Импульсные источники питания принцип работы: Принцип работы у импульсного блока питания

Принцип работы источников питания

Опубликовано 03.07.2016

Принцип работы

Нерегулируемые источники питания

Нестабилизированный источник питания (Non-stabilized Power Supply) состоит из сетевого понижающего трансформатора и диодного выпрямителя с фильтром.

Линейные источники питания

Линейный источник питания (Linear Power Supply) кроме сетевого понижающего трансформатора и моста с фильтром содержит стабилизатор, который стабилизирует выходное напряжение независимо от колебаний сетевого напряжения и нагрузки.

Стабилизированное выходное напряжение линейного источника питания всегда меньше нестабилизированного сетевого напряжения, т.к. часть мощности рассеивается на регулирующем элементе (низкий КПД).

Импульсные источники питания

Импульсный источник питания (Switched-Mode Power Supply) сначала выпрямляет сетевое напряжение с помощью диодного моста, потом преобразует постоянное напряжение в прямоугольные импульсы высокой частоты. Эти импульсы подаются на первичную обмотку трансформатора.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется путём широтно-импульсной модуляции (ШИМ): длительность импульсов и пауз между ними регулируются в зависимости от сигнала отрицательной обратной связи, пропорционального напряжению вторичной обмотки.

Импульсные ИП широко используются для питания программируемых логических контроллеров, компьютерного и коммуникационного оборудования.

Преимущества импульсных источников питания относительно линейных ИП

• Выше КПД, меньше рассеивание тепла
• Меньше габариты и вес (импульсные трансформаторы более компактны)
• Шире диапазон сетевого напряжения и частоты
• Больше защитных функций
• По надёжности и цене импульсные ИП, благодаря современному массовому производству, сопоставимы с традиционными линейными ИП.

Недостатки

• Импульсные ИП являются источниками высокочастотных помех, передаваемых в сеть.

Как выбрать

• Диапазон входного напряжения (В)
• Диапазон входной частоты (Гц)
• Входной ток (А)
• Время буферизации при кратковременном провале сетевого напряжения (мс)
• Номинальное выходное напряжение (=24В)
• Настраиваемый диапазон выходного напряжения (В)
• Точность стабилизации выходного напряжения (±…%)
• Номинальная выходная мощность (Вт)
• Номинальный выходной ток (А)
• Ограничение тока при коротком замыкании (А)
• КПД (Efficiency)
• Перегрузочная способность (%)
• Гальваническое разделение входных и выходных цепей
• Дистанционное включение/выключения ИП
• Опции
• Буферизация (подключение дополнительного модуля, увеличивающего время буферизации при кратковременном провале напряжения до нескольких секунд)
• Возможность параллельной работы нескольких ИП для резервирования (Redundancy) и увеличения мощности
• Распределение выходного тока по нескольким каналам, контроль каждого канала
• Подключение аккумуляторной батареи для обеспечения бесперебойной работы ИП в течение нескольких часов при аварии сети; коммуникационный интерфейс для дистанционного управления ИБП, индикация состояния ИБП.
• Защита:
• от холостого хода
• от перегрузки
• от короткого замыкания
• от повышенного напряжения
• входа встроенными предохранителями
• автоматический перезапуск
• Электромагнитная совместимость (ЭМС)
• Уровень устойчивости к электромагнитным помехам
• Класс излучения помех
• Степень защиты корпуса
• Температура окружающей среды.

---

Источники бесперебойного питания

принцип действия и практические советы по ремонту

Принцип действия импульсного источника питания (ИИП) заключается в преобразовании выпрямленного сетевого напряжения в последовательность прямоугольных импульсов, которые затем преобразуются в постоянное напряжение. Уровень выходного напряжения регулируется изменением скважности импульсов.

Рис. 2. Структурная схема импульсного источника питания.

Рассмотрим обобщенную схему импульсного источника питания ИИП (см. структурную схему). Переменное напряжение через сетевой шнур 1 и плавкий предохранитель 2 поступает на 3 фильтр, предназначенный для защиты от импульсных помех как со стороны электросети, так и со стороны блока питания. Далее, как правило, через ограничительный резистор 4 напряжение поступает на выпрямитель 5. Для фильтрации полученного напряжения к выпрямителю подключен оксидный конденсатор. Все выше перечисленные элементы (1-5) в целом составляют источник первичного электропитания.

Далее выпрямленное сетевое напряжение амплитудой приблизительно 300 В подается на управляемый преобразователь, представляющий собой ключ на биполярном или полевом транзисторе 6, где оно преобразуется в импульсы высокой (более 20 кГц) частоты, поступающие на импульсный трансформатор 7. Со вторичных обмоток трансформатора снимаются напряжения, необходимые для питания схемы аппарата. Помимо этого в функции импульсного трансформатора входит обеспечение автогенераторного режима преобразователя и гальванической развязки сети с нагрузкой.

Чтобы обеспечить требуемое значение выходного напряжения и его стабилизацию, в импульсных блоках питания имеется схема управления 8 ключом. Управление осуществляется путем изменения скважности импульсов генерации. В целях снижения уровня высокочастотных помех в импульсных источниках питания современной бытовой техники применяются в основном схемы, в которых ключ работает на постоянной частоте повторений импульсов, а скважность регулируется формированием широтно-импульсной модуляции. Для его работы используются источник опорного напряжения и сигнал обратной связи, снимаемый либо с дополнительной обмотки импульсного трансформатора (А-А), либо с выпрямителя одного из выходных напряжений (Б-Б). В последнем случае, чтобы обеспечить гальваническую развязку нагрузки и сети, для передачи сигнала используется оптрон 9. Кроме этого схема управления выполняет функции защиты блока питания от перенапряжения, перегрузок по выходному току, сбросов (просадок) напряжения и перегрева.

Схема управления реализована достаточно просто — иногда всего лишь на нескольких транзисторах.

В последнее время часто применяются схемы управления в интегральном исполнении. В ряде случаев микросхемы управления могут включать в себя и импульсный ключ.

Поскольку импульсное напряжение, снимаемое с вторичных обмоток трансформатора, униполярно, для его выпрямления используются однополупериодные выпрямители дополнительной стабилизации выходного напряжения могут применяться обычные линейные стабилизаторы 11, которые часто реализуются на микросхемах — интегральные стабилизаторы напряжения.

Основным проявлением дефектов импульсных источников питания является их полная неработоспособность, или, как пишут в статьях по ремонту бытовой техники, блок питания не включается. Реже встречается неисправность схемы стабилизации, приводящая к повышенному напряжению на выходе источника питания.

Рассмотрим основные неисправности, когда аппарат не включается на примере видеомагнитофонов.

После проверки сетевого шнура проверяют сетевой предохранитель. Он может выйти из строя либо из-за пробоя элементов выпрямителя, что приводит к короткому замыканию по переменному току через конденсатор фильтра, либо из-за пробоя перехода коллектор-эмиттер (сток-исток) ключевого транзистора. В очень редких случаях предохранитель может перегореть из-за сетевой импульсной помехи или вследствие окисления контактов колодки.

Все вышеперечисленное равным образом относится и к токоограничивающему резистору. Причем, в первую очередь выходит из строя токоограничивающий резистор, а предохранитель скорее всего оказывается исправным. Ни в коем случае не следует заменять этот резистор перемычкой или резистором другого номинала!

Исправность конденсатора фильтра проверяют при необходимости путем замены. Но, как правило, неисправный конденсатор обнаруживается уже при внешнем осмотре.

Далее проверяют исправность ключевого транзистора. Если в схеме блока питания ключевой транзистор входит в состав микросборки, то его проверяют исходя из ее принципиальной схемы — смотрите справочник радиолюбителя на сайте Времонт. su.

Тщательно проверяют на обрыв и соответствие номиналу все низко-Омные резисторы в схеме преобразователя.

Особое внимание следует обратить на оксидные конденсаторы, в первую очередь на те из них, которые размещены вблизи радиатора ключевого транзистора. В ряде моделей видеомагнитофонов (например, «Panasonic NV-G50, J35») импульсы запуска подаются на базу ключа через разделительный конденсатор. При выходе его из строя импульсный источник питания не запускается.

Следует убедиться в исправности вторичных выпрямителей и стабилизаторов, проверить цепи нагрузки. При нахождении дефектов в этих узлах необходимо заменить оптрон обратной связи. То же самое следует сказать при выходе из строя активных элементов в схеме управления ключом.

Если схема управления ключом реализована на микросхеме и все выше перечисленные элементы исправны, а блок питания не запускается, то микросхему следует заменить.

В случае повышенного выходного напряжения неисправность следует искать в схеме стабилизации. Проверке подлежат оптрон обратной связи, активные элементы схемы управления ключом, а также оксидные конденсаторы в их цепях. Например, подобный дефект в видеомагнитофоне «Samsung УК-350» вызывает высыхание конденсатора С110 (согласно принципиальной схемы видеомагнитофона), расположенного, кстати, рядом с сильно греющимся в процессе работы активным элементом блока питания.

По окончании проверки приступают к испытаниям импульсного источника питания отключенным от аппарата. В качестве эквивалента нагрузки можно рекомендовать использовать лампу накаливания соответствующей мощности, рассчитанную на напряжение напряжение нагрузки (например, 40 Вт, 12 В). Убедившись в работоспособности блока питания, можно подключать его к остальной схеме аппарата.

После подключения источника питания к аппарата следует в обязательном порядке проверить соответствие выходных напряжений требуемым по схеме. Для проверки рекомендуется применять цифровой вольтметр, т.е. приборы с высоким входным сопротивлением. Из-за того, что схема преобразователя не имеет гальванической развязки с питающей сетью, измерения в нем должны проводиться с особой осторожностью. Далее с помощью осциллографа следует убедиться, что уровень пульсаций выходных напряжений находится в допустимых пределах, так как многие элементы видеомагнитофона, такие как, например, схема управления, блок обработки сигнала цветности, схема управления двигателями ленто-протяжного механизма, очень чувствительны к нестабильности питающего напряжения.

Далее необходимо проверить все функциональные возможности видеомагнитофона, после чего ремонт можно считать законченным.

В дополнение к изложенному отметим следующее: в перечне элементов, подлежащих проверке, намеренно не упоминается импульсный трансформатор. Дело в том, что его поломка — событие крайне маловероятное, что нельзя сказать про импульсные трансформаторы для вспышек, но это уже другая тема.

Использование, преимущества и принцип работы импульсного источника питания

Что такое источник питания?

Источник питания — это электрическое устройство, которое преобразует ток, поступающий от источника питания, в значение напряжения, требуемое нагрузкой, такой как электронный двигатель или электронное устройство.

Существует две основные конструкции источников питания: линейный источник питания и импульсный источник питания.

Линейный: В линейных источниках питания используется трансформатор для снижения входного напряжения. Затем напряжение выпрямляется в постоянное напряжение, а затем фильтруется для улучшения качества сигнала.

Линейные блоки питания используют линейные стабилизаторы для поддержания постоянного напряжения на выходе. Эти линейные регуляторы рассеивают любую дополнительную энергию в виде тепла.

Переключение: Проектирование импульсного источника питания является относительно новым методом. Он предназначен для решения многих проблем, связанных с проектированием линейного источника питания, включая размер трансформатора и регулирование напряжения.

В импульсных источниках питания больше не снижается входное напряжение. Вместо этого он калибруется и фильтруется на входе. Затем напряжение проходит через прерыватель, который преобразует его в высокочастотную последовательность импульсов. Прежде чем напряжение достигнет выхода, оно еще раз фильтруется и выпрямляется.

Топология импульсного источника питания

Импульсные источники питания (SMPS) имеют четыре топологии, такие как преобразователь переменного тока в постоянный, преобразователь постоянного тока в постоянный, обратноходовой преобразователь и прямой преобразователь.

Преобразователь переменного тока в постоянный: В этом типе SMPS входная мощность переменного тока, а выходная мощность постоянного тока. мы получаем питание постоянного тока. Выпрямители и фильтры используются для преобразования этого переменного тока в постоянный ток.

Преобразователь постоянного тока: Входная мощность этого источника питания напрямую зависит от источника постоянного тока высокого напряжения.

Обратноходовой преобразователь: Любой импульсный источник питания с выходной мощностью менее 100 Вт называется импульсным преобразователем обратного хода. По сравнению с другими SMPS, схема этих SMPS проста и понятна. Этот тип SMPS используется для низкого энергопотребления.

Преобразователь прямого действия: Конструкция этого типа ИП практически идентична противоударному преобразователю СМС. В этом ИИП переключатель подключен к выходу вторичной обмотки трансформатора для управления.

По сравнению с обратноходовыми преобразователями схемы фильтрации и коррекции более сложны. Эти SMPS, также известные как понижающие преобразователи постоянного тока, также используются для масштабирования и изоляции трансформатора.

Как работает импульсный источник питания?

Импульсный источник питания переменного/постоянного тока является наиболее эффективным способом преобразования источника переменного тока в источник постоянного тока. Преобразование мощности делится на три этапа: выпрямление на входе, коррекция коэффициента мощности (PFC) и изоляция.

Импульсный источник питания (импульсный источник питания, импульсный источник питания, импульсный источник питания, SMPS или коммутатор) представляет собой электронный источник питания. Он включает в себя импульсный регулятор для эффективного преобразования электроэнергии.

Как и другие источники питания, SMPS передает мощность от источника постоянного или переменного тока (часто от сети) к нагрузкам постоянного тока, таким как персональный компьютер, при преобразовании характеристик напряжения и тока.

Проходной транзистор импульсного источника питания постоянно переключается между состояниями с малым рассеиванием, полностью включенным и полностью закрытым. Он тратит очень мало времени на переходы с высоким рассеянием, что сводит к минимуму потери энергии. В идеале импульсный источник питания не рассеивает мощность.

Регулировка напряжения достигается путем изменения соотношения времени включения и выключения. Напротив, линейный источник питания регулирует выходное напряжение, постоянно рассеивая мощность на проходном транзисторе. Эта более высокая эффективность преобразования энергии является важным преимуществом импульсного источника питания.

Преимущества импульсного источника питания

Использование любой технологии часто представляет собой тщательный баланс нескольких преимуществ и недостатков. Это верно для импульсных источников питания, которые обладают некоторыми явными преимуществами, но также имеют и свои недостатки.

Преимущества SMPS

Высокая эффективность: Действие переключателя означает, что элемент последовательного регулятора включен или выключен. Таким образом, в виде тепла выделяется очень мало энергии, и можно достичь очень высокого уровня эффективности.

Компактный: Благодаря высокому КПД и низкому уровню тепловыделения импульсные источники питания могут быть сделаны более компактными.

Затраты: Одной из вещей, которая делает коммутационные мощности очень привлекательными, является стоимость. Более высокая эффективность и характеристики переключения конструкции означают, что требуется меньше тепла, чем линейный источник питания, что приводит к снижению затрат. Со временем импульсный характер источника питания означает, что многие компоненты стоят дешевле.

Гибкая технология: Технология импульсных источников питания может использоваться для обеспечения высокоэффективного преобразования напряжения в приложениях с повышением напряжения или в приложениях «Boost» или в приложениях с понижающим напряжением «Buck».

В целом, импульсные источники питания идеально подходят для множества приложений, от компьютеров до зарядных устройств, от лабораторного оборудования до многих предметов бытовой электроники. Стоимость, размер и эффективность являются ключевыми факторами, гарантирующими, что они станут основной технологией для многих приложений.

Области применения SMPS:

В течение многих лет линейные источники питания переменного/постоянного тока преобразовывали переменный ток из коммунальной сети в постоянное напряжение, и подходят для питания бытовых приборов или освещения. Для приложений с высокой мощностью требуются блоки питания меньшего размера.

Это означает, что линейные источники питания предназначены для конкретных промышленных и медицинских целей. Из-за их низкого уровня шума они по-прежнему необходимы в этих целях. Но импульсные источники питания взяли верх, потому что они меньше по размеру, более эффективны и способны работать с большой мощностью.

Импульсные источники питания имеют множество применений, таких как наиболее распространенные компьютеры, системы безопасности, железнодорожные системы, зарядные устройства для аккумуляторов и станкостроение.

Импульсный источник питания широко используется в последующем. В последнее время импульсный источник питания становится все более и более важным в светодиодной промышленности, медицинском оборудовании, зарядных устройствах для мобильных телефонов, автомобилях, бытовой электронике и других областях.

Глобальный рынок импульсных источников питания обусловлен в первую очередь растущим спросом на бытовую электронику, на долю которой приходится почти 52% общего потребления импульсных источников питания.

Резюме

При проектировании импульсного источника питания необходимо учитывать множество различных аспектов, особенно связанных с безопасностью, производительностью, размером, весом и т. д. Импульсные источники питания также имеют более сложные схемы управления, чем линейные источники питания, поэтому многие разработчики считают целесообразным использовать в своих источниках питания интегрированные модули.

WEHO предлагает широкий спектр модулей, которые могут упростить конструкцию импульсного источника питания, например, блок питания NDR EDR на DIN-рейку, блок питания LRS Slim, водонепроницаемый светодиодный привод LPV IP67, преобразователь постоянного тока в постоянный и т. д.

Одноканальный блок питания постоянного тока: Руководство от TescaGlobal

Содержание

Блок питания постоянного тока является весьма важным элементом электронных гаджетов, которые чрезвычайно захватили мир. Они были главной причиной технологического роста. Вы узнаете об одноканальном источнике питания среди различных источников питания постоянного тока. Это электрический прибор, который подает питание из одной точки в другую или в несколько точек. На рынке доступны различные типы блоков питания. Одним из них является одноканальный источник питания постоянного тока. Если вы не знакомы с ним, не волнуйтесь, мы здесь, чтобы поделиться с вами всеми подробностями здесь: 

Что такое одноканальный блок питания постоянного тока?

Прежде чем мы узнаем об одноканальном источнике питания постоянного тока, давайте узнаем об источнике питания постоянного тока здесь:

Источник питания постоянного тока — это устройство, которое обеспечивает питание нагрузки постоянным током. Источники питания постоянного тока доступны в различных конфигурациях, включая одноканальные и многоканальные. Одноканальные источники питания постоянного тока обеспечивают питание одной нагрузки, а многоканальные источники питания постоянного тока обеспечивают питание нескольких нагрузок.

Одноканальный источник питания постоянного тока — это устройство, которое обеспечивает постоянное напряжение постоянного тока для нагрузки. Нагрузка может быть однокомпонентной. Компоненты могут состоять из резистора или группы элементов, например цепи. Блок питания постоянного тока помогает питать электронные устройства в различных условиях, включая образование и рабочее место.

Блоки питания постоянного тока используются в различных электронных устройствах, таких как компьютеры, принтеры и стереосистемы. Они полезны в различных промышленных применениях, таких как сварка и пайка. Выходное напряжение источника постоянного тока можно изменить, изменив входное напряжение или ток.

Использование одноканального источника питания постоянного тока?

Существует несколько вариантов использования одноканального источника питания постоянного тока.

• В сфере образования блоки питания постоянного тока используются для питания электронных устройств в классе, таких как компьютеры, проекторы и принтеры. Они также полезны для питания электронного оборудования, такого как осциллографы и мультиметры, в лабораторных условиях. Источники питания постоянного тока необходимы для питания электронных устройств в классе и лаборатории.
• На рабочем месте блоки питания постоянного тока питают различные электронные устройства, включая компьютеры, принтеры и сканеры. Они также питают промышленное оборудование, такое как сварочные аппараты и токарные станки. Источники питания постоянного тока необходимы для питания электронных устройств в различных рабочих условиях.

Принцип работы одноканального источника питания постоянного тока?

Источник питания постоянного тока обеспечивает постоянное напряжение постоянного тока для другого устройства или цепи. Напряжение, обеспечиваемое источником питания постоянного тока, может быть фиксированным или переменным. Одноканальный блок питания постоянного тока имеет только одно выходное напряжение. Принцип работы источника постоянного тока заключается в том, что ток будет течь через проводник, когда к проводнику приложено постоянное напряжение. Величина тока, протекающего через проводник, определяется напряжением источника питания постоянного тока и сопротивлением проводника.

Компоненты одноканального источника питания постоянного тока?

Наиболее распространенными типами источников питания постоянного тока являются линейные источники питания и импульсные источники питания. В линейных источниках питания используется трансформатор для преобразования переменного тока в постоянный, а в импульсных источниках питания используется переключатель для преобразования переменного тока в постоянный.

• Одноканальный блок питания постоянного тока обычно состоит из четырех компонентов: выпрямителя, фильтра, регулятора и разделительного трансформатора.
• Выпрямитель преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока, фильтр сглаживает мощность постоянного тока, регулятор регулирует напряжение постоянного тока, а разделительный трансформатор обеспечивает гальваническую развязку между входной и выходной сторонами источника питания.

Настройка одноканального источника питания постоянного тока?

Одноканальный источник питания постоянного тока — это источник питания, обеспечивающий одноканальное регулируемое выходное напряжение постоянного тока. Выходное напряжение устанавливается с помощью потенциометра, а предохранитель ограничивает ток. Блок питания помогает питать электронные устройства, которым требуется стабильное напряжение постоянного тока, например компьютеры, стереосистемы и телевизоры. Нагрузка может быть резистивной, индуктивной или емкостной. Нагрузкой также может быть цифровая схема или аналоговая схема. Нагрузкой может быть источник питания для электронного устройства. Нагрузкой также может быть электронное устройство с источником питания постоянного тока.

Читайте также: Полное руководство по базовому набору для обучения электричеству.

Типы источников питания постоянного тока Одноканальные?

Существуют различные типы одноканальных источников питания постоянного тока в различных конфигурациях. Каждый со своими преимуществами и недостатками. Одноканальные источники питания полезны для приложений с низким энергопотреблением, таких как питание небольших электронных устройств. Они также полезны в приложениях большой мощности, таких как лазерные диоды и полупроводники, где требуется очень стабильное напряжение.

• Наиболее распространенным типом одноканального источника питания постоянного тока является линейный источник питания. В линейных источниках питания используется трансформатор для преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока. Выпрямитель обычно следует за трансформатором для преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока. Фильтр следует за выпрямителем, чтобы удалить любые пульсации переменного тока из источника постоянного тока.
• Второй тип одноканального источника питания постоянного тока — импульсный источник питания. В импульсных источниках питания используются транзисторы для преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока. Выпрямитель обычно следует за транзисторами для преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока. Фильтр следует за выпрямителем, чтобы удалить любые пульсации переменного тока из источника постоянного тока.

Источник питания постоянного тока, одноканальный Руководство?

Загрузить каталог

Источник питания постоянного тока Одноканальный Цена?

Факторы, влияющие на цену одноканального источника питания постоянного тока, включают качество устройства, включенные функции и торговую марку. Устройства более высокого качества будут стоить дороже, как и устройства с большим количеством функций. Бренд также может быть фактором, когда известные бренды предлагают более высокие цены. Как правило, одиночные каналы питания постоянного тока варьируются от 10 000 индийских рупий до 1,5 лакха рупий.

Одноканальный источник питания постоянного тока Tesca Global?

Ищете лучший инструмент на рынке для ваших потребностей в источнике питания постоянного тока? Не ищите ничего, кроме одноканального источника питания постоянного тока Tesca Global. Благодаря своим превосходным характеристикам и качественной конструкции этот блок питания является идеальным выбором для любого применения.

Одноканальный источник питания постоянного тока от Tesca Global — это универсальный и мощный инструмент, который идеально подходит для любых потребностей в источнике питания постоянного тока. Этот блок питания может работать с любой нагрузкой благодаря широкому диапазону вариантов выходного напряжения и тока. Прочная конструкция блока питания и высококачественные компоненты делают его долговечным и надежным выбором.

• Блок питания постоянного тока Tesca Global — отличный выбор для тех, кто ищет надежный источник питания. Он имеет выходное напряжение 0–30 В и выходной ток 0–10 А, 0–2 А, 0–3 А или 0–5 А.
• Кроме того, регулирование источника составляет 1×10-4 +3 мВ, а регулирование нагрузки — 1×10-4 +3 мВ. Кроме того, пульсация и шум составляют 1 мВ, а ошибка отображения составляет всего 0,5% + 1 цифра. Вы также можете плавно регулировать напряжение от 0 до номинального значения.