Technologický pokrok se nezastavuje a dnes nahradil transformátorový zdroj spínaný zdroj. Důvodů je mnoho, ale ty nejdůležitější jsou:
- Za prvé – jednoduchost a levnost ve výrobě;
- Za druhé, snadné použití;
- Za třetí, malá velikost.
Návod, jak vybrat detektor skrytého drátu a jak jej používat, si můžete přečíst zde.
Na obrázku je spínaný zdroj
Co je to?
Z technického hlediska je spínaný zdroj zařízení, které usměrňuje síťové napětí a tvoří z něj impuls s frekvenční charakteristikou 10 kHz. Za zmínku také stojí, že účinnost tohoto technického zařízení dosahuje 80 %.
Princip činnosti
Ve skutečnosti celý princip fungování spínaného zdroje spočívá v tom, že zařízení tohoto typu je zaměřeno na usměrnění napětí, které k němu přichází při připojení k síti, a poté na vytvoření pracovního impulsu, díky kterému se toto elektrické zařízení může fungovat.
Mělo by být také zřejmé, že u spínacích zdrojů se k provozu televizoru používají speciální kondenzátory. Díky nim se proces stává několikrát jednodušším a pohodlnějším. Pokyny pro instalaci elektrického panelu zde: https://howelektrik.ru/provodka/elektroshhitok/instrukciya-po-montazhu-elektroshhitka.htmll.
Mnoho lidí se ptá, jaké jsou hlavní rozdíly mezi pulzním zařízením a konvenčním? Odpověď je velmi jednoduchá, má vyšší specifikace a menší rozměry. Impulzní blok navíc poskytuje více energie než jeho standardní verze.
V současné době na území Ruské federace najdete spínané napájecí zdroje následujících odrůd a kategorií:
-
- Jednoduché na IR2153 – tato verze je nejznámější mezi domácími spotřebiteli;
-
- Od energeticky úsporné žárovky – je to něco jako vylepšené technické zařízení hybridního typu;
- Pro zesilovač – má vysoké technické vlastnosti;
- Z elektronického předřadníku – podle názvu je zřejmé, že zařízení je založeno na provozu váhy elektronického typu. Přečtěte si recenzi o tom, jaké jsou LED lampy pro domácnost a jak si vybrat.
- Nastavitelný – tento typ mechanické jednotky lze konfigurovat a nastavovat samostatně;
- Pro UMZCH – má úzké specifické použití;
- Výkonný – má vysoké výkonové charakteristiky;
Výkonný na obrázku
-
- Při 200 voltech – tento typ zařízení je navržen pro maximální napětí 220 V;
- Síť 150 W – funguje pouze ze sítě, maximální výkon – 150 W;
- 12 V – zařízení technické povahy, které je schopno normálně fungovat při napětí 12 V;
- 24 V – normální provoz zařízení je možný pouze při 24 V
Na fotce je 24V
-
- Most – při montáži bylo použito schéma zapojení mostu;
- Pro elektronkový zesilovač – všechny specifikace platí pro provoz s elektronkovým zesilovačem;
- Pro LED – má vysokou citlivost, používá se pro práci s LED;
- Bipolární má dvojí polaritu, zařízení splňuje vysoké standardy kvality;
- Zpětný chod – posedlý zpětným chodem, má vysoký výkon a indikátory napětí.
systém
Všechny spínané napájecí zdroje mají v závislosti na rozsahu a technických vlastnostech různá schémata:
-
- 12 V – je standardní možností pro sestavení systému tohoto typu;
Na obrázku je schéma spínaného zdroje 12 V
-
- 2000 W – toto schéma je vhodné pouze pro vysoce výkonná technická zařízení;
- Pro 18 V šroubovák je schéma specifické, při montáži vyžaduje speciální znalosti mistra;
Schéma napájení pro šroubovák na obrázku
-
- U elektronkového zesilovače – v tomto případě mluvíme o jednoduchém schematickém návrhu, který zohledňuje i výstup do elektronkového zesilovače;
- Pro notebooky – vyžaduje speciální systém ochrany proti přepětí;
Na obrázku je schéma napájecího zdroje pro notebooky
-
- Na Top 200 – technické vlastnosti zařízení budou 40 V a 3 A. Přečtěte si o zařízení alternátoru.
- Na obvodu TL494 – zohledněte omezení proudu a úpravu vstupního napětí;
Schéma UPS na TL494 na obrázku
-
- Na UC3845 nebude obtížné sestavit spínaný zdroj podle tohoto schématu;
- spínaný zdroj na obvodu ir2153 – použitelný pro nízkofrekvenční zesilovače;
Schéma UPS na IR2153
-
- Na čipu LNK364PN – implementováno na základě mikroschématického návrhu UC 3842;
- Na tranzistoru s efektem pole je již z názvu zřejmé, že tento obvod je použitelný pro tranzistor s efektem pole;
- Schéma dopředného spínaného zdroje – má jednoduchý design, nevyžaduje speciální dovednosti při montáži.
Opravit
Je samozřejmé, že jakákoli technika se dříve nebo později porouchá. A spínaný zdroj není výjimkou. Podle odborníků se zařízení může přehřívat, mechanicky poškodit, dochází k poruchám, které vyžadují výměnu jednotlivých dílů.
Jakákoli technika se porouchá, napájecí zdroje nejsou výjimkou.
Pro opravu spínaného zdroje musíte použít speciální metodický materiál. Pouze při dodržení určitého schématu je možné opravit zařízení tohoto typu.
Na obrázku je schéma opravy spínaného zdroje
Chcete-li opravit spínaný zdroj svépomocí, doporučujeme použít následující video návod:
Jak zkontrolovat?
Odborníci říkají, že pro kontrolu transformátoru spínaného zdroje je nutné zásobit se speciálními zařízeními, která to umožňují v co nejkratším čase.
Na fotce tester UPS
Můžete si koupit spínací zdroj za cenu 2 000 až 15 000 rublů. Cena bude záviset na technických vlastnostech zařízení. Přečtěte si pokyny k odvíjení elektroměru na této stránce.
Kde koupit spínané zdroje?
- TC Helior Moskva, Bumashny proezd, 14 Kontaktní telefon: +7 (499) 557-09-55;
- Obchodní společnost PSČ Moskva Vereiskaya street 29 str.154 Kontaktní telefon: +7(495) 269-03-90;
- LLC “AltVideo” Moskva, Nakhimovský prospekt, 1, budova 2, kancelář č. 9 Kontaktní telefon: +7 495 664-22-18.
- Xcom.spb Petrohrad, st. Furshtatskaya, 33 Kontaktní telefon: 8 (812) 740 1110;
- Faraday Electronics LLC, vesnice Shushary, st. Pushkinskaya, dům 22, Petrohrad, Kontaktní telefon: +7 (812) 953-13-59;
- AVT-Technique, Petrohrad, Krasnoarmeiskaya 1st, 26 / Izmailovsky Prospekt, 4 – 246 office; BC Izmailovsky Kontaktní telefon: +7-812-3347048.
Video
Podívejte se na video o tom, jak vyrobit spínací zdroj vlastníma rukama:
Než si koupíte spínaný zdroj, měli byste se seznámit s informacemi, které jsou uvedeny na internetu. měli byste se také poradit se zkušeným odborníkem.
Schéma, princip činnosti spínaného zdroje
Jakýkoli napájecí zdroj je zařízení, které zajišťuje tvorbu sekundární energie pomocí dalších elektrických součástí. Zjednodušeně řečeno, napájecí jednotka slouží k převodu napětí z jednoho typu na jiný, podle jmenovitých nebo jiných charakteristik. Existují dvě velké třídy takových převodníků:
- použití analogových transformátorů pro převod napětí;
- napájecí zdroje (invertory) pulzního typu.
První typ je znám již dlouhou dobu, i přes neustálé zdokonalování mají transformátorové zdroje řadu omezení, která se ukázala být překonatelná spínacími zařízeními. Jejich princip činnosti je odlišný, rozdíly jsou zásadní, ale mnozí nevidí rozdíl mezi transformátorem a pulzními měniči. Pokusíme se tuto problematiku objasnit zvážením principu fungování, výhod a nevýhod a také rozsahu pulzních zdrojů. A samozřejmě se dotkneme hlavních rozdílů od zastaralého typu napájení.
Co je to
Zjednodušeně lze transformátor PSU reprezentovat jako obvod skládající se ze samotného transformátoru, usměrňovače, filtru pro vyhlazování parametrů výstupního napětí a stabilizátoru. Taková zařízení mají poměrně jednoduchý obvod, jsou levná a poskytují nízkou úroveň šumu výstupního signálu.
Mají ale vážné konstrukční nedostatky – velkou hmotnost a nízkou účinnost. Značná část energie se přeměňuje na teplo, takže problém přehřívání takových zařízení, zvláště výkonných, je jedním z nejnaléhavějších.
Princip činnosti pulzních zdrojů pro začátečníky lze také vysvětlit poměrně jednoduše: je také založen na použití transformátoru, ale pracuje na velmi vysokých frekvencích, řádově 1-100 kHz, a má mnohem menší rozměry. a hmotnost. To zase usnadňuje úkol odvádět teplo. Funkce filtrace / stabilizace výstupního napětí je zjednodušena, protože pro tento úkol jsou použity malé kondenzátory.
Ale napájecí pouta měniče mají také nevýhody – složité obvody, citlivost na elektromagnetické rušení. Pokud jde o cenu, je zcela srovnatelná s transformátorovými zařízeními.
Princip činnosti pulzního (střídačového) zdroje
A nyní se podívejme, jak funguje spínaný zdroj, a to na poloprofesionální úrovni.
Hlavní funkcionalitou zařízení je usměrnění charakteristiky primárního napětí s následným převedením na souvislou sekvenci pulsů následujících při frekvenci výrazně přesahující nominálních 50 Hz. To je přesně ten hlavní rozdíl od transformátorového PSU. U invertorových zařízení výstupní napětí přímo ovlivňuje činnost jednotky prostřednictvím zpětné vazby. Pomocí charakteristiky pulsů můžete přesněji regulovat stabilizaci výstupního napětí, proudu a dalších parametrů. Ve skutečnosti lze spínaný zdroj použít jako stabilizátor napětí i proudu. V tomto případě se polarita a počet výstupních charakteristik mohou značně lišit v závislosti na konkrétní konstrukci UPS.
Popišme si princip činnosti pulzního napájecího zdroje schematicky.
První jednotka zařízení, usměrňovač, je napájena domácím napětím 220 V, amplituda napětí je vyhlazena na transformátoru, za což je zodpovědný filtr na bázi kapacitního kondenzátoru. Dalším krokem je usměrnění sinusového signálu pomocí diodového můstku. Poté se sinusové napětí převede na vysokofrekvenční impulsy, přičemž lze využít principu galvanického oddělení napájecího napětí od napětí výstupního.
Pokud je takové galvanické oddělení přítomno, jsou vysokofrekvenční signály přiváděny zpět do transformátoru, který je využívá k dosažení galvanického oddělení. Pro zvýšení účinnosti transformátoru se používá taková technika, jako je zvýšení jeho provozní frekvence.
Princip zpětné vazby invertoru je realizován prostřednictvím interakce 3 základních řetězců:
- PWM regulátor je zodpovědný za pulzně-šířkovou modulaci vstupního napětí;
- druhým prvkem je kaskáda výkonových spínačů, včetně tranzistorů sestavených podle speciálních schémat (obvod středního bodu push-pull, můstek nebo poloviční můstek);
- třetí řetězec je skutečný pulzní transformátor.
Odrůdy pulzních napájecích zdrojů
Celkově může klasifikace UPS zahrnovat mnoho schémat, ale budeme zvažovat pouze dvě z nich:
- Beztransformátorová pulzní zařízení;
- transformátor UPS.
Již jsme uvažovali, jak se pulzní střídač liší od konvenčního transformátorového napájení. Nyní můžeme mluvit o rozdílech mezi těmito dvěma druhy pulzních měničů.
V beztransformátorových UPS následují vysokofrekvenční impulsy výstupní usměrňovač a poté až poslední součást, vyhlazovací filtr. Hlavní výhodou takového schématu je jednoduchost designu. Důležitou roli zde hraje generátor pulzní šířky, což je specializovaný mikroobvod.
Hlavní nevýhodou takových zařízení je nedostatek galvanické izolace, to znamená zpětná vazba z dodavatelského řetězce. Z tohoto důvodu není úroveň bezpečnosti beztransformátorových jednotek tak vysoká – hrozí nebezpečí úrazu vysokofrekvenčním elektrickým proudem. Proto jsou napájecí zdroje tohoto typu vyráběny jako nízkopříkonové.
Běžnější jsou transformátorové napájecí zdroje. Je zde přítomno galvanické oddělení: vysokofrekvenční impulsy jsou přiváděny do transformátorové jednotky, do primárního vinutí, zatímco počet sekundárních vinutí je neomezený. Jinými slovy, výstupních napětí může být mnoho, přičemž každé sekundární vinutí obsahuje vlastní pár usměrňovač-filtr. Neexistují žádné stížnosti na účinnost takového spínaného zdroje, úroveň bezpečnosti je vysoká. Ne náhodou se tento typ používá v počítačích. Zde se používá napětí 5/12 V pro přivedení signálu do transformátoru přes galvanické oddělení, protože úroveň přesnosti a stability pro provoz PC komponent je požadována velmi vysoká.
Mezi hlavní rozdíly mezi spínaným zdrojem a klasickým transformátorem patří použití vysokofrekvenčních pulzů namísto standardních 50 Hz. Toto rozhodnutí umožnilo použít feromagnetické slitiny místo elektrických druhů železa. Disponují vysokou donucovací silou, která umožnila výrazně snížit hmotnost a rozměry transformátorové části i celého zařízení.
Použití invertorových obvodů značně zjednodušilo úlohu převodu napětí a proudu, ačkoliv UPS je schematicky mnohem komplikovanější než transformátorové protějšky.
Schéma UPS
Zvažte, jak funguje ne nejsložitější spínaný zdroj v nejběžnější konfiguraci:
- filtr pro potlačení šumu;
- diodový usměrňovač;
- vyhlazovací filtr;
- TRN;
- blok tranzistorů výkonového klíče;
- vysokofrekvenční transformátor;
- usměrňovače;
- skupinové/individuální filtry.
Do oblasti odpovědnosti filtru pro potlačení šumu patří funkce filtrování rušení, jehož zdrojem je samotný napájecí zdroj. Faktem je, že použití vysoce výkonných polovodičových součástek často vede ke vzniku krátkodobých pulzů pozorovaných v širokém frekvenčním rozsahu. Pro snížení jejich vlivu na výstupní signál se používají řetězce speciálních průchozích kondenzátorů, které slouží jako filtr pro takové impulsy.
Účelem diodového usměrňovače je převádět střídavé napětí na vstupu jednotky na konstantu na výstupu. Vzniklé parazitní vlnění se vyhlazuje filtrem instalovaným dále v obvodu.
Pokud zařízení impulzního bloku obsahuje DC/DC měnič, bude usměrňovač a řetězec filtrů redundantní, protože vstupní signál bude v sekci šumového filtru vyhlazený.
Převodník šířky pulzu (nazývaný také modulátor) je nejsložitější částí zařízení. Plní několik funkcí:
- generuje vysokofrekvenční pulsy (od kilohertzů po stovky kHz);
- na základě parametrů zpětnovazebního signálu koriguje charakteristiky sledu impulzů na výstupu;
- chrání obvod před přetížením.
S PWM jsou impulsy přiváděny do vysoce výkonných klíčových tranzistorů, nejčastěji vyrobených v můstkových / polomůstkových obvodech. Výstupy klíčových tranzistorů jsou přivedeny na primární vinutí transformátorové jednotky. Jako elementární báze jsou použity tranzistory typu MOSFET nebo IGBT, které se od bipolárních analogů liší mírným poklesem napětí na přechodovém úseku a také vyšší rychlostí. To umožnilo snížit parametr ztrátového výkonu při stejných rozměrech.
Pokud jde o princip činnosti pulzního transformátoru, používá stejný způsob převodu jako klasické transformátorové zdroje. Jediný, ale důležitý rozdíl je v tom, že pracuje na mnohem vyšších frekvencích. To umožnilo při stejném výstupním výkonu výrazně snížit hmotnost a rozměry jednotky.
Ze sekundárního vinutí transformátoru (připomeňme, že jich může být několik) jde impuls do výstupních usměrňovačů. Na rozdíl od analogového na vstupu bloku zde musí diody zajistit provoz na vysokých frekvencích. Nejlepší ze všeho je, že tuto práci dělají Schottkyho diody. Jsou navrženy tak, aby poskytovaly malý kapacitní pn přechod a tím i malý pokles napětí při vysoké pracovní frekvenci.
Poslední prvek obvodu, výstupní filtr, vyhlazuje zvlnění usměrněného napětí přiváděného na vstup. Protože se jedná o vysokofrekvenční impulsy, není potřeba používat kondenzátory a cívky s vysokým výkonem.
Rozsah UPS
Éra klasických transformátorových zdrojů upadá v zapomnění. Spínací měniče na bázi polovodičových stabilizátorů je nahrazují všude, protože se při stejném výstupním výkonu vyznačují mnohem menšími ukazateli hmotnosti a velikosti, jsou spolehlivější než analogové protivníky a mají mnohem vyšší účinnost, což umožňuje snížit tepelné ztráty. A konečně, UPS mohou pracovat se širokým rozsahem vstupních napětí. Pulzní jednotka stejné velikosti jako transformátorová jednotka má mnohonásobně větší výkon.
V současné době se v oblastech vyžadujících konverzi AC na DC používají téměř pouze pulzní měniče, přičemž mohou zajistit i zvýšení napětí, které u klasických analogových bloků není dostupné. Další výhodou UPS je schopnost zajistit změnu polarity výstupního napětí. Práce na vysokých frekvencích usnadňuje funkci stabilizace/filtrace výstupních impulsů.
Malé měniče postavené na specializovaných mikroobvodech jsou základem nabíječek pro všechny druhy mobilních přístrojů a jejich spolehlivost je taková, že životnost výrazně převyšuje zdroje mobilních zařízení. O zdrojích počítačů jsme se již zmínili. Všimněte si, že princip činnosti UPS se používá ve 12V LED napájecích ovladačích.
Pomohl vám tento článek zjistit, jaký je princip fungování spínaného zdroje? Pokud je něco nejasné nebo chcete jen poděkovat za informaci, čekáme na vás v komentářích.
