istifadə etməklə ikinci dərəcəli gücün reallaşdırılması prinsipi əlavə cihazlar dövrələri enerji ilə təmin edən , kifayət qədər uzun müddətdir ki, əksər elektrik cihazlarında istifadə olunur. Bu cihazlar enerji təchizatıdır. Onlar gərginliyə çevirmək üçün xidmət edir tələb olunan səviyyə. PSU-lar ya quraşdırılmış, ya da ola bilər ayrı elementlər. Elektrik enerjisini çevirmək üçün iki prinsip var. Birincisi analoq transformatorların istifadəsinə, ikincisi isə kommutasiya enerji təchizatının istifadəsinə əsaslanır. Bu prinsiplər arasındakı fərq kifayət qədər böyükdür, lakin təəssüf ki, hamı bunu başa düşmür. Bu yazıda biz keçid enerji təchizatının necə işlədiyini və onun analoqdan nə qədər fərqləndiyini anlayacağıq. Gəlin başlayaq. Get!

Transformator enerji təchizatı ilk olaraq ortaya çıxdı. Onların iş prinsipi ondan ibarətdir ki, istifadə edərək gərginlik strukturunu dəyişdirirlər güc transformatoru, 220 V şəbəkəyə qoşulmuşdur. Sonra gərginlik icazə verilən gücə görə seçilən paralel qoşulmuş kondansatör tərəfindən hamarlanır. Çıxış terminallarında gərginliyin tənzimlənməsi mövqeyi dəyişdirməklə əldə edilir rezistorları kəsmək.

İndi impuls enerji təchizatına keçək. Bir az sonra ortaya çıxdılar, lakin bir sıra səbəblərə görə dərhal əhəmiyyətli dərəcədə populyarlıq qazandılar müsbət xüsusiyyətlər, yəni:

• Qablaşdırmanın mövcudluğu;
• Etibarlılıq;
• Çıxış gərginlikləri üçün əməliyyat diapazonunu genişləndirmək imkanı.

Prinsipini özündə birləşdirən bütün cihazlar keçid enerji təchizatı, praktiki olaraq bir-birindən fərqlənmir.

Pulse enerji təchizatı elementləri bunlardır:

• Xətti enerji təchizatı;
• Gözləmə rejimində enerji təchizatı;
• Generator (ZPI, nəzarət);
• Açar tranzistor;
• Optocoupler;
• İdarəetmə sxemləri.

Müəyyən parametrlər dəsti ilə enerji təchizatı seçmək üçün ChipHunt veb saytından istifadə edin.

Nəhayət, keçid enerji təchizatının necə işlədiyini anlayaq. İnverter dövrəsinin elementləri arasında qarşılıqlı əlaqə prinsiplərindən istifadə edir və bunun sayəsində sabitləşdirilmiş bir gərginliyə nail olunur.

Birincisi, rektifikator 220 V normal bir gərginlik alır, sonra kapasitiv filtr kondansatörlərindən istifadə edərək amplituda hamarlanır. Bundan sonra, keçən sinusoidlər çıxış diod körpüsü ilə düzəldilir. Sonra sinusoidlər yüksək tezlikli impulslara çevrilir. Dönüşüm ya enerji təchizatı şəbəkəsinin çıxış sxemlərindən qalvanik ayrılması ilə, ya da belə izolyasiya olmadan həyata keçirilə bilər.

Enerji təchizatı galvanik olaraq təcrid olunarsa, siqnallar yüksək tezlikli qalvanik izolyasiyanı həyata keçirən transformatora göndərilir. Transformatorun səmərəliliyini artırmaq üçün tezlik artır.

Pulse enerji təchizatının işləməsi üç zəncirin qarşılıqlı təsirinə əsaslanır:

• PWM nəzarətçi (pulse eni modulyasiya çevrilməsinə nəzarət edir);
• Güc açarlarının kaskadı (birinə uyğun olaraq işə salınan tranzistorlardan ibarətdir üç sxem: körpü, yarım körpü, orta nöqtə ilə);
• Pulse transformatoru (maqnit nüvəsi ətrafında quraşdırılmış birincil və ikincil sarımlara malikdir).

Enerji təchizatı ayrılmazsa, yüksək tezlikli izolyasiya transformatoru istifadə edilmir və siqnal birbaşa aşağı keçid filtrinə verilir.

Kommutasiya enerji təchizatı analoqları ilə müqayisə edərək, birincinin açıq üstünlüklərini görə bilərsiniz. UPS-lər daha az çəkiyə malikdir, lakin onların səmərəliliyi əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir. Onlarda daha çox var geniş diapazon təchizatı gərginlikləri və daxili qorunma. Belə enerji təchizatının qiyməti adətən daha aşağıdır.

Dezavantajlara yüksək tezlikli müdaxilənin və güc məhdudiyyətlərinin (həm yüksək, həm də aşağı yüklərdə) olması daxildir.

istifadə edərək UPS-i yoxlaya bilərsiniz adi lampa közərmə Diqqət yetirin ki, lampanı uzaq tranzistorun boşluğuna qoşmamalısınız, çünki birincil sarım keçmək üçün nəzərdə tutulmayıb. DC., buna görə də heç bir halda onun keçməsinə icazə verilməməlidir.

Lampa yanırsa, enerji təchizatı normal işləyir, ancaq yanmazsa, enerji təchizatı işləmir. Qısa bir yanıb-sönmə UPS-in işə salındıqdan dərhal sonra kilidləndiyini göstərir. Çox parlaq bir parıltı çıxış gərginliyinin sabitləşməməsinin olduğunu göstərir.

İndi siz kommutasiya və adi analoq enerji təchizatının iş prinsipinin nəyə əsaslandığını biləcəksiniz. Onların hər birinin başa düşülməli olan öz struktur və əməliyyat xüsusiyyətləri var. Siz həmçinin adi közərmə lampasından istifadə edərək UPS-in işini yoxlaya bilərsiniz. Bu məqalənin sizin üçün faydalı olub-olmadığını şərhlərdə yazın və müzakirə olunan mövzu ilə bağlı suallarınızı verin.

Çoxlarında Elektrik cihazları Enerji tələb edən dövrələri elektrik enerjisi ilə təmin etmək funksiyaları həvalə edilmiş əlavə cihazların istifadəsi ilə ikincil gücün reallaşdırılması prinsipi fərdi növlər gərginlik, tezlik, cərəyan...

Bu məqsədlə onlar yaradılmışdır əlavə elementlər: gərginliyin bir növdən digərinə çevrilməsi. Onlar ola bilər:

bir çox mikroprosessor cihazlarında olduğu kimi istehlak qutusunun içərisində qurulmuşdur;

və ya konvensiyaya bənzər birləşdirici telləri olan ayrı modullarda istehsal olunur şarj cihazı mobil telefonda.

Müasir elektrik mühəndisliyində enerjinin çevrilməsinin iki prinsipi uğurla birlikdə mövcuddur elektrik istehlakçılarıəsasən:

1. gücün ikincil dövrəyə ötürülməsi üçün analoq transformator qurğularından istifadə etməklə;

2. enerji təchizatının dəyişdirilməsi.

Onların var əsas fərqlər dizaynlarında müxtəlif texnologiyalardan istifadə edərək işləyirlər.

Transformator enerji təchizatı

Əvvəlcə yalnız belə dizaynlar yaradılmışdır. Sinusoidal harmonikanın amplitüdünün azaldığı 220 voltluq bir məişət şəbəkəsindən qidalanan bir güc transformatorunun işləməsi səbəbindən gərginlik strukturunu dəyişdirirlər, bu da daha sonra güc diodlarından ibarət düzəldici cihaza göndərilir, adətən bir elektrik şəbəkəsinə qoşulur. körpü dövrəsi.

Bundan sonra, pulsasiya edən gərginlik, icazə verilən gücə görə seçilən paralel bağlanmış bir tutumla hamarlanır və güc tranzistorları olan yarımkeçirici dövrə ilə sabitləşir.

Stabilizasiya dövrəsində kəsmə rezistorlarının mövqeyini dəyişdirərək, çıxış terminallarında gərginliyi tənzimləmək mümkündür.

Pulse blokları enerji təchizatı (UPS)

Oxşar dizayn inkişafları bir neçə onilliklər əvvəl kütləvi şəkildə ortaya çıxdı və elektrik cihazlarında getdikcə populyarlaşdı:

ümumi komponentlərin mövcudluğu;

icrada etibarlılıq;

çıxış gərginliklərinin işləmə diapazonunu genişləndirmək imkanları.

Demək olar ki, bütün keçid enerji mənbələri dizaynda bir qədər fərqlənir və digər qurğular üçün xarakterik olan eyni sxemə görə işləyir.

Enerji təchizatının əsas hissələrinə aşağıdakılar daxildir:

aşağıdakılardan yığılmış şəbəkə rektifikatoru: giriş boğucuları, səs-küyün rədd edilməsini və kondansatörlərdən statik izolyasiyanı təmin edən elektromexaniki filtr, şəbəkə qoruyucusu və diod körpüsü;

saxlama filtri çəni;

əsas güc tranzistoru;

master osilator;

sxem rəy, tranzistorlar üzərində hazırlanmışdır;

optokupl;

enerji dövrəsinə çevrilmək üçün gərginliyin ikincil sarımından çıxan bir keçid enerji təchizatı;

çıxış dövrəsinin rektifikator diodları;

çıxış gərginliyinə nəzarət sxemləri, məsələn, optokupl və tranzistorlar istifadə edərək düzəlişlə 12 volt;

filtr kondensatorları;

şəbəkədə gərginliyin korreksiyası və diaqnostikası rolunu yerinə yetirən elektrik şokları;

çıxış bağlayıcıları.

Misal elektron lövhə qısa təyinatlı oxşar keçid enerji təchizatı element bazasışəkildə göstərilmişdir.

Kommutasiya enerji təchizatı necə işləyir?

Kommutasiya enerji təchizatı inverter dövrəsinin elementləri arasında qarşılıqlı əlaqə prinsiplərindən istifadə edərək sabitləşdirilmiş bir təchizatı gərginliyi istehsal edir.

220 volt şəbəkə gərginliyi rektifikatora qoşulmuş naqillər vasitəsilə verilir. Onun amplitudası təxminən 300 voltluq zirvələrə tab gətirə bilən kondansatörlərin istifadəsi ilə kapasitiv filtrlə hamarlanır və səs-küy filtri ilə ayrılır.

Kommutasiya enerji təchizatı (SMPS) indi ən çox istifadə olunur və bütün müasirlərdə uğurla istifadə olunur radio elektron cihazlar Oh.

Şəkil 3-də ənənəvi sxemə uyğun olaraq hazırlanmış keçid enerji təchizatının blok diaqramı göstərilir. Bu qovşaqların adları onların məqsədini açıqlayır və izahata ehtiyac duymur. Birincil dövrənin əsas komponentləri bunlardır: giriş filtri, şəbəkə gərginliyi rektifikatoru və transformatorlu HF rektifikasiya edilmiş təchizatı gərginliyi çeviricisi.

Xətt düzəldici filtri

Transformator

RF çeviricisi

İkinci dərəcəli düzəldicilər

Giriş filtri

Şəkil 3 - Struktur sxemi impuls enerji təchizatı

IIP-nin işinin əsas prinsipi şəbəkənin transformasiyasıdır AC gərginliyi 220 volt və 50 Hz tezliyi tələb olunan dəyərlərə çevrilən, düzəldilmiş və süzülmüş alternativ yüksək tezlikli düzbucaqlı gərginliyə çevrilir.

Dönüşüm keçid rejimində işləyən güclü bir tranzistor istifadə edərək həyata keçirilir və impuls transformatoru, birlikdə RF çevirici dövrəsini təşkil edir. Haqqında dövrə dizaynı, onda iki mümkün çevirici variantı var: birincisi impulslu özünü osilator dövrəsinə uyğun olaraq hazırlanmışdır (məsələn, bu televizorların UPS-lərində istifadə edilmişdir) və ikincisi ilə xarici nəzarət(əksər müasir radioelektron cihazlarda istifadə olunur).

Konvertorun tezliyi adətən 18-dən 50 kHz-ə qədər seçildiyi üçün nəbz transformatorunun ölçüləri və nəticədə bütün enerji təchizatı olduqca yığcamdır ki, bu da müasir avadanlıq üçün vacib bir parametrdir xarici idarəetmə ilə çevirici Şəkil 4-də göstərilmişdir.

Şəkil 4 - Sxematik diaqram enerji təchizatı bloku ilə impuls enerji təchizatı.

Konvertor VT1 tranzistorunda və T1 transformatorunda hazırlanır. Şəbəkə gərginliyişəbəkə filtri (SF) vasitəsilə şəbəkə rektifikatoruna (SV) verilir, burada düzəldilir, filtr kondensatoru (SF) ilə süzülür və T1 transformatorunun W1 sarğı vasitəsilə tranzistor VT1 kollektoruna verilir. Bir tranzistor əsas dövrəyə qidalandıqda düzbucaqlı nəbz, tranzistor açılır və onun içindən artan cərəyan keçir I j. Eyni cərəyan T1 transformatorunun W1 sarımından keçəcək ki, bu da transformatorun nüvəsindəki maqnit axınının artmasına səbəb olacaq, transformatorun ikincil sarımında isə öz-özünə induksiya emf-i yaranacaq. Nəhayət, VD diodunun çıxışında müsbət bir gərginlik görünəcək. Üstəlik, VT1 tranzistorunun bazasına tətbiq olunan impulsun müddətini artırsaq, ikincil dövrədə gərginlik artacaq, çünki daha çox enerji ayrılacaq və müddət azaldılsa, gərginlik müvafiq olaraq azalacaq. Beləliklə, tranzistorun əsas dövrəsində nəbz müddətini dəyişdirərək, ikincil sarım T1-in çıxış gərginliklərini dəyişə bilərik və buna görə də enerji təchizatının çıxış gərginliklərini sabitləşdirə bilərik. Bunun üçün lazım olan yeganə şey, tetikleyici impulslar yaradacaq və onların müddətini (enlem) idarə edəcək bir dövrədir. Belə bir dövrə kimi bir PWM nəzarətçi istifadə olunur. PWM - impuls eninin modulyasiyası.

UPS-in çıxış gərginliklərini sabitləşdirmək üçün PWM nəzarətçi sxemi çıxış gərginliklərinin böyüklüyünü “bilməlidir”. Bu məqsədlər üçün optokupl U1 və R2 rezistorunda hazırlanmış bir izləmə dövrəsi (və ya əks əlaqə dövrəsi) istifadə olunur. T1 transformatorunun ikincil dövrəsində gərginliyin artması LED radiasiyasının intensivliyinin artmasına və buna görə də fototransistorun (optocoupler U1 hissəsi) birləşmə müqavimətinin azalmasına səbəb olacaqdır. Bu da öz növbəsində fototranzistorla ardıcıl bağlanan R2 rezistorunda gərginliyin azalmasına və PWM nəzarətçisinin 1-ci pinində gərginliyin azalmasına gətirib çıxaracaq. Gərginliyin azalması PWM nəzarətçisinə daxil olan məntiq dövrəsinin 1-ci pindəki gərginlik göstərilən parametrlərə uyğun gələnə qədər nəbz müddətini artırmasına səbəb olur. Gərginlik azaldıqda, proses tərsinə çevrilir.

UPS izləmə sxemlərinin həyata keçirilməsi üçün iki prinsipdən istifadə edir - "birbaşa" və "dolayı". Yuxarıda təsvir olunan üsul "birbaşa" adlanır, çünki əks əlaqə gərginliyi birbaşa ikincil rektifikatordan çıxarılır. "Dolaylı" izləmə ilə, geribildirim gərginliyi nəbz transformatorunun əlavə sarımından çıxarılır (Şəkil 5).

Şəkil 5 - Enerji təchizatı bloku ilə impuls enerji təchizatının sxematik diaqramı.

W2 sarımındakı gərginliyin azalması və ya artması W3 sarımındakı gərginliyin dəyişməsinə səbəb olacaq ki, bu da R2 rezistoru vasitəsilə PWM nəzarətçisinin 1-ci pininə tətbiq olunur.

Qısa qapanmaya qarşı SMPS qorunması.

Qısa qapanma (qısa qapanma). UPS yükü. Bu vəziyyətdə bütün enerji verilir ikincil dövrə UPS itəcək və çıxış gərginliyi demək olar ki, sıfır olacaq. Müvafiq olaraq, PWM nəzarətçi sxemi bu gərginliyin səviyyəsini müvafiq dəyərə qaldırmaq üçün nəbz müddətini artırmağa çalışacaqdır. Nəticədə, tranzistor VT1 daha uzun və daha uzun açıq qalacaq və ondan keçən cərəyan artacaq. Nəhayət, bu, bu tranzistorun uğursuzluğuna səbəb olacaq. UPS belə fövqəladə hallarda çevirici tranzistoru cari həddindən artıq yüklənmədən qoruyur. O, Ik kollektor cərəyanının keçdiyi dövrəyə ardıcıl olaraq qoşulmuş Rprotection rezistoruna əsaslanır. VT1 tranzistorundan axan Ik cərəyanının artması bu rezistorda gərginliyin azalmasına səbəb olacaq və nəticədə PWM nəzarətçisinin 2-ci pininə verilən gərginlik də azalacaq. Bu gərginlik maksimuma uyğun gələn müəyyən bir səviyyəyə düşdükdə icazə verilən cərəyan tranzistor, PWM nəzarətçisinin məntiq dövrəsi pin 3-də impulslar yaratmağı dayandıracaq və enerji təchizatı qorunma rejiminə keçəcək və ya başqa sözlə, sönür.

Sonda UPS-in üstünlükləri üzərində ətraflı dayanmaq lazımdır. Artıq qeyd edildiyi kimi, nəbz çeviricisinin tezliyi olduqca yüksəkdir və buna görə də, ölçüləri impuls transformatoru azalır, bu o deməkdir ki, nə qədər paradoksal səslənsə də, UPS-in qiyməti ənənəvi enerji təchizatından daha azdır, çünki UPS-də hissələrin sayı artsa da, maqnit nüvəsi üçün daha az metal istehlakı və sarımlar üçün mis. UPS-in başqa bir üstünlüyü adi enerji təchizatı ilə müqayisədə ikincil rektifikator filtr kondansatörünün kiçik tutumudur. Kapasitansın azaldılması tezliyi artırmaqla mümkün oldu. Və nəhayət, bir keçid enerji təchizatı səmərəliliyi 80% -ə çatır. Bu, UPS-in enerji sərf etməsi ilə əlaqədardır elektrik şəbəkəsi yalnız çevirici tranzistor açıq olduqda, qapalı olduqda, ikincil dövrə filtri kondansatörünün boşaldılması səbəbindən enerji yükə ötürülür.

Dezavantajlara mürəkkəblik daxildir UPS diaqramları və artır impuls səsi UPS tərəfindən buraxılır. Müdaxilənin artması çevirici tranzistorun işləməsi ilə əlaqədardır açar rejimi. Bu rejimdə tranzistor tranzistorun keçici prosesləri zamanı baş verən nəbz səs-küyünün mənbəyidir. Bu, keçid rejimində işləyən hər hansı bir tranzistorun dezavantajıdır. Ancaq tranzistor aşağı gərginliklərlə işləyirsə (məsələn, 5V gərginlikli tranzistor məntiqi), bu, bizim vəziyyətimizdə problem deyil, tranzistorun kollektoruna tətbiq olunan gərginlik təxminən 315 V. Bu müdaxilə ilə mübarizə aparmaq üçün; UPS daha çox istifadə edir mürəkkəb sxemlər şəbəkə filtrləri adi enerji təchizatı ilə müqayisədə.

Müasir elektron cihazların əksəriyyəti praktik olaraq analoq (transformator) enerji təchizatı istifadə etmir, onlar impulslu gərginlik çeviriciləri ilə əvəz olunur; Bunun niyə baş verdiyini anlamaq üçün dizayn xüsusiyyətlərini, həmçinin bu cihazların güclü və zəif tərəflərini nəzərə almaq lazımdır. Əsas komponentlərin məqsədi haqqında da danışacağıq impuls mənbələri, öz əllərinizlə yığıla bilən sadə bir icra nümunəsi veririk.

Dizayn xüsusiyyətləri və iş prinsipi

Gərginliyi gücə çevirməyin bir neçə yolu elektron komponentlər, ən çox yayılmış ikisini ayırd edə bilərik:

1. Əsas elementi aşağı salınan transformator olan analoq, əsas funksiyasından əlavə, qalvanik izolyasiyanı da təmin edir.
2. İmpuls prinsipi.

Bu iki variantın necə fərqləndiyinə baxaq.

Güc transformatoruna əsaslanan PSU

Sadələşdirilmiş blok diaqramı nəzərdən keçirək bu cihazın. Şəkildən göründüyü kimi, girişdə bir azaldıcı transformator quraşdırılıb, onun köməyi ilə təchizatı gərginliyinin amplitudası çevrilir, məsələn, 220 V-dan biz 15 V alırıq. Növbəti blok düzəldicidir, onun vəzifə sinusoidal cərəyanı impulslu cərəyana çevirməkdir (harmonik simvolik təsvirin üstündə göstərilir). Bu məqsədlə rektifikatorlar istifadə olunur yarımkeçirici elementlər(diodlar) körpü dövrəsinə bağlıdır. Onların iş prinsipi veb saytımızda tapıla bilər.

Növbəti blok iki funksiyanı yerinə yetirir: gərginliyi hamarlaşdırır (bu məqsədlə müvafiq tutumlu bir kondansatör istifadə olunur) və onu sabitləşdirir. Sonuncu, yük artdıqda gərginliyin "düşməməsi" üçün lazımdır.

Verilmiş blok diaqramı, bir qayda olaraq, mənbədə çox sadələşdirilmişdir bu tipdən Giriş filtri və qoruyucu sxemlər var, lakin bu cihazın işini izah etmək üçün vacib deyil.

Yuxarıda göstərilən variantın bütün çatışmazlıqları birbaşa və ya dolayısı ilə əsas dizayn elementi - transformator ilə bağlıdır. Birincisi, onun çəkisi və ölçüləri miniatürləşdirməni məhdudlaşdırır. Əsassız olmamaq üçün nümunə olaraq 250 Vt nominal gücü olan 220/12 V aşağı endirici transformatordan istifadə edəcəyik. Belə bir bölmənin çəkisi təxminən 4 kiloqram, ölçüləri 125x124x89 mm-dir. Buna əsaslanan bir laptop şarj cihazının nə qədər çəkəcəyini təsəvvür edə bilərsiniz.

İkincisi, bu cür cihazların qiyməti bəzən digər komponentlərin ümumi qiymətindən dəfələrlə yüksəkdir.

Pulse cihazları

Şəkil 3-də göstərilən blok-sxemdən göründüyü kimi, bu cihazların iş prinsipi aşağıdakılardan əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. analoq çeviricilər, ilk növbədə, giriş azaldıcı transformatorun olmaması ilə.

Şəkil 3. Kommutasiya enerji təchizatının blok diaqramı

Belə bir mənbənin əməliyyat alqoritmini nəzərdən keçirək:

• Enerji verilir şəbəkə filtri, vəzifəsi əməliyyatdan yaranan həm daxil olan, həm də çıxan şəbəkə müdaxiləsini minimuma endirməkdir.
• Sonra sinusoidal gərginliyi impulslu sabit gərginliyə çevirmək üçün qurğu və hamarlaşdırıcı filtr işə düşür.
• Növbəti mərhələdə bir inverter prosesə qoşulur, onun vəzifəsi düzbucaqlının formalaşması ilə bağlıdır; yüksək tezlikli siqnallar. İnverterə əks əlaqə idarəetmə bloku vasitəsilə həyata keçirilir.
• Növbəti blok İT-dir, avtomatik üçün lazımdır generator rejimi, dövrəyə gərginlik təchizatı, qoruma, nəzarətçi nəzarəti, həmçinin yük. Bundan əlavə, İT vəzifəsinə yüksək və aşağı gərginlikli dövrələr arasında qalvanik izolyasiyanın təmin edilməsi daxildir.

Aşağı salınan transformatordan fərqli olaraq, bu cihazın nüvəsi ferrimaqnit materiallardan hazırlanır, bu, 20-100 kHz diapazonunda ola bilən RF siqnallarının etibarlı ötürülməsinə kömək edir. XüsusiyyətİT ondan ibarətdir ki, onu birləşdirərkən, sarımların başlanğıcının və sonunun daxil edilməsi vacibdir. Kiçik ölçülər Bu cihaz miniatür ölçülü cihazları istehsal etməyə imkan verir, buna misal olaraq bir LED və ya enerjiyə qənaət edən lampanın elektron qoşqu (balast) ola bilər;

• Sonra, çıxış rektifikatoru işə düşür, çünki o, yüksək tezlikli gərginliklə işləyir, proses yüksək sürətli yarımkeçirici elementləri tələb edir, buna görə də bu məqsədlə Schottky diodları istifadə olunur;
• Son mərhələdə, hamarlama üstünlüklü bir filtrdə aparılır, bundan sonra yükə gərginlik tətbiq olunur.

İndi söz verdiyimiz kimi, bu cihazın əsas elementinin - çeviricinin iş prinsipinə baxaq.

İnverter necə işləyir?

RF modulyasiyası üç yolla edilə bilər:

• nəbz tezliyi;
• faza-nəbz;
• impuls eni.

Praktikada sonuncu seçim istifadə olunur. Bu, həm həyata keçirilməsinin sadəliyi, həm də digər iki modulyasiya metodundan fərqli olaraq PWM-nin sabit rabitə tezliyinə malik olması ilə bağlıdır. Nəzarətçinin işini təsvir edən blok diaqramı aşağıda göstərilmişdir.

Cihazın işləmə alqoritmi aşağıdakı kimidir:

İstinad tezlik generatoru tezliyi istinad birinə uyğun gələn bir sıra düzbucaqlı siqnallar yaradır. Bu siqnal əsasında K PWM komparatorunun girişinə verilən mişar dişi U P əmələ gəlir. İdarəetmə gücləndiricisindən gələn UUS siqnalı bu cihazın ikinci girişinə verilir. Bu gücləndirici tərəfindən yaradılan siqnal U P (istinad gərginliyi) və U RS (geri əlaqə dövrəsindən idarəetmə siqnalı) arasındakı mütənasib fərqə uyğundur. Yəni, nəzarət siqnalı UUS, əslində, həm yükdəki cərəyandan, həm də onun üzərindəki gərginlikdən (U OUT) asılı olan səviyyəyə uyğun olmayan bir gərginlikdir.

Bu icra üsulu təşkil etməyə imkan verir qapalı dövrə, çıxış gərginliyini idarə etməyə imkan verir, yəni əslində xətti-diskret funksional vahiddən danışırıq. İstinad və idarəetmə siqnalları arasındakı fərqdən asılı olaraq müddəti onun çıxışında impulslar yaranır. Buna əsasən, çeviricinin əsas tranzistorunu idarə etmək üçün bir gərginlik yaradılır.

Çıxış gərginliyinin sabitləşdirilməsi prosesi dəyişdikdə onun səviyyəsinə nəzarət etməklə həyata keçirilir, U PC-nin nəzarət siqnalının gərginliyi mütənasib olaraq dəyişir, bu da impulslar arasında müddətin artmasına və ya azalmasına səbəb olur;

Nəticədə, ikincil dövrələrin gücü dəyişir, bu da çıxış gərginliyinin sabitləşməsini təmin edir.

Təhlükəsizliyi təmin etmək üçün enerji təchizatı və əks əlaqə arasında qalvanik izolyasiya lazımdır. Bir qayda olaraq, bu məqsədlə optokuplörlər istifadə olunur.

İmpuls mənbələrinin güclü və zəif tərəfləri

Analoq və müqayisə etsək impuls cihazları eyni gücə malikdir, onda sonuncu aşağıdakı üstünlüklərə sahib olacaqdır:

• Böyük radiatorlardan istifadə edərək istiliyin çıxarılmasını tələb edən aşağı tezlikli aşağı tezlikli transformator və idarəetmə elementlərinin olmaması səbəbindən kiçik ölçü və çəki. Yüksək tezlikli siqnalın çevrilməsi texnologiyasının istifadəsi sayəsində filtrlərdə istifadə olunan kondansatörlərin tutumunu azaltmaq mümkündür ki, bu da daha kiçik elementlərin quraşdırılmasına imkan verir.
• Daha çox yüksək səmərəlilik, çünki əsas itkilər yalnız keçici proseslər nəticəsində yaranır analoq sxemlər elektromaqnit çevrilməsi zamanı çoxlu enerji daim itirilir. Nəticə özü üçün danışır, səmərəliliyi 95-98% -ə qədər artırır.
• Daha az güclü yarımkeçirici elementlərin istifadəsi səbəbindən aşağı qiymət.
• Daha geniş giriş gərginliyi diapazonu. Bu tip avadanlıq tezlik və amplituda tələb etmir, buna görə də müxtəlif standartların şəbəkələrinə qoşulmağa icazə verilir;
• Mövcudluq etibarlı müdafiə qısa qapanmadan, həddindən artıq yükdən və digər fövqəladə hallardan.

Pulse texnologiyasının çatışmazlıqlarına aşağıdakılar daxildir:

RF müdaxiləsinin olması yüksək tezlikli çeviricinin işinin nəticəsidir. Bu amil müdaxiləni yatıran filtrin quraşdırılmasını tələb edir. Təəssüf ki, onun fəaliyyəti həmişə effektiv deyil, bu da yüksək dəqiqlikli avadanlıqlarda bu tip cihazların istifadəsinə bəzi məhdudiyyətlər qoyur.

Yük üçün xüsusi tələblər, onu azaltmaq və ya artırmaq olmaz. Cari səviyyə yuxarı və ya aşağı həddi aşdıqdan sonra çıxış gərginliyinin xüsusiyyətləri standart olanlardan əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənməyə başlayacaq. Bir qayda olaraq, istehsalçılar (in Son vaxtlar hətta Çin) belə vəziyyətləri təmin edir və məhsullarında müvafiq qorunma quraşdırır.

Tətbiq sahəsi

Demək olar ki, hamısı müasir elektronika misal olaraq bu tip bloklardan enerji alır:

Öz əlinizlə bir keçid enerji təchizatı yığmaq

Diaqrama baxaq sadə mənbə yuxarıda təsvir edilmiş iş prinsipinin tətbiq edildiyi enerji təchizatı.

Təyinatlar:

• Rezistorlar: R1 – 100 Ohm, R2 – 150 kOm-dan 300 kOm-a qədər (seçilə bilən), R3 – 1 kOm.
• Tutumlar: C1 və C2 – 0,01 µF x 630 V, C3 -22 µF x 450 V, C4 – 0,22 µF x 400 V, C5 – 6800-15000 pF (seçilə bilən), 012 µF, C6 – 10 V0, C5 x7 – 220 µF x 25 V, C8 – 22 µF x 25 V.
• Diodlar: VD1-4 - KD258V, VD5 və VD7 - KD510A, VD6 - KS156A, VD8-11 - KD258A.
• Transistor VT1 – KT872A.
• Gərginlik stabilizatoru D1 - EH5 - EH8 indeksi olan KR142 mikrosxem (lazım olan çıxış gərginliyindən asılı olaraq).
• Transformator T1 - ölçüləri 5x5 olan w formalı ferrit nüvəsi istifadə olunur. Birincil sarım 600 döngə ilə sarılır Ø 0,1 mm, ikincil (sancaqlar 3-4) Ø 0,25 mm 44 döngədən, sonuncu sarım isə Ø 0,1 mm 5 döngədən ibarətdir.
• Qoruyucu FU1 - 0,25A.

Quraşdırma, generatorun 185-240 V giriş gərginliyində həyəcanlanmasını təmin edən R2 və C5 dəyərlərini seçməkdən ibarətdir.

Məqalə bu gün bütün müasir radioelektron cihazlarda və evdə hazırlanan məhsullarda geniş istifadə olunan kommutasiya enerji təchizatı (bundan sonra UPS) haqqındadır.
KGK-nın işləməsinin əsas prinsipi AC şəbəkə gərginliyini (50 Hertz) alternativ yüksək tezlikli düzbucaqlı gərginliyə çevirməkdir, bu gərginlik tələb olunan dəyərlərə çevrilir, düzəldilir və süzülür.
Dönüşüm istifadə edərək həyata keçirilir güclü tranzistorlar, keçid və impuls transformator rejimində işləyən, birlikdə RF çevirici dövrəsini təşkil edir. Dövrə dizaynına gəldikdə, iki mümkün çevirici variantı var: birincisi impulslu özünü osilator sxeminə uyğun olaraq həyata keçirilir, ikincisi isə xarici idarəetmə ilə (əksər müasir radioelektron cihazlarda istifadə olunur).
Dönüştürücünün tezliyi adətən orta hesabla 20 ilə 50 kilohers arasında seçildiyi üçün nəbz transformatorunun ölçüləri və nəticədə bütün enerji təchizatı kifayət qədər minimuma endirilir, bu da çox mühüm amildir müasir avadanlıq üçün.
Xarici idarəetmə ilə impuls çeviricisinin sadələşdirilmiş diaqramı üçün aşağıya baxın:

Konvertor VT1 tranzistorunda və T1 transformatorunda hazırlanır. Şəbəkə gərginliyi şəbəkə filtri (SF) vasitəsilə şəbəkə rektifikatoruna (RM) verilir, burada düzəldilir, filtr kondansatör SF tərəfindən süzülür və T1 transformatorunun W1 sarğı vasitəsilə VT1 tranzistorunun kollektoruna verilir. Transistorun əsas dövrəsinə düzbucaqlı bir impuls tətbiq edildikdə, tranzistor açılır və onun içindən artan Ik cərəyanı keçir. Eyni cərəyan T1 transformatorunun W1 sarımından keçəcək ki, bu da transformatorun nüvəsində maqnit axınının artmasına səbəb olacaq, transformatorun ikincil sarımında W2-də özünü induksiya emf induksiya edir. Nəhayət, VD diodunun çıxışında müsbət bir gərginlik görünəcək. Üstəlik, VT1 tranzistorunun bazasına vurulan impulsun müddətini artırsaq, ikincil dövrədə gərginlik artacaq, çünki daha çox enerji ayrılacaq və müddəti azaldsaq, gərginlik də müvafiq olaraq azalacaq. Beləliklə, tranzistorun əsas dövrəsində nəbz müddətini dəyişdirərək, ikincil sarım T1-in çıxış gərginliklərini dəyişə bilərik və buna görə də enerji təchizatının çıxış gərginliklərini sabitləşdirə bilərik.
Bunun üçün lazım olan yeganə şey, tetikleyici impulslar yaradacaq və onların müddətini (enlem) idarə edəcək bir dövrədir. Belə bir dövrə kimi bir PWM nəzarətçi istifadə olunur. PWM impuls eninin modulyasiyasıdır. PWM nəzarətçisinə master impuls generatoru (konvertorun işləmə tezliyini təyin edir), qoruma, nəzarət və məntiqi dövrə, nəbz müddətini idarə edən.
UPS-in çıxış gərginliklərini sabitləşdirmək üçün PWM nəzarətçi sxemi çıxış gərginliklərinin böyüklüyünü “bilməlidir”. Bu məqsədlər üçün optokupl U1 və R2 rezistorunda hazırlanmış bir izləmə dövrəsi (və ya əks əlaqə dövrəsi) istifadə olunur. T1 transformatorunun ikincil dövrəsində gərginliyin artması LED radiasiyasının intensivliyinin artmasına və buna görə də fototransistorun (optocoupler U1 hissəsi) birləşmə müqavimətinin azalmasına səbəb olacaqdır. Bu da öz növbəsində fototranzistorla ardıcıl bağlanan R2 rezistorunda gərginliyin azalmasına və PWM nəzarətçisinin 1-ci pinində gərginliyin azalmasına gətirib çıxaracaq. Gərginliyin azalması PWM nəzarətçisinə daxil olan məntiq dövrəsinin 1-ci pindəki gərginlik uyğun gələnə qədər nəbz müddətini artırmasına səbəb olur. verilmiş parametrlər. Gərginlik azaldıqda, proses tərsinə çevrilir.
UPS izləmə sxemlərinin həyata keçirilməsi üçün 2 prinsipdən istifadə edir - "birbaşa" və "dolayı". Yuxarıda təsvir olunan üsul "birbaşa" adlanır, çünki əks əlaqə gərginliyi birbaşa ikincil rektifikatordan çıxarılır. "Dolaylı" izləmə ilə geribildirim gərginliyi nəbz transformatorunun əlavə sarımından çıxarılır:

W2 sarımındakı gərginliyin azalması və ya artması W3 sarımındakı gərginliyin dəyişməsinə səbəb olacaq ki, bu da R2 rezistoru vasitəsilə PWM nəzarətçisinin 1-ci pininə tətbiq olunur.
Düşünürəm ki, izləmə zəncirini sıraladıq, indi aşağıdakı vəziyyəti nəzərdən keçirək: qısaqapanma UPS yükündə (qısa qapanma). Bu halda, UPS-in ikincil dövrəsinə verilən bütün enerji itiriləcək və çıxış gərginliyi demək olar ki, sıfır olacaqdır. Müvafiq olaraq, PWM nəzarətçi sxemi bu gərginliyin səviyyəsini müvafiq dəyərə qaldırmaq üçün nəbz müddətini artırmağa çalışacaqdır. Nəticədə, tranzistor VT1 daha uzun və daha uzun açıq qalacaq və ondan keçən cərəyan artacaq. Nəhayət, bu, bu tranzistorun uğursuzluğuna səbəb olacaq. UPS belə fövqəladə hallarda çevirici tranzistoru cari həddindən artıq yüklənmədən qoruyur. O, Ik kollektor cərəyanının keçdiyi dövrəyə ardıcıl olaraq qoşulmuş Rprotect rezistoruna əsaslanır. VT1 tranzistorundan axan Ik cərəyanının artması bu rezistorda gərginliyin azalmasına səbəb olacaq və nəticədə PWM nəzarətçisinin 2-ci pininə verilən gərginlik də azalacaq. Bu gərginlik tranzistorun icazə verilən maksimum cərəyanına uyğun gələn müəyyən bir səviyyəyə düşdükdə, PWM nəzarətçisinin məntiq dövrəsi pin 3-də impulslar yaratmağı dayandıracaq və enerji təchizatı qorunma rejiminə keçəcək və ya başqa sözlə dönəcək. off.
Mövzunun sonunda UPS-in üstünlüklərini daha ətraflı təsvir etmək istərdim. Artıq qeyd edildiyi kimi, impuls çeviricisinin tezliyi kifayət qədər yüksəkdir və buna görə də impuls transformatorunun ümumi ölçüləri azalır, bu o deməkdir ki, nə qədər paradoksal səslənsə də, bir UPS-in dəyəri ənənəvi enerji təchizatı ilə müqayisədə daha azdır, maqnit nüvəsi üçün daha az metal istehlakı və sarımlar üçün mis olduğundan, hətta UPS-də hissələrin sayının artmasına baxmayaraq. UPS-in başqa bir üstünlüyü adi enerji təchizatı ilə müqayisədə ikincil rektifikator filtr kondansatörünün kiçik tutumudur. Kapasitansın azaldılması tezliyi artırmaqla mümkün oldu. Və nəhayət, bir keçid enerji təchizatı səmərəliliyi 85% -ə çatır. Bu, UPS-in elektrik şəbəkəsindən enerji istehlak etməsi ilə əlaqədardır ki, yalnız çevirici tranzistor bağlı olduqda, enerji ikincil dövrə filtri kondansatörünün boşaldılması səbəbindən yükə ötürülür;
Dezavantajlara UPS dövrəsinin mürəkkəbliyi və UPS-in özü tərəfindən buraxılan impuls səs-küyünün artması daxildir. Müdaxilələrin artması çevirici tranzistorun keçid rejimində işləməsi ilə əlaqədardır. Bu rejimdə tranzistor tranzistorun keçici prosesləri zamanı baş verən nəbz səs-küyünün mənbəyidir. Bu, keçid rejimində işləyən hər hansı bir tranzistorun dezavantajıdır. Ancaq tranzistor aşağı gərginliklərlə işləyirsə (məsələn, 5 volt gərginlikli tranzistor məntiqi), bu bizim vəziyyətimizdə problem deyil, tranzistorun kollektoruna tətbiq olunan gərginlik təxminən 315 voltdur; Bu müdaxilə ilə mübarizə aparmaq üçün UPS adi enerji təchizatı ilə müqayisədə daha mürəkkəb şəbəkə filtri sxemlərindən istifadə edir.