syntyvän tasajännitteen laadultaan, niillä on laajat vaihtoehdot lähtöjännitteen ja virran säätöön, ja ne on perinteisesti varustettu lähdön ylikuormitussuojalla. Ja vaikka hakkuriteholähteiden uskotaan olevan tärkeimmät häiriötekijät kotitalousverkossa, niiden laajaa käyttöä ei voida peruuttaa.

Muuntajan syöttö:

Kytkentävirta:

Hakkuriteholähteet ovat yleisyyden velkaa puolijohdekytkimille – kenttätransistorit ja Diodi Schottky… Kenttätransistori, joka toimii yhdessä kuristimen tai muuntajan kanssa, on jokaisen nykyaikaisen hakkurivirtalähteen sydän: inverttereissä, hitsauskoneissa, keskeytymättömissä virtalähteissä, sisäänrakennetuissa virtalähteissä televisioille, monitoreille jne. — Nykyään lähes kaikkialla jännitteessä käytetään vain pulssimuunnospiirejä.

Pulssimuuntimen yleinen toimintaperiaate perustuu sähkömagneettisen induktion lakiin ja on samanlainen tässä jokaisen muuntajan kanssa… Ainoa ero on, että vaihtojännite, jonka verkkotaajuus on 50 Hz syötetään suoraan tavanomaisen verkkomuuntajan ensiökäämiin ja muunnetaan suoraan (sen jälkeen tarvittaessa tasasuuntaan), ja hakkuriteholähteessä verkkojännite Ensin tasasuunnataan ja muunnetaan DC:ksi ja muunnetaan sitten pulssiksi, jota voidaan edelleen lisätä tai vähentää käyttämällä erityistä korkeataajuista (50 hertsin verkkovirtaan verrattuna) piiriä.

Hakkuriteholähdepiiri sisältää useita pääkomponentteja: verkkotasasuuntaajan, kytkimen (tai kytkimet), muuntajan (tai kuristimen), lähtötasasuuntaajan, ohjausyksikön sekä stabilointi- ja suojayksikön. Tasasuuntaaja, kytkin ja muuntaja (kuristin) muodostavat perustan SMPS-piirin teho-osalle, kun taas elektroniikkalohkot (mukaan lukien PWM-ohjain) kuuluvat ns.

Joten verkkojännite syötetään tasasuuntaajan kautta verkkosuodattimen kondensaattoriin, missä tällä tavalla saadaan vakiojännite, jonka maksimi on 305 - 340 volttia verkkojännitteen nykyisestä keskiarvosta riippuen ( 215 - 240 volttia).

Tasasuunnattu jännite syötetään muuntajan ensiökäämiin (kuristin) pulssien muodossa, joiden toistotaajuus määräytyy yleensä avaimen ohjauspiirin avulla ja joiden kesto määräytyy syötetyn kuorman keskimääräisen virran mukaan. .

Kytkin, jonka taajuus on useista kymmenistä useisiin satoihin kilohertseihin, kytkee ja irrottaa muuntajan tai kuristimen ensiökäämin suodatinkondensaattoriin ja kääntää siten muuntajan tai kuristimen sydämen magnetoinnin.

Ero muuntajan ja kuristimen välillä: kuristimessa energian varastoinnin vaiheet lähteestä sydämeen ja energian siirtäminen sydämestä käämin kautta kuormaan erotetaan ajallisesti, kun taas muuntajassa tämä tapahtuu samanaikaisesti.

Kuristinta käytetään muuntimissa, joissa ei ole topologioiden galvaanista eristystä: boost - boost, step - down, sekä muuntimissa, joissa on käänteisen topologian galvaaninen erotus. Muuntajaa käytetään muuntajissa, joissa on galvaaninen eristys seuraavilla topologioilla: silta-täyssilta, puoli-silta-puolisilta, työnnä-veto-työnnä-veto, eteenpäin-eteenpäin.

Kytkin voi olla yksi (buck-up-muunnin, eteenpäin-muunnin, boost- tai buck-muunnin ilman galvaanista eristystä) tai tehoosassa voi olla useita kytkimiä (puolisilta, silta, push).

Kytkimien ohjauspiiri vastaanottaa lähteen lähdöstä takaisinkytkentäsignaalin jännitteelle tai kuorman jännitteelle ja virralle, tämän signaalin arvon mukaisesti, pulssin leveydelle (käyttöjaksolle), joka säätelee kytkimen johtavan tilan kestoa säätyy automaattisesti.

Lähtö on järjestetty seuraavasti. Muuntajan tai induktorin toisiokäämistä tai induktorin yksittäiskäämityksestä (jos puhumme muuntimesta ilman galvaanista eristystä) täysaaltotasasuuntaajan Schottky-diodien kautta suodattimeen syötetään pulssijännite kondensaattori.

Siellä on myös jännitteenjakaja, josta jännitteen takaisinkytkentäsignaali vastaanotetaan, ja myös virta-anturi voi olla läsnä. Kuorma on kytketty suodatinkondensaattoriin lisälähtöalipäästösuodattimen kautta tai suoraan.