Днес повечето съоръжения за любители използват 12 или 13.8V захранващи устройства.
Напредъкът на технологията също така доведе до това оборудване с висока степен на усъвършенстване и следователно е много чувствително към пренапрежения, внезапни промени или шум в захранващите напрежения. Това е наложително използването на регулирани захранвания, които гарантират стабилността на напрежението, постъпващо в оборудването.
От друга страна, за да се постигнат изходни мощности от порядъка на 100 вата с ниските напрежения, изисквани от токовите транзистори (12 волта), са необходими високи захранващи токове (20 ампера или повече). Това ни принуждава да предприемем някои предпазни мерки (дебели кабели, големи терминали и т.н.) и налага силно предизвикателство при проектирането на регулирани източници, увеличавайки тяхната цена.
Може би именно поради тези причини изграждането на дома на регулирани захранвания не е често срещана практика сред радиолюбителите. Въпреки това, технологията на персоналните компютри и голямото намаляване на разходите, което се наблюдава в неговите компоненти, ни позволява днес да изградим у дома регулирано захранване с характеристики, много по-добри от останалите, които са на пазара само с една част от цената на търговски източник.
С ОБЩО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ
- Разграничаване между общ източник и превключен източник
- Идентифицирайте приложенията на превключващ източник както в, така и извън индустрията
- Познайте краткосрочната, средносрочната и дългосрочната перспектива на включените захранвания
КОНКРЕТНА ЦЕЛ
- Познайте основните характеристики на превключен източник
- Идентифицирайте компонентите на импулсно захранване
- Проектирайте превключващ източник
- Познайте математическите процедури за проектиране на комутиран източник
Историческа обстановка
Връщайки се малко назад в историята, ще опишем, че индустрията не е разполагала с електрическо оборудване, след това започнаха да се въвеждат не много сложни електрически устройства, така че те не бяха много чувствителни към пренапрежения, а след това по-модерно оборудване, което се нуждаеше от ниско напрежение, това, което започна строителството на захранвания, които биха осигурили достатъчно напрежение за тези устройства. Напредналите технологии, разбира се по-добро оборудване за промишлеността и дома, но това допринесе за повишаване на чувствителността на електронните устройства към пренапрежения, така че знам, че трябваше да проектирам регулирани източници, които да гарантират необходимото напрежение за правилното функциониране на тези устройства.
Основни ограничения
Училищната библиотека не разполага с адекватна информация по предмета, така че е било необходимо информацията да се търси в технологичната.
В интернет търсенето беше затруднено, тъй като имаше информация само от превключени източници на магазините, които продават този продукт, също така беше намерена само технология и университетски програми, но само тази „програма“.
Придружителите отказаха и с основателна причина да предадат информация.
ОСНОВНИ КОНФИГУРАЦИИ:
Превключващите захранвания са относително сложни схеми, но винаги можем да разграничим четири основни градивни блока:
ПРЕПОРЪЧАНИ ОСНОВНИ КОНФИГУРАЦИИ
Най-препоръчаните от производителите конфигурации се различават по мощност, режим, цена, полезност и качество. Следните конфигурации са много често срещани:
СХЕМА - МОЩНОСТ
- DC преобразуватели (Buck) - 5 вата
- Flyback - 50 вата
- Напред (усилване) - 100 вата
- Полумост - 200 вата
- Пълен мост - 500 вата
ПОВРЕЖДАНЕ И ПРЕДАВАНЕ (УСИЛВАНЕ):
- Обхват от 50 до 250 вата.
- Изменение на входното напрежение: Vin + 10%, -20%
- Ефективност на преобразувателя: h = 80%
- Регулиране чрез изменение на работния цикъл: d (max) = 0.4
- Макс. работен ток в транзистора:
Iw = 2 Pout/(h d (макс.) Vin (мин.) 1,41) = 5,5 Pout/Vin (FLYBACK)
Iw = Pout/(h d (макс.) Vin (мин.) 1,41) = 2,25 Pout/Vin (НАПРЕД)
- Макс. транзисторно работно напрежение: Vw = 2 Vin (макс.) 1,41 + защитно напрежение
В регулатора на обратния ход режимът на работа може да бъде леко променлив, непрекъснат или прекъснат.
Прекъснат режим: това е строго усилващ режим, при който мощността се източва напълно от индуктора, преди транзисторът да се включи отново.
Непрекъснат режим: преди бобината да се изпразни, транзисторът се включва отново. Предимството на този режим е, че транзисторът трябва само да превключи половин голям пиков ток, за да достави същата мощност на товара.
Напред регулаторът се различава от Flyback по това, че добавя още един диод, който да се използва като диод за свободно въртене в LC филтъра и още една намотка в трансформатора за постигане на нулиране. Благодарение на всичко това той може да доставя мощност на товара, докато транзисторът е включен. Работният цикъл не може да надвишава 50%.
- Обхват от 100 до 500 вата.
- Изменение на входното напрежение: Vin + 10%, -20%
- Ефективност на преобразувателя: h = 80%
- Регулиране чрез изменение на работния цикъл: d (max) = 0.8
- Макс. работен ток в транзистора:
Iw = Pout/(h d (макс.) Vin (мин.) 1,41) = 1,4 Pout/Vin (НАПРЕД)
- Макс. транзисторно работно напрежение: Vw = 2 Vin (макс.) 1,41 + защитно напрежение
- Обхват от 100 до 500 вата.
- Изменение на входното напрежение: Vin + 10%, -20%
- Ефективност на преобразувателя: h = 80%
- Регулиране чрез изменение на работния цикъл: d (max) = 0.8
- Макс. работен ток в транзистора:
Iw = 2 Pout/(h d (макс.) Vin (мин.) 1,41) = 2,8 Pout/Vin (НАПРЕД)
- Макс. транзисторно работно напрежение: Vw = Vin (макс.) 1,41 + защитно напрежение
По желание добавяне на свързващ кондензатор:
- Обхват от 500 до 1000 вата.
- Изменение на входното напрежение: Vin + 10%, -20%
- Ефективност на преобразувателя: h = 80%
- Регулиране чрез изменение на работния цикъл: d (max) = 0.8
- Макс. работен ток в транзистора:
Iw = Pout/(h d (макс.) Vin (мин.) 1,41) = 1,4 Pout/Vin (НАПРЕД)
- Макс. транзисторно работно напрежение: Vw = Vin (макс.) 1,41 + защитно напрежение
Превключени срещу линейни шрифтове
По принцип има два начина за регулиране на захранването.
Един от тях се състои от създаване на източник, който подава по-високо напрежение от необходимото на изхода. Между източника и товара е поставено регулиращо устройство, което не прави нищо повече от намаляване на напрежението на източника до желана стойност, като същевременно го поддържа постоянно. За да се постигне това, се използват транзистори, които работят като променливи резистори. По този начин част от мощността от източника достига товара и част от него се трансформира в топлина, която след това се разсейва във въздуха.
Тези устройства се наричат линейни регулатори и се характеризират с генериране на достатъчно топлина за средни и големи мощности (фигура 1).
Други видове регулатори могат да поемат от източника само мощността, която изисква натоварването. По този начин практически няма разсейвана мощност под формата на топлина и следователно ефективността му е много по-висока.
Принципът на работа на тези регулатори се състои в трансформиране на директното напрежение на източника в серия импулси, които имат определена ширина. След това тези импулси се интегрират и трансформират обратно в директно напрежение. Чрез промяна на ширината на импулсите е възможно да се контролира изходното напрежение. Регулаторите, които използват този принцип, се наричат превключени регулатори (фигура 2).
Както можете да си представите, сложността на веригата на превключващите регулатори беше пренасочила тяхното използване до неотдавна в областта на високите мощности или специални приложения. Сега обаче има интегрални схеми, които улесняват и намаляват разходите за този тип регулатори, с които използването му се е разширило неимоверно през последните години.
Захранвания за персонални компютри
Всеки компютър днес има висококачествено и високоефективно захранване с превключен режим.
Тези източници могат да бъдат получени като отделен компонент в бизнеса на клона. Има различни версии, които осигуряват различни изходни мощности, като най-често срещаните са тези от 200 и 250 вата.
Всеки източник има съединители за 220V или 110V входен кабел и вентилатор. Всичко това е в малка метална кутия с много вентилационни отвори.
Тези източници всъщност са превключващи източници, които използват добре позната интегрална схема, специално проектирана за тази цел, TL494. Благодарение на този интегриран импулсен захранващ блок може да се направи на ниска цена, тъй като в него присъстват всички необходими управляващи вериги и е необходимо само да се добавят някои пасивни компоненти (резистори и кондензатори) и силови транзистори.
Проектиране на комутиран източник
1 UA78S40PC
1 КОНДИКАТОР 4.7n Fd.
1 КОНДИКАТОР 100u Fd.
1 НАМОТКА от 32u hy.
1 РЕЗИСТОР 1.2k, 101, 0.1, 1, 47ohms.
1 ПОТЕНЦИОМЕТЪР.
1 ДИОД 8 AMP.
За развитието на тази практика разчитаме на преобразувателя за постоянен и постоянен ток, входното напрежение е 12 волта, а на изхода имаме 24 волта постоянен ток. За изчисляването на тази практика ние се основаваме на формулите за проектиране в спецификационните листове на веригата motorola 78s40.
сега показваме дизайна с тези формули:
Данни:
VS = Vin = 12.
Vout = 24
Iout = 1 усилвател.
Vripple = 1% = пулсации напрежение.
тон = 1,1471от
тон> = 10us; toff> = 10us.
(тон + тоф) Приемам Вижте подробности