Импульсный источник питания. Импульсные источники питания: преимущества, недостатки и сравнение с линейными — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое импульсный источник питания. Как работают импульсные блоки питания. В чем преимущества импульсных источников питания перед линейными. Какие недостатки есть у импульсных блоков питания. Когда лучше использовать линейные источники питания.

Содержание

Принцип работы импульсного источника питания

Импульсный источник питания (SMPS — Switched-Mode Power Supply) работает по следующему принципу:

Входное переменное напряжение выпрямляется и фильтруется, образуя нестабилизированное постоянное напряжение.
Это напряжение подается на электронный ключ, который быстро включается и выключается с высокой частотой (десятки-сотни кГц).
Получившиеся импульсы поступают на трансформатор, где происходит гальваническая развязка и понижение напряжения.
Вторичное напряжение выпрямляется и фильтруется.
Система обратной связи контролирует выходное напряжение и управляет электронным ключом, поддерживая стабильное выходное напряжение.

Ключевое отличие от линейных блоков в том, что регулирующий элемент работает в ключевом режиме, а не в линейном, что обеспечивает высокий КПД.

Преимущества импульсных источников питания

Импульсные источники питания имеют ряд существенных преимуществ перед линейными:

Высокий КПД — 60-90% против 20-40% у линейных
Меньшие габариты и вес — в 5-10 раз меньше линейных аналогичной мощности
Широкий диапазон входных напряжений
Возможность получения нескольких выходных напряжений от одного источника
Хорошая стабилизация выходного напряжения

Высокий КПД достигается за счет работы регулирующего элемента в ключевом режиме. Малые габариты обусловлены работой на высокой частоте, что позволяет использовать небольшие трансформаторы и фильтры.

Недостатки импульсных источников питания

Однако у импульсных блоков питания есть и ряд недостатков:

Более высокий уровень электромагнитных помех

Наличие высокочастотных пульсаций в выходном напряжении
Более сложная схемотехника
Худшая переходная характеристика при резких изменениях нагрузки
Возможны проблемы с электромагнитной совместимостью

Высокий уровень помех связан с работой ключевого элемента на высокой частоте. Это может создавать проблемы в чувствительной аппаратуре. Сложность схемы снижает надежность по сравнению с линейными блоками.

Сравнение импульсных и линейных источников питания

Рассмотрим основные параметры импульсных и линейных источников питания в сравнении:

Параметр	Импульсный	Линейный
КПД	60-90%	20-40%
Габариты и вес	Малые	Большие
Уровень пульсаций	Высокий	Низкий
Помехи	Высокие	Низкие
Быстродействие	Среднее	Высокое

Как видим, импульсные источники превосходят линейные по эффективности и массогабаритным показателям, но уступают по уровню помех и пульсаций.

Области применения импульсных источников питания

Благодаря своим преимуществам, импульсные источники питания широко применяются в следующих областях:

Компьютерная и офисная техника
Бытовая электроника
Промышленная автоматика
Телекоммуникационное оборудование
Светодиодные источники освещения
Зарядные устройства

Во всех этих применениях критичны малые габариты, вес и высокая эффективность, что делает импульсные блоки питания оптимальным выбором.

Когда лучше использовать линейные источники питания

Несмотря на преимущества импульсных блоков, в ряде случаев предпочтительнее использовать линейные источники питания:

Для питания высокочувствительной аналоговой аппаратуры
В измерительном оборудовании
В аудиотехнике высокого класса
В медицинском оборудовании
При необходимости очень низкого уровня шумов и пульсаций

В этих применениях критичны низкий уровень помех и пульсаций, а также высокое быстродействие, что является сильными сторонами линейных источников питания.

Тенденции развития импульсных источников питания

Технологии импульсных источников питания продолжают активно развиваться. Основные направления развития:

Повышение рабочих частот для уменьшения габаритов
Применение новых магнитных материалов
Использование GaN и SiC силовых полупроводников
Совершенствование схем управления и обратной связи
Улучшение электромагнитной совместимости
Повышение удельной мощности

Эти усовершенствования позволяют создавать все более компактные и эффективные импульсные источники питания, расширяя сферы их применения.

Какие бывают типы импульсных источников питания?

Существует несколько основных типов импульсных источников питания, различающихся схемотехникой:

Обратноходовые (Flyback) — простые и дешевые, для малых мощностей
Прямоходовые (Forward) — более эффективны, для средних мощностей
Двухтактные (Push-pull) — высокая эффективность, для больших мощностей
Полумостовые и мостовые — максимальная мощность и эффективность
Резонансные — минимальные потери на переключение

Выбор конкретного типа зависит от требуемой мощности, КПД, стоимости и других факторов. Для бытовой техники чаще используются обратноходовые и прямоходовые преобразователи, а для мощной промышленной аппаратуры — двухтактные и мостовые схемы.

Как обеспечивается защита в импульсных источниках питания?

Современные импульсные источники питания имеют несколько уровней защиты:

Защита от короткого замыкания — ограничение выходного тока
Защита от перегрузки — снижение выходного напряжения при превышении максимального тока
Защита от перенапряжения — отключение при превышении допустимого выходного напряжения
Тепловая защита — отключение при перегреве
Защита от пониженного входного напряжения

Эти виды защиты обеспечивают надежную работу источника питания и подключенного оборудования в нештатных ситуациях. После устранения причины срабатывания защиты источник питания автоматически восстанавливает работу.

Какие компоненты наиболее критичны в импульсных источниках питания?

Наиболее важными компонентами, определяющими характеристики импульсного источника питания, являются:

Силовые ключи (MOSFET или IGBT транзисторы)

ШИМ-контроллер
Силовой трансформатор
Выходные диоды или синхронные выпрямители
Входные и выходные конденсаторы фильтров
Дроссели

От качества этих компонентов зависят основные параметры источника — КПД, уровень пульсаций, надежность. При разработке и производстве импульсных блоков питания этим элементам уделяется особое внимание.

ТЕТРОН-50500Е Импульсный источник питания 50 вольт 500 ампер

→ Каталог оборудования и материалов → Электроизмерительные приборы → Источники питания → ТЕТРОН-50500Е Импульсный источник питания 50 вольт 500 ампер

1 242 000

Самовывоз: Завтра
Доставка: На послезавтра
Время работы: с 9:00 до 18:00
Выходные дни: сб, вс

Тип источника:

Импульсный

Ток:

Постоянный ток DC

Выходное напряжение:

0-50 В

Мощность:

25000 Вт

Максимальный пиковый ток:

0-500 А

Погрешность установки напряжения:

± 1 % + 1 ед.

Нестабильность от питающей цепи:

≤ 0.2 % + 2 ед

Нестабильность от нагрузки:

≤ 0.3% + 2ед.

Источник питания:

трехфазное, 380В ± 10%, 50 Гц

Описание

Технические характеристики

Комплектация

ТЕТРОН-50500Е это импульсный источник питания.

В данной модели максимальное напряжение составляет 50 вольт, максимальное значение тока 500 ампер.

Для отображения тока и напряжения используются раздельные LED дисплеи на 4,5 разряда.

Простое управление и индикация на передней панели, функция отключения канала.

Блок питания снабжен эффективной системой охлаждения контура и низким уровнем шума.

Защита от перегрузки по току, напряжению, перегрева.

Компания занимается производством импульсных источников питания высокой мощности.

Если вам не подходят данные параметры, то мы можем изготовить на заказ блок питания с вашими значениями напряжения и тока.

В комплекте с прибором поставляется паспорт с отметкой ОТК и сертификат о калибровке.

Тип источника:

Импульсный

Ток:

Постоянный ток DC

Выходное напряжение:

0-50 В

Мощность:

25000 Вт

Максимальный пиковый ток:

0-500 А

Погрешность установки напряжения:

± 1 % + 1 ед.

Нестабильность от питающей цепи:

≤ 0.2 % + 2 ед

Нестабильность от нагрузки:

≤ 0.3% + 2ед.

Источник питания:

трехфазное, 380В ± 10%, 50 Гц

Тип дисплея:

LED 4,5 разряда

Вес:

100 кг

Габаритные размеры:

425х554х610 мм

Источник питания: 1 штука

Сетевой кабель: 1 штука

Паспорт изделия с отметкой ОТК: 1 штука

Сертификат о калибровке: 1 штука

Производитель данного товара (ТЕТРОН-50500Е Импульсный источник питания 50 вольт 500 ампер) по своему усмотрению и без каких-либо дополнительных уведомлений имеет право изменить комплектацию, внешние характеристики, страну производства, а так же технические и физические характеристики модели, например, такие как Тип источника:Импульсный, Ток:Постоянный ток DC, Выходное напряжение:0-50 В, Мощность:25000 Вт, Максимальный пиковый ток:0-500 А, Погрешность установки напряжения:± 1 % + 1 ед.

, Нестабильность от питающей цепи:≤ 0.2 % + 2 ед, Нестабильность от нагрузки:≤ 0.3% + 2ед., Источник питания:трехфазное, 380В ± 10%, 50 Гц, и пр.

В случае выявления дефектов необходимо обратиться к продавцу, который принимает и отправляет рекламацию производителю. Для ускорения процесса рассмотрения вопроса рекомендуется предоставить фотографии, отображающие дефект.

ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 24V DC 0,6A TYP: ZIM-24/06

Самое высокое качество и надлежащим образом выбранные параметры

Автоматизация

зданий

HOME ПРОДУКТЫ EXTA — Автоматизация зданий EXTA — Автоматизация зданий ИМПУЛЬСНЫЕ БЛОКИ ПИТАНИЯ

ПРОДУКТЫ EXTA — АВТОМАТИЗАЦИЯ ЗДАНИЙ

Описание продукта

Импульсные блоки питания служат для питания постоянным напряжением других цепей и устройств электронных (электрических). Характеризуются небольшими размерами, маленьким весом по сравнению с блоками питания transformatorowymi той же мощности и высокой стабильностью выходного напряжения в функции потребляемого тока. Доступны версии с выходным напряжением 12 V и 24 V в корпусах jednomodułowej.

Символ

ZIM-24/06

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРОДУКТА:

Версии о выходных напряжениях 12 в, 13,7 V и 24 V,
Корпус с одним модулем

максимальный выходной ток 800 ма (при 12 в), 700 ма (при 13,7 В) и 400 ма (при 24 в),
монтаж на шине TH 35.

устойчивость на состояние холостого хода,
два релейных выхода с максимальной способность 16 А.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
КОММЕРЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
ДОКУМЕНТАЦИЯ
СЕМЕЙСТВО ПРОДУКТОВ

Znamionowe napięcie zasilania 190-260 V

Temperatura pracy -20/88 °C

Częstotliwość znamionowa 50/60 Hz

Szerokość 90 mm

Wysokość 17,5 mm

Głębokość 66 mm

Waga 0,08 g

Zakres prądu 0 ÷ 600 mA

Czas ustalania, narastania 100 ms, 30 ms

Czas podtrzymania 100 ms

Prąd rozruchu Zimny start 20 A

Długość opakowania 4 cm

Другие:

/ru/exta/zim-2406-ZIM-12_12-24_06_instr_RU. pdf
/ru/exta/zim-2406-_IN1000618_ZIM-12_12-24_06_instr_RU.pdf

ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 12V DC 0,8A TYP: ZIM-12/08
ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 12V DC 1,2A TYP: ZIM-12/12
ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 12V DC 2,0A TYP: ZIM-12/25
ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 24V DC 0,4A TYP: ZIM-24/04
ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 24V DC 1,0A TYP: ZIM-24/12
*ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 13,7V DC 0,7A TYP: ZIM-13/07
ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 12 В постоянного тока, 30 Вт, TH-35 TYP: ZPM-30/12
ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 24 В постоянного тока, 30 Вт, TH-35 TYP: ZPM-30/24
ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 12 В постоянного тока, 60 Вт, TH-35 TYP: ZPM-60/12
ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 24 В постоянного тока, 60 Вт, TH-35 TYP: ZPM-60/24
ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 12 В постоянного тока, 100 Вт, TH-35 TYP: ZPM-100/12
ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 24 В постоянного тока, 100 Вт, TH-35 TYP: ZPM-100/24

Импульсный источник питания постоянного тока 12 В Mean Well RS-50-12

Международная доставка и доставка за границу

Мы отправляем почти в любую точку мира, используя услуги FedEx International Priority . Цены рассчитываются при оформлении заказа, чтобы обеспечить справедливую цену. Обратите внимание, что время доставки сильно различается.

Если у вас есть конкретный запрос на доставку (или у вас есть собственный курьер), пожалуйста, свяжитесь с нами, прежде чем размещать заказ, и мы постараемся вам помочь.
Пожалуйста, имейте в виду, что мы находимся в Европе, и иногда мы не можем использовать вашего собственного курьера или способ доставки.

Если вы не получили свой заказ вовремя, немедленно свяжитесь с нами по адресу [email protected] или [email protected] для получения дополнительной помощи.

Доставка на а/я BOX

Пожалуйста, имейте в виду, что мы не отправляем посылки на P.O. КОРОБКА (из-за ограничений FedEx)
Если вы предоставите нам P.O. BOX в качестве адреса доставки, мы свяжемся с вами по обратному адресу и попросим вас указать другой адрес. Если вы не сообщите нам новый адрес, мы вернем вам деньги, и ваш заказ будет отменен.

Расчетное время доставки

США и Канада

Международный приоритет FedEx — 1 ~ 3 рабочих дней

Европа

Международный приоритет FedEx — 1 ~ 2 рабочих дней

4–5 рабочих дней, в зависимости от выбранной страны (для получения дополнительной информации свяжитесь с нами)

Таможенные сборы и налоги при международной доставке

Любые сборы и налоги оплачиваются покупателем. Пожалуйста, свяжитесь с нами, если у вас есть какие-либо проблемы.

Доставка на чужой адрес

Вы можете отправить на любой адрес, если ваш платежный адрес правильный. Когда вы зарегистрируете свою учетную запись, у вас будет адресная книга, в которой вы можете хранить несколько адресов и отправлять на любой из них по вашему выбору.

Electron.com имеет право удерживать любые заказы, подозреваемые в мошеннической деятельности.

30-дневная политика возврата

Мы разрешаем вам вернуть все новые, неиспользованные и пригодные для повторного использования товары в их оригинальной упаковке в течение 30 дней с момента доставки для полного возмещения (за вычетом фактических затрат на доставку, которые мы понесли ). Естественно, если ваш возврат произошел из-за нашей ошибки, мы, конечно же, оплатим эти расходы по доставке. Если ваш запрос на возврат связан с дефектом или повреждением продукта, мы сначала будем работать с вами, чтобы отремонтировать продукт. Если ремонт невозможен, то мы будем работать с вами, чтобы заменить его.

Право на возврат Товар должен быть в неиспользованном , в новом состоянии и в оригинальной упаковке , чтобы иметь право на возмещение (пожалуйста, не собирайте и не модифицируйте продукт каким-либо образом). Персонализированные предметы не подлежат возврату . Сюда входят комплекты и любой линейный продукт, который мы нарезаем по длине.

Как обработать возврат?

1. Прежде чем вы сможете вернуть товар, пожалуйста, отправьте нам электронное письмо и укажите причину, по которой вы собираетесь вернуть товар.

2. Мы свяжемся с вами и предоставим дополнительную информацию и подтвердим, что принимаем возврат. Пожалуйста, не пропускайте шаг 1. Это сэкономит время нам обоим.

3. Ссылка на номер вашего заказа (например, «ESB0012856) на меток доставки или упаковку и верните его на:

Radio Plus, Spol. S R.O.
Netreba 1
277 45 Uzice
Чешская Республика

4. Когда я получу кредит?

Возврат кредитов выдается в течение 48 часов после получения и проверки товара – вы будете уведомлены по электронной почте.

Не всегда простой выбор

В некоторых случаях требуется низкий уровень шума и быстрый отклик, доступные только при использовании традиционных линейных источников питания.

АЛЕКС КАРАПЕТЯН | ACOPIAN TECHNICAL CO.

Спросите почти любого инженера о линейных источниках питания, и, вероятно, инстинктивной реакцией будет: «Извините, я не могу их использовать — они слишком неэффективны». Любая возможность использования линейного питания обычно тут же заканчивается; это как если бы вы просили их вернуться к ламповым AM-радиоприемникам.

Линейный блок питания от Acopian Power Supplies (вверху) в десять раз больше и тяжелее, чем сопоставимый импульсный блок питания (внизу), который также от Acopian, но линейный блок обладает полезными характеристиками, с которыми источник питания коммутатора не может сравниться.

Тем не менее, хороший инженер знает, что разумно принимать решения не на основе предположений и клише, а на основе честной оценки приоритетов и альтернатив. Это правило также применимо при выборе между импульсным или линейным источником питания. Как и многие другие инженерные решения, это зависит от специфики приложения, необходимых ему возможностей и функций, приоритетов и приемлемых компромиссов.

Сначала краткий обзор основ. Линейный источник питания сначала преобразует переменный ток высокого напряжения из сети в переменный ток более низкого напряжения с помощью трансформатора. Затем он преобразует низковольтное переменное напряжение в нерегулируемое постоянное напряжение через выпрямитель и емкостные фильтры. Усилитель ошибки с опорным напряжением в качестве одного входа и выходом постоянного тока в качестве другого управляет последовательно включенным проходным элементом. Усилитель ошибки сравнивает опорное напряжение с выходным и регулирует выходное напряжение, сбрасывая избыточное напряжение на проходном элементе, отсюда и название «линейный» источник питания.

В линейном источнике питания используется полностью аналоговый метод обратной связи с замкнутым контуром для управления проходным элементом таким образом, чтобы выходное напряжение источника питания соответствовало внутреннему опорному напряжению. На блок-схеме делитель напряжения справа позволяет пользователю установить коэффициент сравнения выходного напряжения и опорного напряжения.

Эта конструкция с замкнутым контуром гарантирует, что выходное напряжение питания остается на номинальном напряжении, несмотря на изменения в линии питания или значениях нагрузки. Недостатком такого расположения является то, что проходной элемент всегда находится в своей активной области. Он рассеивает мощность независимо от мощности, которую он также отдает в нагрузку; это основной источник неэффективности линейного питания.

Теперь рассмотрим импульсный источник питания с питанием от сети. Здесь переменный ток обычно сначала преобразуется в нерегулируемый постоянный ток (опять же, через выпрямитель и фильтр). Затем источник питания регулирует это постоянное напряжение до желаемого напряжения. Существует множество вариантов топологии концепции переключения, но все они имеют схожий базовый принцип. Опять же, усилитель ошибки сравнивает выходное значение регулятора с внутренним эталоном, но здесь проходной элемент быстро включается и выключается со схемой широтно-импульсной модуляции или частотно-импульсной модуляции.

В SMPS выходное напряжение регулируется тактовой широтно-импульсной модуляцией проходного элемента, что обеспечивает низкие потери и высокий КПД. Но выход содержит тактовый шум, который необходимо отфильтровать, чтобы установить чистое выходное напряжение постоянного тока.

Выходные импульсы фильтруются для формирования постоянного тока с низким уровнем пульсаций, и результирующий сигнал становится выходным напряжением постоянного тока. Поскольку проходной элемент либо полностью включен, либо выключен, он всегда находится в режиме, при котором его рассеяние минимально. Основные потери возникают из-за последовательного сопротивления во включенном состоянии, когда проходной элемент проводит, и потерь при переключении при переходе между состояниями «включено» и «выключено».

ЛИНЕЙНАЯ ПРОТИВ. КОММУТАЦИОННЫЕ ПИТАНИЯ

Типичный линейный источник питания имеет КПД примерно от 20% до 40%. Эта цифра меркнет по сравнению с эффективностью типичного импульсного источника питания, который составляет от 60% до 80%, а в некоторых случаях может достигать 90%.

Существуют также значительные различия в размерах и весе. Импульсный источник питания намного меньше и легче, в основном из-за меньшего размера трансформатора, дискретных полупроводников и пассивных компонентов. Например, для линейного блока питания мощностью 250 Вт потребуется 600 мА/ч.0158 3 (чуть менее 9000 см ³ ) монтажного пространства и будет весить 26 фунтов (около 12 кг). Сопоставимый импульсный источник питания переменного/постоянного тока может занимать одну десятую этого объема и весить всего 2 фунта (0,9 кг).

Мощность импульсного источника питания также зависит от его частоты переключения, которая может варьироваться от нескольких сотен килогерц для источников большей мощности до нескольких мегагерц для источников меньшей мощности. Работа на высоких частотах позволяет использовать пассивные элементы меньшего размера и уменьшает общую занимаемую площадь, хотя общая эффективность снизится из-за более высоких коммутационных потерь.

Зачем инженеру вообще рассматривать линейный источник питания с его меньшей эффективностью, большими размерами и большим весом? Здесь в игру вступают шум на выходе постоянного тока и переходная характеристика.

Линейный источник питания представляет собой блок непрерывного действия без дискретного тактирования или переключения. Линейное питание само по себе не создает электромагнитных или радиопомех. В результате на его выходе практически отсутствуют какие-либо шумы и пульсации. Любой шум на нагрузке возникает за пределами самого источника из-за наводки в силовой проводке между источником питания и нагрузкой. Дроссели и другие компоненты фильтра, а также тщательная прокладка кабеля могут ослабить этот шум.

Напротив, импульсный источник питания по своей природе является источником помех. Его выход содержит основную частоту на тактовой частоте, а также многочисленные гармоники. Типичные уровни шума составляют от сотен микровольт до десятков милливольт. Эти уровни неприемлемы для многих приложений, где выходное напряжение измеряется однозначной цифрой или нагрузка чувствительна к шуму питающей шины.

Шум, вызванный переключением, может быть частично отфильтрован, но его трудно устранить полностью. В дополнение к шуму на выходных кабелях источник питания также излучает шум, который может вызвать неожиданные и неприятные проблемы в других частях системы. В то время как фильтрация может ослабить выходной шум до приемлемого уровня, проблему излучаемого шума решить гораздо сложнее.

Кроме того, частота шума, вызванного переключением, может мешать другим тактовым сигналам, что приводит к биениям и другим помехам. Чтобы предотвратить такие трудности, может потребоваться синхронизация тактовой частоты импульсного источника питания с системными часами.

Кроме того, существуют все более строгие нормативные ограничения на уровень шума, который источник питания может генерировать в различных частотных диапазонах, как в зависимости от мощности источника питания, так и в зависимости от географического местоположения. Некоторые импульсные источники питания соответствуют нормативным требованиям, используя синхронизацию с расширенным спектром для распределения энергии шума по широкой полосе частот. Таким образом, шум не выходит за допустимые пределы на тактовой частоте или ее гармониках. Хотя этот метод работает в «законном» смысле для соответствия обязательным стандартам, шум питания все же может влиять на внутреннюю схему системы.

ПЕРЕХОДНАЯ РЕАКЦИЯ

Существует также проблема переходной реакции на внезапные изменения нагрузки. Полностью аналоговый линейный источник питания можно настроить таким образом, чтобы он оптимально реагировал на ступенчатые изменения нагрузки. Цель состоит в том, чтобы быстро реагировать без перерегулирования или звона, и правильно спроектированный блок питания может это обеспечить. Напротив, динамику импульсного источника питания с замкнутым контуром контролировать намного сложнее. Импульсный источник питания может работать медленнее или слишком сильно перегружаться и звонить, прежде чем он стабилизируется, в зависимости от особенностей конструкции и тактовой частоты.

Нет никаких сомнений в том, что импульсный блок питания обладает значительными преимуществами в плане эффективности, веса и размера.