Princip lineárního napájení a srovnání spínaného zdroje
1. Úvod do lineárního napájení:
Lineární napájecí zdroj nejprve transformuje střídavý proud přes transformátor a poté jej usměrní a filtruje přes obvod usměrňovače, aby získal nestabilní stejnosměrné napětí. Pro dosažení vysoce přesného stejnosměrného napětí musí být výstupní napětí upraveno pomocí napěťové zpětné vazby. Z hlediska hlavního výkonu je tato technologie napájecího zdroje velmi vyspělá, může dosáhnout vysoké stability, zvlnění je také velmi malé a nedochází k rušení a šumu, který má spínací zdroj. Obvod zpětné vazby napětí pracuje v lineárním stavu a na nastavovací trubici je určitý úbytek napětí. Při výstupu velkého provozního proudu je spotřeba energie nastavovací trubice příliš velká a účinnost konverze je nízká.
Lineární napájení znamená, že elektronky používané pro nastavení napětí pracují v lineární oblasti. Odpovídajícím způsobem existuje také spínaný napájecí zdroj, což znamená, že elektronka použitá pro nastavení napětí pracuje v oblasti saturace a cut-off, tedy ve spínacím stavu.
Lineární napájecí zdroj obecně vzorkuje výstupní napětí a poté jej posílá do zesilovače srovnávacího napětí s referenčním napětím. Výstup napěťového zesilovače se používá jako vstup nastavovací trubice pro ovládání nastavovací trubice tak, aby se přechodové napětí měnilo se vstupem, čímž se upravuje její výstup. Napětí. Spínaný zdroj však mění výstupní napětí změnou doby zapnutí a vypnutí elektronky regulátoru, tedy pracovního cyklu.
Elektronky používané pro nastavení napětí v lineárních napájecích zdrojích pracují v lineární oblasti. Odpovídajícím způsobem existuje také spínaný napájecí zdroj, což znamená, že elektronka použitá pro nastavení napětí pracuje v oblasti saturace a cut-off, tedy ve spínacím stavu.
Lineární napájecí zdroj obecně vzorkuje výstupní napětí a poté jej posílá do zesilovače srovnávacího napětí s referenčním napětím. Výstup napěťového zesilovače se používá jako vstup nastavovací trubice pro ovládání nastavovací trubice tak, aby se přechodové napětí měnilo se vstupem, čímž se upravuje její výstup. Napětí. Spínaný zdroj však mění výstupní napětí změnou doby zapnutí a vypnutí elektronky regulátoru, tedy pracovního cyklu. 2. Princip lineárního napájení: lineární napájecí zdroj zahrnuje především napájecí frekvenční transformátor, výstupní usměrňovací filtr, řídicí obvod, ochranný obvod a tak dále. Lineární napájecí zdroj nejprve transformuje střídavý proud přes transformátor a poté jej usměrní a filtruje přes obvod usměrňovače, aby získal nestabilní stejnosměrné napětí. Pro dosažení vysoce přesného stejnosměrného napětí musí být výstupní napětí upraveno pomocí napěťové zpětné vazby. Tato technologie zdroje je velmi vyspělá a může dosáhnout velmi vysoké stability, malého zvlnění a bez rušení a šumu spínaného zdroje. Jeho nevýhodou však je, že vyžaduje obrovský a těžký transformátor a objem a hmotnost potřebného filtračního kondenzátoru jsou také poměrně velké a obvod zpětné vazby napětí pracuje v lineárním stavu a dochází k určitému poklesu napětí na nastavovací trubice a výstup je relativně velký. V tomto okamžiku je spotřeba energie nastavovací trubice příliš velká, účinnost konverze je nízká a musí být instalován velký chladič. Tento druh zdroje není vhodný pro potřeby počítačů a dalších zařízení a bude postupně nahrazen spínaným zdrojem. 3. Porovnání spínaného zdroje: spínaný zdroj obsahuje především vstupní síťový filtr, vstupní usměrňovací filtr, invertor, výstupní usměrňovací filtr, řídicí obvod a ochranný obvod. Jejich funkce jsou:
1. Vstupní síťový filtr: Eliminujte rušení ze sítě, jako je start motoru, spínání elektrických spotřebičů, úder blesku atd., a také zabraňte šíření vysokofrekvenčního šumu generovaného spínacím zdrojem do sítě. mřížka.
2. Vstupní usměrňovací filtr: usměrněte a filtrujte vstupní napětí sítě tak, aby poskytovalo stejnosměrné napětí pro převodník.
3. Invertor: Je klíčovou součástí spínaného napájení. Transformuje stejnosměrné napětí na vysokofrekvenční střídavé napětí a hraje roli v izolaci výstupní části od vstupní sítě.
4. Výstupní usměrňovací filtr: usměrněte a odfiltrujte výstup vysokofrekvenčního střídavého napětí měničem, abyste získali požadované stejnosměrné napětí a zároveň zabránili vysokofrekvenčnímu šumu v rušení zátěže.
5. Řídicí obvod: zjistěte výstupní stejnosměrné napětí, porovnejte je s referenčním napětím a zesilte je. Šířka impulsu oscilátoru je modulována pro řízení převodníku, aby bylo výstupní napětí stabilní.
6. Ochranný obvod: Když dojde u spínaného zdroje k přepětí nebo zkratu nadproudu, ochranný obvod zastaví spínaný zdroj, aby ochránil zátěž a samotný zdroj.
Spínaný zdroj nejprve usměrní střídavý proud na stejnosměrný proud, poté stejnosměrný proud přemění na střídavý proud a poté usměrní a vydá požadované stejnosměrné napětí. Tímto způsobem spínaný zdroj šetří transformátor ve spodním lineárním zdroji a obvod zpětné vazby napětí. Invertorový obvod ve spínaném zdroji je kompletně digitální seřízení, čímž lze dosáhnout také velmi vysoké přesnosti nastavení.
Hlavním principem činnosti spínaného zdroje je to, že elektronky Mos horního můstku a dolního můstku se zapínají střídavě. Nejprve proud protéká Mos trubicí horního můstku a elektrická energie se akumuluje v cívce pomocí akumulační funkce cívky. Nakonec se vypne trubice Mos horního mostu a zapne se dolní most. Mos elektronka, cívka a kondenzátor můstku nepřetržitě dodávají energii ven. Potom vypněte Mos trubku spodního můstku a poté otevřete horní můstek, aby vstoupil proud, a opakujte to takto, protože trubici Mos je potřeba postupně zapínat a vypínat, takže se tomu říká spínaný zdroj.
Lineární napájení je jiné. Protože není zapojen žádný spínač, horní vodovodní potrubí vždy vypouští vodu. Pokud je vody příliš mnoho, vyteče. To je to, co často vidíme u některých lineárních napájecích zdrojů. Mos trubice generuje hodně tepla. Nekonečná elektrická energie se celá přeměňuje na tepelnou energii. Z tohoto hlediska je konverzní účinnost lineárního napájecího zdroje velmi nízká, a když je teplo vysoké, životnost komponent se nutně sníží, což má vliv na konečný efekt použití.
Rozdíl mezi spínaným zdrojem a lineárním zdrojem je především způsob jejich fungování.
Napájecí zařízení lineárního napájecího zdroje pracuje v lineárním stavu, to znamená, že výkonové zařízení pracuje vždy, když je používáno, takže to vede k jeho nízké pracovní účinnosti, obecně mezi 50[[ procent ]]~60[ [ procent ]], a nutno říci, že je to velmi dobrý lineární zdroj. Pracovní metoda lineárního napájecího zdroje vyžaduje mít napěťové zařízení pro změnu z vysokého napětí na nízké napětí. Obecně je to transformátor a existují další, jako je napájecí zdroj KX, který pak usměrňuje a vydává stejnosměrné napětí. V důsledku toho je jeho objem velký, těžký, má nízkou účinnost a generuje velké množství tepla. Má také své výhody: malé zvlnění, dobrá rychlost nastavení a malé vnější rušení. Vhodné pro použití s analogovými obvody, různými zesilovači atd.
vypínač napájení. Jeho výkonová zařízení pracují ve spínacím stavu (jedno zapnuto a jedno vypnuto, jedno zapnuto a jedno vypnuto, frekvence je velmi rychlá, frekvence hlavního spínacího napájení panelu je 100 ~ 200 kHz a frekvence napájení modulu je 300 ~500 kHz). Tímto způsobem je jeho ztráta malá a účinnost vysoká. Existují také požadavky na transformátory, které musí být vyrobeny z materiálů s vysokou magnetickou permeabilitou. Trochu inkoustu, jeho transformátor je malé slovo. Účinnost 80 až 90 procent. Říká se, že nejlepší moduly VICOR ve Spojených státech mají až 99 procent. Spínaný zdroj má vysokou účinnost a malou velikost, ale ve srovnání s lineárním zdrojem je jeho zvlnění a míra přizpůsobení napětí a proudu snížena.
Základní princip činnosti lineárního napájecího zdroje
Pracovní proces hlavního obvodu lineárního napájecího zdroje spočívá v tom, že vstupní napájecí zdroj je nejprve stabilizován předstabilizovaným napěťovým obvodem a poté přeměněn na stejnosměrný napájecí zdroj prostřednictvím izolace a usměrnění hlavního pracovního transformátoru a poté řízena řídicím obvodem a jednočipovým mikroprocesorovým regulátorem. Lineární nastavovací prvek je jemně nastaven tak, aby poskytoval vysoce přesný zdroj stejnosměrného napětí.
1. Výkonový transformátor a usměrnění: přeměňte 380V AC na požadovaný DC.
2. Obvod předběžné stabilizace: Součásti relé nebo tyristorové součásti se používají k přednastavení a počáteční stabilizaci vstupního střídavého nebo stejnosměrného napětí, čímž se snižuje spotřeba energie komponent lineárního nastavení a zlepšuje se efektivita práce. A zajistit vysokou přesnost zdroje výstupního napětí a vysokou stabilitu.
3. Lineární nastavovací prvek: Jemně upravte filtrované stejnosměrné napětí tak, aby vstupní napětí splňovalo požadovanou hodnotu a požadavky na přesnost.
4. Filtrační obvod: Může zabránit a absorbovat pulzující vlnu, rušení a šum stejnosměrného zdroje v maximální míře, aby bylo zajištěno, že výstupní napětí stejnosměrného zdroje má nízké zvlnění, nízký šum a nízké rušení.
5. Jednočipový mikropočítačový řídicí systém: Jednočipový mikroprocesorový řadič porovnává, posuzuje, vypočítává, analyzuje a zpracovává různé detekované signály a poté vydává odpovídající řídicí pokyny, aby vytvořil celkový systém stabilizace napětí stejnosměrného stabilizovaného napájecího zdroje. fungovat normálně a spolehlivě. ,koordinace.
6. Pomocný napájecí zdroj a zdroj referenčního napětí: poskytují vysoce přesný zdroj referenčního napětí a napájecí zdroj potřebný pro práci elektronického obvodu pro systém stabilizace stejnosměrného napětí.
7. Vzorkování napětí a regulace napětí: Zjistěte hodnotu výstupního napětí stejnosměrného regulovaného napájecího zdroje a nastavte a upravte hodnotu výstupního napětí stejnosměrného regulovaného napájecího zdroje.
8. Porovnávací a zesilovací obvod: Po porovnání hodnoty výstupního napětí stejnosměrného stabilizovaného zdroje s napětím referenčního zdroje pro získání chybového napěťového signálu proveďte zesilovací zpětnou vazbu a ovládejte lineární nastavovací prvek, aby byla zajištěna stabilita výstupního napětí. .
9. Obvod detekce proudu: Získejte hodnotu výstupního proudu stejnosměrného stabilizovaného napájecího zdroje pro informace o omezení proudu nebo ochraně.
10. Řídicí obvod: obvod výkonového zesilovače uspořádaný pro řízení spustitelného prvku.
11. Displej: Zobrazení hodnoty výstupního napětí a hodnoty výstupního proudu stejnosměrného regulovaného zdroje.
