Импульсные блоки питания схемы принцип работы. Импульсный блок питания: принцип работы, устройство, преимущества — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как работает импульсный блок питания. Из каких основных узлов состоит импульсный БП. Какие преимущества у импульсных блоков питания по сравнению с трансформаторными. Где применяются импульсные источники питания.

Содержание

Принцип работы импульсного блока питания

Импульсный блок питания (ИБП) — это устройство для преобразования переменного напряжения сети в стабилизированное постоянное напряжение заданной величины. Основной принцип работы ИБП заключается в следующем:

Входное переменное напряжение выпрямляется и сглаживается
Полученное постоянное напряжение преобразуется в высокочастотные импульсы
Импульсы трансформируются в нужное напряжение
Выходное напряжение выпрямляется и фильтруется

Ключевым элементом является инвертор, преобразующий постоянное напряжение в последовательность высокочастотных импульсов. Управляя шириной этих импульсов, можно регулировать и стабилизировать выходное напряжение.

Основные узлы импульсного блока питания

Типичный импульсный БП включает следующие основные функциональные узлы:

Входной выпрямитель и фильтр
Инвертор (генератор высокочастотных импульсов)
Силовой высокочастотный трансформатор
Выходной выпрямитель и фильтр
Схема обратной связи и управления

Входной выпрямитель преобразует переменное напряжение сети в постоянное. Инвертор генерирует из этого напряжения высокочастотные импульсы. Трансформатор преобразует импульсы в нужное напряжение. Выходной выпрямитель формирует постоянное напряжение на выходе. Схема обратной связи обеспечивает стабилизацию.

Преимущества импульсных блоков питания

По сравнению с линейными трансформаторными блоками питания, импульсные ИБП имеют ряд важных преимуществ:

Меньшие габариты и вес
Более высокий КПД (до 90% и выше)
Возможность получения нескольких выходных напряжений
Лучшая стабилизация выходного напряжения
Работа в широком диапазоне входных напряжений

Эти преимущества обусловлены принципом работы на высокой частоте, что позволяет использовать малогабаритные трансформаторы и другие компоненты.

Области применения импульсных источников питания

Благодаря своим достоинствам, импульсные блоки питания широко применяются в различных областях:

Компьютерная и офисная техника
Бытовая электроника
Зарядные устройства
Промышленное оборудование
Телекоммуникационные системы
Светодиодное освещение

Практически любая современная электронная аппаратура, требующая стабильного питания, использует импульсные источники. Они обеспечивают оптимальное сочетание характеристик и экономичности.

Схемотехника импульсных блоков питания

Существует несколько основных схемотехнических решений, применяемых в импульсных БП:

Обратноходовая топология (flyback)
Прямоходовая топология (forward)
Двухтактная топология (push-pull)
Полумостовая топология (half-bridge)
Мостовая топология (full-bridge)

Выбор конкретной схемы зависит от требуемой мощности, КПД, сложности, стоимости и других факторов. Для маломощных блоков питания часто используется простая обратноходовая топология, а для мощных промышленных источников — двухтактные и мостовые схемы.

Стабилизация выходного напряжения

Важным преимуществом импульсных БП является возможность эффективной стабилизации выходного напряжения. Как это работает?

Выходное напряжение измеряется схемой обратной связи
Сигнал обратной связи поступает на контроллер
Контроллер изменяет ширину управляющих импульсов
Это приводит к изменению выходного напряжения

Такой принцип позволяет поддерживать стабильное выходное напряжение при колебаниях входного напряжения и изменении нагрузки. Точность стабилизации может достигать долей процента.

Особенности конструкции импульсных БП

При разработке и производстве импульсных источников питания необходимо учитывать ряд важных моментов:

Электромагнитная совместимость
Тепловой режим работы
Защита от перегрузки и короткого замыкания
Обеспечение безопасности
Снижение уровня пульсаций

Требуется тщательный выбор компонентов, грамотная компоновка, экранирование, применение специальных фильтров. Только так можно добиться надежной и безопасной работы импульсного блока питания.

Диагностика и ремонт импульсных БП

Несмотря на высокую надежность, импульсные источники питания иногда выходят из строя. Как происходит их диагностика и ремонт?

Визуальный осмотр на предмет явных повреждений
Проверка входных и выходных напряжений
Тестирование ключевых компонентов (диодов, транзисторов, микросхем)
Замена неисправных элементов
Настройка и регулировка после ремонта

Ремонт импульсных БП требует специальных знаний и оборудования. В большинстве случаев его лучше доверить квалифицированным специалистам.

Принцип работы блока питания

Блоки питания — это электротехнические устройства, которые изменяют характеристики промышленной электроэнергии до уровня параметров, необходимых для работы конечных механизмов.

Они подразделяются на трансформаторные и импульсные изделия.

Силовой трансформатор понижает входное напряжение и одновременно обеспечивает гальваническую развязку между электрической энергией первичной и вторичной цепи.

Трансформаторные модули тратят значительную часть мощности на электромагнитные преобразования и нагрев, имеют повышенные габариты, вес.

Импульсные блоки питания: как работает структурная схема и взаимодействуют ее части — краткое пояснение

Правило №1 всех ИБП: чем выше рабочая частота, тем лучше. Преобразование электроэнергии выполняется не на промышленных 50 герц, а на более высоких сигналах в пределах 1÷100кГц.

За счет этого снижаются потери и общий вес всех элементов, но усложняется технология. Принципы работы импульсного блока питания помогает понять его структурная схема.

Показываю ее составные части прямоугольниками, связи стрелками, а форму выходного сигнала из каждого блока — мнемонической фигурой преобразованного напряжения (темно синий цвет сверху).

Сетевой фильтр пропускает через себя промышленную синусоиду. Одновременно он отделяет из нее все посторонние помехи.

Очищенная от помех синусоида поступает на выпрямитель со сглаживающим фильтром. Он превращает полученную гармонику в сигнал напряжения строго постоянной формы действующей величины.

Следующим этапом начинается работа инвертора. Он из постоянного стабилизированного сигнала формирует высокочастотные колебания уже не синусоидальной, а практически строго прямоугольной формы.

Преобразованная в подобный вид электрическая энергия поступает на силовой высокочастотный трансформатор, который, как и обычный аналоговый, видоизменяет ее на пониженное напряжение с увеличенным током.

После силового трансформатора наступает очередь работы выходного выпрямителя.

Заключительным звеном работает сглаживающий выходной фильтр. После него на блок управления бытового прибора поступает стабилизированное напряжение постоянной величины.

Качество работы импульсного блока поддерживается за счет создания в рабочем состоянии обратной связи, реализованной в блоке управления инвертора. Она компенсирует все посадки и броски напряжения, вызываемые колебаниями входной величины или коммутациями нагрузок.

Пример монтажа деталей показан на фотографии платы импульсного блока питания ниже.

Сетевой выпрямитель имеет в своем составе предохранитель на основе плавкой вставки, диодный мост, электромеханический фильтр, набор дросселей, конденсаторы развязки со статикой.

Накопительная емкость сглаживает пульсации.

Генератор инвертора на основе силового ключевого транзистора в комплекте с импульсным трансформатором выдает напряжение на выходной выпрямитель с диодами, конденсаторами и дросселями.

Оптопара в узле обратной связи обеспечивает оптическую развязку электрических сигналов.

Схемы сетевых фильтров импульсных и высокочастотных помех: 4 типа конструкций

Правило №2: у качественных ИБП в конструкции блока должен работать надежный фильтр в/ч сигналов.

Важно понимать, что импульсы высокой частоты играют двоякую роль:

в/ч помехи могут приходить из бытовой сети в блок питания;

импульсы высокочастотного тока генерируются встроенным преобразователем и выходят из него в домашнюю проводку.

Причины появления помех в бытовой сети:

апериодические составляющие переходных процессов, возникающие от коммутации мощных нагрузок;
работы близкорасположенных приборов с сильными электромагнитными полями, например, сварочных аппаратов, мощных тяговых электродвигателей, силовых трансформаторов;
последствия погашенных импульсов атмосферных разрядов и других факторов, включая наложение высокочастотных гармоник.

Помехи ухудшают работу радиоэлектронной аппаратуры, мобильных устройств и цифровых гаджетов. Их необходимо подавлять и блокировать внутри конструкции импульсного блока питания.

Основу фильтра составляет дроссель, выполненный двумя обмотками на одном сердечнике.

Дроссели могут быть выполнены разными габаритами, намотаны толстой или тонкой проволокой на больших или маленьких сердечниках.

Начинающему мастеру достаточно запомнить простое правило: лучше работает фильтр с дросселем большого магнитопровода, увеличенным числом витков и поперечным сечением проволоки. (Принцип: чем больше — тем и лучше.)

Дроссель обладает индуктивным сопротивлением, которое резко ограничивает высокочастотный сигнал, протекающий по проводу фазы или нуля. В то же время оно не оказывает особого влияния на ток бытовой сети.

Работу дросселя эффективно дополняют емкостные сопротивления.

Конденсаторы подобраны так, что закорачивают ослабленные дросселем в/ч сигналы помех, направляя их на потенциал земли.

Принцип работы фильтра в/ч помех от проникновения на блок питания входных сигналов показан на картинке ниже.

Между потенциалами земли с нулем и фазой устанавливают Y конденсаторы. Их конструктивная особенность — они при пробое не способны создать внутреннее короткое замыкание и подать 220 вольт на корпус прибора.

Между цепями фазы и нуля ставят конденсаторы, способные выдерживать 400 вольт, а лучше — 630. Они обычно имеют форму параллепипеда.

Однако следует хорошо представлять, что ИБП в преобразователе напряжения сами выправляют сигнал и помехи им практически не мешают. Поэтому такая система актуальна для обычных аналоговых блоков со стабилизацией выходного сигнала.

У импульсного блока питания важно предотвратить выход в/ч помех в бытовую сеть. Эту возможность реализует другое решение.

Как видите, принцип тот же. Просто емкостные сопротивления всегда располагаются по пути движения помехи за дросселем.

Третья схема в/ч фильтра считается универсальной. Она объединила элементы первых двух. Y конденсаторы в ней просто работают с двух сторон каждого дросселя.

У самых дорогих и надежных устройств используется сложный фильтр с дополнительно подключенными дросселями и конденсаторами.

Сразу же показываю схему расположения фильтров на всех цепочках блока питания: входе и выходе.

Обратите внимание, что на кабель, выходящий из ИБП и подключаемый к электронному прибору, может быть дополнительно установлен ферритовый фильтр, состоящий из двух разъемных полуцилиндров или выполненный цельной конструкцией.

Примером его использования является импульсный блок питания ноутбука. Это уже четвертый вариант применения фильтра.

Сетевой выпрямитель напряжения: самая популярная конструкция

Правило №3: после выхода с фильтра напряжение подается на схему выпрямителя, состоящего в базовой версии из диодного моста и электролитического конденсатора.

В ходе электрического преобразования форма синусоиды, состоящая из полуволн противоположных знаков, вначале меняется на сигнал положительного направления после диодной сборки, а затем эти пульсации сглаживаются до практически постоянной амплитудной величины 311 вольт.

Такой сетевой выпрямитель напряжения заложен в работу всех блоков питания.

Преобразователь импульсного напряжения: объяснение простыми словами с поясняющими картинками

Правило №4: выпрямленный сигнал подвергается широтно-импульсной модуляции на силовом ключе под управлением ШИМ контроллера.

Силовой ключ выполняется первичной обмоткой высокочастотного трансформатора. Для эффективной трансформации в/ч импульсов до 100 килогерц конструкцию магнитопровода делают из альсифера или ферритов.

На обмотку трансформатора от цепей управления через в/ч транзистор поступают импульсы сигналов в несколько десятков килогерц.

Прямоугольные импульсы тока подаются по времени, чередуются с паузами, обозначаются единицей (1) и нулем (0).

Продолжительность протекания импульса или его ширина в каждый момент низкочастотного синусоидального напряжения соответствует его амплитуде: чем она больше, тем шире ШИМ. И наоборот.

ШИМ контроллер отслеживает величину подключенной нагрузки на выходе импульсного блока питания. По ее значению он вырабатывает импульсы, кратковременно открывающие силовой транзистор.

Если подключенная к ИБП мощность начинает возрастать, то схема управления увеличивает длительность импульсов управления, а когда она снижается, то — уменьшает.

За счет работы этой конструкции производится стабилизация напряжения на выходе блока в строго определенном диапазоне.

Импульсный трансформатор: принцип работы одного импульса в 2 такта

Правило №5: импульсный трансформатор для блока питания передает каждый ШИМ импульс за счет двух преобразований электромагнитной энергии.

Во время преобразования электрической энергии в магнитную и обратно в электрическую с пониженным напряжением обеспечивается гальваническое разделение первичных входных цепей с вторичной выходной схемой.

Каждый ШИМ импульс тока, поступающий при кратковременном открытии силового транзистора, протекает по замкнутой цепи первичной обмотки трансформатора.

Его энергия расходуется:

вначале на намагничивание сердечника магнитопровода;
затем на его размагничивание с протеканием тока по вторичной обмотке и дополнительной подзарядкой конденсатора.

По этому принципу каждый ШИМ импульс из первичной сети подзаряжает накопительный конденсатор.

Генераторы ИБП могут работать по простой однотактной или более сложной двухтактной технологии построения.

Однотактная схема импульсного блока питания: состав и принцип работы

На стороне 220 расположены: предохранитель, выпрямительный диодный мост, сглаживающий конденсатор, биполярный транзистор, цепочки колебательного контура и коллекторного тока, а также обмотки импульсного трансформатора.

Однотактная схема импульсного блока питания создается для передачи мощности 10÷50 ватт, не более. По ней изготавливают зарядные устройства мобильных телефонов, планшетов и других цифровых гаджетов.

В выходной цепочке трансформатора используется выпрямительный диод Д7. Он может быть включен в прямом направлении, как показано на картинке, или обратно, что важно учитывать.

При прямом включении импульсный трансформатор накапливает индуктивную энергию и передает ее в выходную цепь к подключенной нагрузке с задержкой по времени.

Если диод включен обратно, то трансформация энергии из первичной схемы во вторичную цепь происходит во время закрытого состояния транзистора.

Однотактная схема ИБП отмечается простотой конструкции, но большими амплитудами напряжения, приложенными к виткам первичной обмотки импульсного трансформатора.

Их защита осуществляется дополнительными цепочками из резисторов R2÷R4 и конденсаторов С2, С3.

Двухтактная схема импульсного блока питания: 3 варианта исполнения

Более высокий КПД и пониженные потери мощности являются неоспоримыми преимуществами этих ИБП по сравнению с однотактными моделями.

Простейший вариант исполнения двухполупериодной методики показан на картинке.

Если в нее дополнительно подключить два диода и один сглаживающий конденсатор, то на этом же трансформаторе получается двухполярная схема.

Она распространена в усилителях мощности, работает по обратноходовому принципу. В ней через каждую емкость протекают меньшие токи, обеспечивающие повышенный ресурс конденсаторов при эксплуатации.

Продлить ресурс работы электролитических конденсаторов в ИБП можно заменой одного большой мощности несколькими составными. Ток будет распределяться по всем, что вызовет меньший нагрев. А отвод тепла с каждого отдельного происходит лучше.

Прямоходовая схема блока питания имеет в своей конструкции дроссель, который выполняет функцию накопления энергии. Для этого два диода направляют поступающие импульсы ШИМ на его вход в одной полярности.

Дроссель этих устройств изготавливается большими габаритами и устанавливается отдельно внутри платы ИБП. Он дополняет работу накопительного конденсатора.

Это наглядно видно по верхней форме сигнала, показанного осциллограммой выпрямления одного и того же блока без дросселя и с ним.

Прямоходовая схема используется в мощных блоках питания, например, внутри компьютера.

В ней выпрямлением тока занимаются диоды Шоттки. Их применяют за счет:

уменьшенного падения напряжения на прямом включении;
и повышенного быстродействия во время обработки высокочастотных импульсов.

3 схемы силовых каскадов двухтактных ИБП

По порядку сложности их исполнения генераторы выполняют по:

полумостовому;
мостовому;
или пушпульному принципу построения выходного каскада.

Полумостовая схема импульсного блока питания: обзор

Конденсаторы С1, С2 собраны последовательно емкостным делителем. На него и переходы коллектор-эмиттер транзисторов Т1, Т2 подается напряжение постоянного питания.

К средней точке емкостного делителя и транзисторов подключена первичная обмотка трансформатора Тр2. С ее вторичной обмотки снимается выходное напряжение генератора, которое пропорционально входному сигналу ТР1, трансформируемому на базы Т1 и Т2.

Полумостовая схема ИБП работает для нагрузок от нескольких ватт до киловатт. Ее недостатком является возможность повреждения элементов при перегрузках, что требует использования сложных защит.

Мостовая схема импульсного блока питания: краткое пояснение

Вместо емкостного делителя предыдущей технологии здесь работают транзисторы T3 и T4. Они попарно открываются совместно с Т1 и Т2: (пара Т1-Т4), (пара Т2-Т3).

Напряжение переходов эмиттер-коллектор у закрытых транзисторов не выше величины питающего напряжения, а на обмотке w1 ТР3 оно возрастает до значения U пит. За счет этого увеличивается величина КПД.

Мостовая схема сложна в наладке из-за трудностей с настройкой цепей управления транзисторов Т1÷Т4.

Пушпульная схема: важные особенности

Первичная обмотка выходного ТР2 имеет средний вывод, на который подается плюсовой потенциал источника питания, а его минус — на среднюю точку вторичной обмотки Т1.

Во время прохождения одного полупериода колебания работает один из транзисторов Т1 или Т2 и соответствующая ему часть полуобмотки трансформатора.

Здесь создается самый высокий КПД, малые пульсации и низкие помехи. Амплитудное значение импульсного напряжения на любой половине обмотки w1 ТР2 достигает величины U пит.

К напряжению перехода коллектор-эмиттер каждого транзистора добавляется ЭДС самоиндукции, и оно возрастает до 2U пит. Поэтому Т1 и Т2 надо подбирать на 600÷700 вольт.

Пушпульная схема ключевого каскада пользуется большей популярностью. Она применяется в наиболее мощных преобразователях.

Выходной выпрямитель: самое популярное устройство

Правило №6: сигнал, поступающий с выхода ИБП, выпрямляется и сглаживается.

Простейшая схема выпрямителя, состоящая из диода и накапливающего конденсатора, показана картинкой ниже.

Она может дорабатываться подключением дополнительных конденсаторов, дросселей, элементов фильтров.

Схема стабилизации напряжения: как работает

Правило №7: оптимальные условия для работы нагрузки при изменяющихся условиях эксплуатации обеспечивает принцип стабилизации вторичного напряжения.

Самая примитивная схема стабилизации выходного напряжения создается на дополнительной обмотке импульсного трансформатора.

С нее снимается напряжение и подается для корректировки величины сигнала первичной обмотки.

Лучшая стабилизация создается за счет контроля выходного сигнала с вторичной обмотки и отделения его гальванической связи через оптопару.

В ней используется светодиод, через который проходит ток, пропорциональный значению выходного напряжения. Его свечение воспринимается фототранзистором, который посылает соответствующий электрический сигнал на схему управления генератора ключевого каскада.

Повысить качество стабилизации выходного напряжения позволяет последовательное дополнение к оптопаре стабилитрона, как показано на примере микросхемы TL431 на картинке ниже.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 3 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Принцип работы импульсного блока питания

Как работают импульсные блоки питания

Они подразделяются на трансформаторные и импульсные изделия.

После силового трансформатора наступает очередь работы выходного выпрямителя.

Накопительная емкость сглаживает пульсации.

Оптопара в узле обратной связи обеспечивает оптическую развязку электрических сигналов.

Принцип работы импульсного блока питания

В основе работы инвертора лежит выпрямление первичного напряжения и дальнейшее его преобразование в последовательность импульсов высокой частоты.

Этим он отличается от обычного трансформатора.

Выходное напряжение блока служит для формирования сигнала отрицательной обратной связи, что позволяет регулировать параметры импульсов.

Управляя шириной импульсов, легко организовать стабилизацию и регулировку выходных параметров, напряжения или тока.

То есть это может быть как стабилизатор напряжения, так и стабилизатор тока.

Количество и полярность выходных значений может быть самым различным в зависимости от того, как работает импульсный блок питания.

Использование импульсных блоков питания

В сети напряжение имеет синусоидальную форму.

Для некоторых устройств это то что нужно, другим надо постоянное или импульсное напряжение.

Вот этим и занимаются источники питания — преобразуют синусоидальную форму в нужную и, чаще всего, это постоянное напряжение.

Независимо от формы выходного напряжения блок питания называют импульсным, потому что одна из стадий преобразования — формирование импульсов, которые затем выпрямляются.

Примеры импульсных блоков питания:

Зарядное устройство для телефона или смартфона;
Внешний блок питания ноутбука;
Блок питания компьютера;
Блок питания для светодиодной ленты.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

что это такое, принцип работы, схема, назначение

Импульсный блок питания служит для преобразования входного напряжения до величины, необходимой внутренним элементам устройства. Иное название импульсных источников, получившее широкое распространение, — инверторы.

Что это такое?

Инвертор — это вторичный источник питания, который использует двойное преобразование входного переменного напряжения. Величина выходных параметров регулируется путем изменения длительности (ширины) импульсов и, в некоторых случаях, частоты их следования. Такой вид модуляции называется широтно-импульсным.

Принцип работы импульсного блока питания

В основе работы инвертора лежит выпрямление первичного напряжения и дальнейшее его преобразование в последовательность импульсов высокой частоты. Этим он отличается от обычного трансформатора. Выходное напряжение блока служит для формирования сигнала отрицательной обратной связи, что позволяет регулировать параметры импульсов. Управляя шириной импульсов, легко организовать стабилизацию и регулировку выходных параметров, напряжения или тока. То есть это может быть как стабилизатор напряжения, так и стабилизатор тока.

Разновидности блоков питания

Применение нашли несколько типов инверторов, которые отличаются схемой построения:

бестрансформаторные;
трансформаторные.

Первые отличаются тем, что импульсная последовательность поступает непосредственно на выходной выпрямитель и сглаживающий фильтр устройства. Такая схема имеет минимум комплектующих. Простой инвертор включает в себя специализированную интегральную микросхему — широтно-импульсный генератор.

Из недостатков бестрансформаторных устройств главным является то, что они не имеют гальванической развязки с питающей сетью и могут представлять опасность удара электрическим током. Также они обычно имеют небольшую мощность и выдают только 1 значение выходного напряжения.

Более распространены трансформаторные устройства, в которых высокочастотная последовательность импульсов поступает на первичную обмотку трансформатора. Вторичных обмоток может быть сколько угодно много, что позволяет формировать несколько выходных напряжений. Каждая вторичная обмотка нагружена на собственный выпрямитель и сглаживающий фильтр.

Мощный импульсный блок питания любого компьютера построен по такой схеме, которая имеет высокую надежность и безопасность. Для сигнала обратной связи здесь используется напряжение 5 или 12 Вольт, поскольку эти значения требуют максимально точной стабилизации.

Использование трансформаторов для преобразования напряжения высокой частоты (десятки килогерц вместо 50 Гц) позволило многократно снизить их габариты и массу и использовать в качестве материала сердечника (магнитопровода) не электротехническое железо, а ферромагнитные материалы с высокой коэрцитивной силой.

На основе широтно-импульсной модуляции построены также преобразователи постоянного тока. Без использования инверторных схем преобразование было связано с большими трудностями.

Схема БП

В схему самой распространенной конфигурации импульсного преобразователя входят:

сетевой помехоподавляющий фильтр;
выпрямитель;
сглаживающий фильтр;
широтно-импульсный преобразователь;
ключевые транзисторы;
выходной высокочастотный трансформатор;
выходные выпрямители;
выходные индивидуальные и групповые фильтры.

Назначение помехоподавляющего фильтра состоит в задерживании помех от работы устройства в питающую сеть. Коммутация мощных полупроводниковых элементов может сопровождаться созданием кратковременных импульсов в широком спектре частот. Поэтому здесь необходимо в качестве проходных конденсаторов фильтрующих звеньев использовать разработанные специально для этой цели элементы.

Выпрямитель служит для преобразования входного переменного напряжения в постоянное, а установленный следом сглаживающий фильтр устраняет пульсации выпрямленного напряжения.

В том случае когда используется преобразователь постоянного напряжения, выпрямитель и фильтр становятся ненужными, и входной сигнал, пройдя цепи помехоподавляющего фильтра, подается непосредственно на широтно-импульсный преобразователь (модулятор), сокращенно ШИМ.

ШИМ является самой сложной частью схемы импульсного источника питания. В его задачу входят:

генерация высокочастотных импульсов;
контроль выходных параметров блока и коррекция импульсной последовательности в соответствии с сигналом обратной связи;
контроль и защита от перегрузок.

Сигнал с ШИМ подается на управляющие выводы мощных ключевых транзисторов, включенных по мостовой или полумостовой схеме. Силовые выводы транзисторов нагружены на первичную обмотку выходного трансформатора высокой частоты. Вместо традиционных биполярных транзисторов используются IGBT- или MOSFET-транзисторы, которые отличаются малым падением напряжения на переходах и высоким быстродействием. Улучшенные параметры транзисторов способствуют уменьшению рассеиваемой мощности при одинаковых габаритах и технических параметрах конструкции.

Выходной импульсный трансформатор использует одинаковый с классическим принцип преобразования. Исключением является работа на повышенной частоте. Как следствие, высокочастотные трансформаторы при одинаковых передаваемых мощностях имеют меньшие габариты.

Напряжение со вторичной обмотки силового трансформатора (их может быть несколько) поступает на выходные выпрямители. В отличие от входного выпрямителя, диоды выпрямителя вторичной цепи должны иметь повышенную рабочую частоту. Наилучшим образом на данном участке схемы работают диоды Шоттки. Их преимущества перед обычными:

высокая рабочая частота;
сниженная емкость p-n перехода;
малое падение напряжения.

Назначение выходного фильтра импульсного блока питания — снижение до необходимого минимума пульсаций выпрямленного выходного напряжения. Поскольку частота пульсаций намного выше, чем у сетевого напряжения, то нет необходимости в больших значениях емкости конденсаторов и индуктивности у катушек.

Сфера применения импульсного блока питания

Импульсные преобразователи напряжения применяются в большинстве случаев вместо традиционных трансформаторных с полупроводниковыми стабилизаторами. При одинаковой мощности инверторы отличаются меньшими габаритными размерами и массой, высокой надежностью, а главное — более высоким КПД и возможностью работать в широком диапазоне входного напряжения. А при сравнимых габаритах максимальная мощность инвертора в несколько раз выше.

В такой области, как преобразование постоянного напряжения, импульсные источники практически не имеют альтернативной замены и способны работать не только по понижению напряжения, но и вырабатывать повышенное, организовывать смену полярности. Высокая частота преобразования существенно облегчает фильтрацию и стабилизацию выходных параметров.

Малогабаритные инверторы на специализированных интегральных микросхемах используются в качестве зарядных устройств всевозможных гаджетов, а их надежность такова, что срок службы зарядного блока может превосходить время работоспособности мобильного устройства в несколько раз.

Драйверы питания на 12 Вольт для включения светодиодных источников освещения также построены по импульсной схеме.

Как сделать импульсный блок питания своими руками

Инверторы, особенно мощные, имеют сложную схемотехнику и доступны для повторения только опытным радиолюбителям. Для самостоятельной сборки сетевых источников питания можно рекомендовать несложные маломощные схемы с использованием специализированных микросхем ШИМ-контроллеров. Такие ИМС имеют малое количество элементов обвязки и имеют отработанные типовые схемы включения, которые практически не требуют регулировки и настройки.

При работе с самодельными конструкциями или ремонте промышленных устройств необходимо помнить, что часть схемы всегда будет находиться под потенциалом сети, поэтому требуется соблюдать меры безопасности.

Импульсные блоки питания

Блоки питания (БП) предназначены для реализации вторичной мощности в электрических цепях, а также для преобразования напряжения до необходимых значений. Элементы могут быть встроены в оборудование или подключаться самостоятельным звеном.

Виды блоков питания

Существует два принципа преобразования электроэнергии в устройствах: на основе аналогового трансформатора и на импульсных блоках питания (ИБП).

Трансформаторные БП. Особенность блоков питания такого типа заключается в использовании силового трансформатора для изменения напряжения в сети. Устройства понижают амплитуду синусоидальной гармоники и направляют ее в выпрямитель, состоящий из силовых диодов. Сглаживание происходит за счет параллельно подключенной емкости. Окончательная стабилизация питающего напряжения осуществляется в полупроводниковой схеме с резисторами.

Трансформаторные преобразователи до недавнего времени были единственными в своем роде, но имели недостатки:

большой вес и крупные габариты;
высокую стоимость, зачастую многократно превосходящую цену остальных компонентов сети.

Импульсные БП. В конструкции устройства нет понижающего трансформатора. Почти во всей современной аппаратуре установлены именно импульсные блоки питания как наиболее компактные и эффективные.

Преимущества и недостатки импульсных блоков питания

Основные преимущества ИБП:

Малый вес и компактные размеры. Уменьшение габаритов устройств обусловлено переходом от использования тяжелых силовых трансформаторов. В ИБП нет линейных управляющих систем, которые требуют установки больших охлаждающих радиаторов. Повышение частоты обрабатываемых сигналов также позволило уменьшить размеры конденсаторов.
Высокий КПД. Низкочастотные трансформаторы характеризуются значительными потерями энергии в виде тепла, которое образуется в результате электромагнитных преобразований. В ИБП максимальные потери происходят в каскаде силовых ключей во время переходных процессов, а все остальное время транзисторы устойчивы. Потери энергии сведены к минимуму. КПД устройств достигает 98 %.
Широкий диапазон входных напряжений. Область применения устройств значительно расширена. Импульсные технологии позволяют использовать блоки питания в сетях с различными стандартами электроэнергии.
Встроенные системы защиты. Большинство моделей имеют автоматическую защиту от токов короткого кроткого замыкания, системы аварийного отключения нагрузок и т. д. Защитные устройства надежно встраиваются в конструкцию блоков благодаря применению миниатюрных цифровых полупроводниковых модулей.
Доступная стоимость. Элементная база ИБП постоянно унифицируется. Снижается стоимость на основные компоненты устройств, которые выпускаются серийно на автоматических станках. Дополнительное сокращение затрат достигается за счет использования менее мощных полупроводников.

Недостатками ИБП являются:

Ограничения по мощности. Существуют противопоказания, как при высоких, так и при низких нагрузках. Если в выходной цепи ток упадет ниже критического значения, то блок начинает генерировать напряжение с искаженными характеристиками, либо полностью отказывает схема запуска.
Наличие высокочастотных помех. Блоки вырабатывают их в любом исполнении. Высокочастотные помехи транслируются в окружающую среду, поэтому необходимо дополнительно решать вопрос об их подавлении. В некоторых видах чувствительной цифровой аппаратуры использование ИБП по этой причине невозможно.

Принцип работы импульсного источника питания

Устройство работает по принципу инвертора. Сначала переменное напряжение в блоке преобразуется в постоянное, а затем снова в переменное, но уже с необходимой частотой.

Схематически устройство можно представить как совокупность трех цепей:

ШИМ-контроллера, который регулирует преобразование широтно-импульсной модуляции;
каскада силовых ключей, подключенных по мостовой, полумостовой схеме или по схеме со средней точкой;
импульсного трансформатора.

Взаимодействие элементов импульсного БП происходит по следующей схеме:

напряжение 220В поступает на выпрямитель. Амплитуда сглаживается за счет работы конденсаторов емкостного фильтра;
проходящие синусоиды выпрямляются диодным мостом;
транзисторная схема преобразует ток в импульсы прямоугольной формы и высокой частоты.

Преобразование синусоид в импульсы может выполняться с гальваническим отделением питающей сети от выходных сетей или без нее.

Виды импульсных блоков питания

С гальванической развязкой. Высокочастотные сигналы поступают на трансформатор, ответственный за гальваническую развязку цепей. Устройства такого типа имеют более компактный магнитопровод и характеризуются повышенной эффективностью использования. Чаще всего сердечник трансформатора изготавливают из ферромагнетиков, а не из электротехнических сталей, что также позволяет уменьшить размеры элементов.

Без гальванической развязки. В схеме импульсного БП отсутствует высокочастотный разделительный трансформатор. Питающий сигнал поступает на фильтр нижних частот.

Принципиальная схема импульсного блока питания

Основные элементы импульсных блоков питания:

сетевой выпрямитель;
накопительная фильтрующая емкость;
силовой транзистор;
генератор;
транзисторная схема обратной связи;
оптопара;
импульсный источник питания;
выходной диодный выпрямитель;
цепи управления выходного напряжения;
фильтрующие конденсаторы;
дроссели, предназначенные для диагностики и коррекции напряжения;
выходные разъемы.

Если в устройстве используется преобразователь постоянного напряжения, то первые два компонента становятся не нужными. Сигнал проходит непосредственно на ШИМ (широтно-импульсный модулятор). Этот элемент является самым сложным в конструкции ИБП. Его основные функции:

генерация импульсов высокой частоты;
контроль и коррекция частотной последовательности с учетом данных обратной связи;
защита от перегрузок.

С ШИМ-модуля сигнал поступает на ключевые транзисторы. Их силовые выводы нагружены на первичную обмотку высокочастотного трансформатора. В конструкции ИБП вместо обычных биполярных транзисторов используют элементы MOSFET или IGBT, которые характеризуются минимальным падением напряжения и быстродействием.

Со вторичной обмотки импульсного трансформатора (таких элементов может быть несколько в цепи) напряжение подается на выходные диоды с повышенной рабочей частотой. Чаще всего в конструкциях используют диоды Шоттки.

Функция выходного фильтра – уменьшение пульсаций выпрямленного напряжения.

Сферы применения импульсных блоков питания

Малогабаритные ИБП на интегральных микросхемах применяются в конструкции зарядных устройств для электронных гаджетов: планшетов, телефонов, электронных книг. Элементы такого типа востребованы также в производстве телевизоров, усилителей, медицинских приборов, низковольтных осветительных установок.

Выбирайте и заказывайте блоки питания в каталоге компании «ПРОМАИР». Мы предлагаем широкий модельный ряд, выгодные цены, предоставляем грамотные консультации по характеристикам устройств. Для связи со специалистами позвоните по телефонам +375 (17) 513-99-92 или +375 (17) 513-99-93.

Устройство и принцип работы импульсного блока питания, основные характеристики, конструктивные исполнения достоинства и область применения

Блок питания — это устройство, преобразующее сетевое напряжения до уровня, необходимого для работы электрических схем различных приборов. Вторичные источники электропитания часто используются для бытовой техники и промышленных установок, содержащих электронику.

Изначально источники вторичного напряжения строились по схеме, которую принято называть трансформаторной. Принцип её работы состоит в трансформации сетевого напряжения до необходимого уровня с последующим его выпрямлением и стабилизацией.

Типовая схема традиционного источника электропитания состоит из следующих элементов:

силовой понижающий трансформатор, содержащий одну или несколько вторичных обмоток, в зависимости от потребностей питаемой схемы; выпрямительный блок, как правило, выполняется по схеме диодного моста;
конденсатор фильтра, включенный между положительным и отрицательным выводами моста и необходимый для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, иногда для улучшения параметров фильтра, в схему добавляется дроссель;
стабилизатор выходного напряжения, построенный на основе специализированной микросхемы или содержащий ключевой транзистор и небольшую схему управления.

Эти схемы надёжны в работе, не создают высокочастотных помех, обеспечивают гальваническую развязку между первичными и вторичными цепями. Тем не менее есть ряд причин по которым они уступают блокам питания импульсного типа.

Трансформаторы, преобразующие напряжение с частотой 50 герц, отличаются относительно большими габаритами и весом. Это свойство трансформаторных источников электропитания вступило в противоречие с общими принципами миниатюризации бытовых и промышленных электроприборов.

Проблему удалось решить путём создания импульсных или инверторных блоков. Такие параметры трансформатора, как сечение магнитопровода, количество витков обмотки и сечение провода, существенно уменьшаются с увеличением частоты преобразуемого напряжения.

Это также относится к ёмкости, следовательно, и к габаритам фильтрующих конденсаторов. Этот базовый принцип электротехники был послужил основой при создании вторичных источников питания нового типа.

КАК РАБОТАЕТ ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

Принцип работы импульсного блока питания заключается в ряде последовательных преобразований питающего напряжения:

выпрямление входного напряжения;
инвертирование, то есть, генерация сигнала с частотой от десятков до сотен килогерц;
трансформация высокочастотных импульсов до требуемого уровня;
выпрямление и фильтрация полученного напряжения.

Цепочка преобразований в описании принципа работы импульсного блока питания выглядит достаточно громоздкой и даже лишённой смысла. Однако нужно учесть что в данной схеме преобразуется напряжение, частота которого в отдельных моделях составляет 200 кГц (а не 50 Гц, как в трансформаторных источниках питания).

Трансформаторы, которые работают на высоких частотах, называют импульсными. Обычно они используют магнитопровод тороидальной формы (в виде бублика) небольшого размера. Это позволило уменьшить вес и габариты блока той же мощности более чем на порядок.

Тор обычно изготавливается штамповкой из пермаллоя — сплава, состоящего из железа и никеля, магнитопровод же низкочастотного трансформатора набирается из тонких пластин электротехнической стали.

Принцип инверторного преобразования дает возможность создать сверхминиатюрные аппараты электродуговой сварки, работа которых возможна от обычной бытовой розетки, способные сваривать металл до 10 мм толщиной, легко переносимые в небольшой сумке с плечевым ремнём.

Базовые принципы, на которых основано устройство импульсного блока питания не новы, всё находится в рамках давно устоявшихся представлений об электричестве. Что же мешало создать их раньше? Причина в технологии.

Главными электронными компонентами инверторного преобразователя импульсного блока являются элементы схемы, способные работать с высокими частотой и напряжением и большими токовыми нагрузками.

Раньше, компонентов, отвечающих этим требованиям, просто не существовало. Настоящий прорыв в развитии и распространении инверторных технологий произошёл после того, как мировым производителям электроники удалось наладить массовое производство мощных IGBT – транзисторов, а также полевых транзисторов по технологии MOSFET.

Они отличаются очень малым значением тока управления, что обеспечивает высокий КПД блока.

Кроме мощных транзисторных ключей, инвертор содержит времязадающие цепочки, генерирующие высокочастотные сигналы управления транзисторами.

Применение в этом качестве цифровых микросхем ШИМ – контроллеров позволяет ещё более миниатюризировать электронную часть. Контроллер широтно импульсного модулирования формирует прямоугольные периодические импульсы. В целом схемотехнически импульсные блоки питания относительно просты.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется за счёт обратной связи этого параметра с задающими цепями ШИМ – контроллера. Принцип работы обратной связи — при отклонении уровня контролируемого параметра на выходе от номинального значения происходит изменение скважности импульсов, формируемых контроллером.

Скважностью импульсов называется безразмерная величина, равная отношению периода чередования этих импульсов к их длительности. Таким образом, скважность изменяется от 0 до 1.

Увеличение уровня выходного напряжения вызывает снижение скважности и наоборот, то есть, имеет место отрицательная обратная связь. Скважность, задаваемая контроллером, определяет режим работы ключевых транзисторов. Чем выше значение скважности, тем большую часть периода транзистор открыт, и тем больше среднее значение напряжение за период.

Описанный принцип стабилизации обеспечивает работу блока питания в очень широком диапазоне изменения питающего напряжения. Резюмируя сказанное, преимущества импульсных блоков питания таковы:

малые габариты и вес по сравнению с трансформаторными источниками питания;
схемотехническая простота, обусловленная применением интегральных электронных компонентов;
возможность работы в широком диапазоне изменения значений входного напряжения.

ПРИМЕНЕНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКОВ

Источники вторичного напряжения инверторного типа используются повсеместно, как в быту, так и в промышленной технике. Перечень устройств и бытовых приборов, в которых реализована схема электропитания, работающая по принципу инверторного преобразователя:

все виды компьютерной техники;
телевизионная и звуковоспроизводящая аппаратура;
пылесосы, стиральные машины, кухонная техника;
источники бесперебойного электроснабжения различного назначения;
системы видеонаблюдения, комплексы охранной сигнализации.

Исполнение инверторных источников зависит от условий эксплуатации и назначения. Блоки питания, встроенные в электроприбор, выполняются бескорпусными. Они могут располагаться внутри основного изделия на отдельной плате, или быть интегрированы в общую плату электроприбора.

Существуют источники электропитания для автономного применения, к ним могут подключаться различные потребители. Примером могут служить зарядные устройства, источники электропитания систем видеонаблюдения, охранной и пожарной сигнализации. Такие блоки питания размещаются в отдельном корпусе и комплектуются штекерами и проводами для подключения.

* * *

© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Следящий импульсно-линейный блок с КПД 90%

Приветствую, Самоделкины!
Думаю, вы не раз встречали такую штуку, как переключатель обмоток для линейного блока питания.

А что если можно сделать все намного технологичнее? Заинтригованы? Обязательно дочитайте до конца.

Автором данной самоделки является Роман (автор YouTube канала «Open Frime TV»). В прошлых своих роликах он собирал линейный и импульсный блоки питания. И вот он придумал следующее: а что если объединить эти 2 блока питания в один и получить совершенное устройство с очень большим КПД?

Смысл такой схемы похож на переключатель обмоток. Такой как-то делал AKA KASYAN, автор одноименного канала на всеми любимом видео хостинге YouTube.

Заключается он в том, что на вход линейного блока питания подается разное напряжение со ступеней трансформатора. Если нам на выходе нужно допустим напряжение 8В, то работаем на первой ступени, при которой на вход подается допустим 12В.

Если нам вдруг понадобилось на выходе получить напряжение равное 15В, то устройство переключает нас на вторую ступень, которая подает на вход напряжение равное 24В.

Все это классно, КПД по сравнению с обыкновенным линейником вырос, но все равно приходится рассеивать довольно много тепла. Плюс ко всему нужен трансформатор с отводами.

И тут назревает вопрос: А что если объединить линейный блок питания и импульсный? Блок схема выглядит таким образом:

На выход импульсного блока вешаем линейный и делаем обратную связь с выхода линейника.

Основная задача состоит в том, чтобы на выходе импульсного блока питания напряжение было всегда на пару вольт выше, чем на выходе линейного блока питания.

А сейчас предлагаю рассмотреть, как это реализовал автор.

Схема и плата линейного блока питания остались практически без изменений. Обратная связь будет браться с выхода блока и еще, как видим, автор убрал 7812, из-за того, что на выход данной схемы может приходить напряжение меньше чем 12В.

Поэтому убираем 7812 и припаиваем сюда провод. Он будет подключен к плате импульсника, на котором установлена такая же 7812.

Вот и все изменения для линейного блока питания, теперь смотрим схему импульсника.

Тут уже изменений побольше будет. Во-первых, давайте посмотрим, как реализована идея следящей системы.

А реализована она естественно на операционном усилителе.

Он включен по схеме с сумматора, тут происходит сложение 2-ух напряжений: одно опорное, заданное стабилитроном; другое с выхода линейного блока питания.

Изменяя номинал стабилитрона можно изменить напряжение приращения.

С выхода сумматора напряжение идет на 2-ой операционный усилитель, который, как и в обыкновенной схеме импульсника, пытается выровнять напряжение на свои входах, одно напряжение, которое мы задаем, а второе — непосредственно с выхода микросхемы.

Как видим, смысл работы очень прост и при любом напряжении, выставленном на линейном блоке, мощность рассеивания не будет превышать 10Вт. По мнению автора — это шикарный результат.

В данную схему можно установить микросхему lm2596 без каких-либо изменений.

Если же нужен больший ток, то по данной топологии можно сделать схему на xl4016.

А теперь переходим к следующему этапу — создание печатной платы и реализация в железе.

Вы можете сказать, что глупо так увеличивать устройство, делать 2 платы, которые занимают лишнее место. Автор тоже так подумал и решил сделать все очень компактно. Плату линейного блока он не стал переделывать, она остается без изменений. А вот плату импульсника сделаем по размерам точно такую, как и плату линейного блока питания только перевернутую.

И теперь из 2-ух плат можно собрать вот такой бутерброд, который будет устанавливаться на один радиатор, не занимая при этом много места.

Силовые элементы расположены таким образом, что не будут друг другу мешать при такой установке. Теперь можно приступить к изготовлению печатной платы. Думаю, все вы знаете, как происходит этот процесс.

Как видим, плата вытравилась. Сейчас запаяем ее и приступим к тестам. Элементов тут мало. Все запаиваем.

Затем автор сразу хотел подцепить платы на радиатор, но подумал, что лучше продемонстрировать работу в разобранном состоянии — так нагляднее будет видно. В качестве тестовых радиаторов он подцепил на линейный блок вот такой миниатюрный радиатор:

А на импульсник просто пластину, которую даже радиатором тяжело назвать.

Таким образом автор хочет показать минимальный нагрев схемы. А для самого теста нам понадобятся 2 мультиметра. Один из них подключаем к выходу импульсника, а второй к выходу линейника.

Затем цепляем нагрузку (лампочку на 36В, мощностью 100Вт) и смотрим, что происходит.

Как видим, когда на выходе линейного блока 0, на импульснике держится напряжение около 2,8В. Теперь вращаем переменный резистор, увеличивая напряжение на выходе линейного блока, и как видим, импульсник на это реагирует и в свою очередь увеличивает напряжение на своем выходе.

Да, тут заметна некая нелинейность, так как плохо подобраны резисторы сумматора, но автор полагает, что это не смертельно. По его мнению, даже такая схема будет намного практичнее, чем обыкновенный переключатель обмоток. Вы не подумайте, автор не пытается сказать, что переключатель плохая штука, просто есть более интересное решение.

Ну а на этом все. Надеюсь вам понравилась такая идея. Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видео:

Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Принцип импульсного источника питания

Введение

Это видео показывает нам, как работает импульсный источник питания, на схемах, объяснениях, примерах и модификациях.

Каталог

1. Принцип импульсного источника питания

1.1 Базовый Принцип импульсного источника питания

Импульсный источник питания — это источник питания, в котором используется современная технология силовой электроники для управления соотношением времени включения и выключения переключающего транзистора для поддержания стабильного выходного напряжения.Простая конструкция показана на рисунке 1.

Рисунок 1 . B asic C ircuit из Коммутация P или S подача

Коммутационный транзистор VT включен последовательно между входным напряжением VI и выходным напряжением Vo. Когда база транзистора VT вводит импульсный сигнал переключения, VT периодически переключается, то есть поочередно включается и выключается.Предполагая, что VT является идеальным переключателем, падение напряжения между базой и эмиттером приблизительно равно нулю, когда VT насыщен, и входное напряжение Vi подается на выход через VT; Напротив, в то время, когда VT отключена, выход равен нулю. После периодического переключения VT импульсное напряжение получается на выходе, а среднее напряжение постоянного тока получается схемой фильтра. Выходное напряжение указано в формуле 1:

(1)

T _на — время включения, T — период переключения, а D — рабочий цикл.Можно видеть, что импульсный регулируемый источник питания может управлять значением выходного постоянного напряжения, изменяя рабочий цикл импульса переключения, то есть время включения.

1.2 Рабочий процесс импульсного источника питания

Импульсный источник питания обычно состоит из шести частей, как показано на рисунке 2.

Первая часть — это входная цепь, которая содержит фильтрацию нижних частот и одноступенчатое выпрямление. Vi получается после того, как переменный ток 220 В проходит низкочастотную фильтрацию и мостовое выпрямление.Это напряжение отправляется во вторую часть для коррекции коэффициента мощности. Цель состоит в том, чтобы улучшить коэффициент мощности. Форма должна поддерживать входной ток в фазе с входным напряжением. Третья часть — это преобразование мощности, которое завершается электронным переключателем и высокочастотным трансформатором. Он преобразует постоянное напряжение с высоким коэффициентом мощности в высокочастотное импульсное напряжение прямоугольной формы, которое соответствует проектным требованиям. Четвертая часть — это выходная цепь, которая используется для выпрямления и фильтрации высокочастотного прямоугольного импульсного напряжения на выходе постоянного напряжения.Пятая часть — это схема управления. После разделения и выборки выходного напряжения оно сравнивается с опорным напряжением схемы и усиливается. Шестая часть — это генератор частотных колебаний, который генерирует сигнал высокочастотного диапазона волн, который накладывается на управляющий сигнал для выполнения широтно-импульсной модуляции для достижения регулируемой ширины импульса. При высокочастотном колебании происходит преобразование мощности, поэтому суть импульсного источника питания заключается в преобразовании мощности.

Рисунок 2. Принципиальная блок-схема импульсного источника питания

1.3 Метод модуляции импульсного источника питания

Методы модуляции схемы импульсного источника питания в основном включают три типа: PWM, PFM и PSM. Частота переключения режима широтно-импульсной модуляции (ШИМ) постоянна. Изменяя ширину импульса включения для изменения рабочего цикла, достигается контроль выходной энергии, что называется расширением фиксированной частоты; Ширина импульса режима частотно-импульсной модуляции (ЧИМ) постоянна.Регулируя частоту переключения, коэффициент заполнения изменяется таким образом, чтобы реализовать управление выходной энергией, что называется модуляцией с фиксированной шириной; ширина импульса режима модуляции с пропуском импульсов является постоянной, а выходная энергия регулируется путем выборочного пропуска определенных рабочих циклов.

1.3.1 P ulse W Ширина M odulation (PWM)

Режим модуляции ШИМ — это наиболее часто используемый метод управления в импульсном источнике питания.Сигнал обратной связи на стороне нагрузки сравнивается с пилообразной волной, генерируемой внутри, и выходной сигнал прямоугольной формы с постоянной частотой расширяется для управления трубкой переключателя, а время включения трубки переключения регулируется в реальном времени в соответствии с нагрузкой. состояние, чтобы стабилизировать выходное напряжение. Его рабочая форма сигнала показана на рисунке 3.

Рисунок 3. W orking P принцип D iagram из PWM

В настоящее время режим управления ШИМ является наиболее часто используемым в импульсных источниках питания и имеет следующие преимущества: высокий КПД в случае большой нагрузки, хорошая скорость регулировки напряжения, высокая линейность, небольшая пульсация на выходе и подходит для режима контроля тока или напряжения.Но он также имеет следующие недостатки: слабая способность модуляции входного напряжения, плохие частотные характеристики и снижение эффективности при небольшой нагрузке.

1.3.2 Частотно-импульсная модуляция (ЧИМ)

PFM — это метод модуляции, часто используемый в импульсных источниках питания. Сравнивая сигнал обратной связи конца нагрузки с опорным сигналом, выходной сигнал ошибки регулирует рабочую частоту, а затем выводит прямоугольный сигнал постоянной ширины и переменной частоты для управления трубкой переключателя и регулирует время включения трубка переключателя в реальном времени в соответствии с условиями нагрузки, тем самым стабилизируя выходное напряжение.Его рабочая форма сигнала показана на рисунке 4.

Рисунок 4 . Принцип работы PFM

1.3.3 Пропуск импульсов Modulatio n (PSM)

PSM — это новый метод управления импульсными источниками питания, который называется перекрестно-импульсной модуляцией. Сигнал обратной связи конца нагрузки преобразуется в цифровой уровень, а уровень сигнала обратной связи определяется по нарастающему фронту тактового сигнала, чтобы определить, работать ли в тактовом цикле, а время включения переключающей трубки регулируется для стабилизации. выходное напряжение.Его рабочая форма сигнала показана на рисунке 5.

Рисунок 5. Принцип работы PSM

В настоящее время режим управления PSM используется для импульсных источников питания и имеет следующие преимущества: высокая скорость при небольшой нагрузке, высокая рабочая частота, хорошие частотные характеристики и меньшая частота переключения силовых трубок, подходящая для небольших ИС управления питанием. Однако он также имеет следующие недостатки: большая пульсация на выходе и слабая возможность регулировки входного напряжения.

1.4 Метод управления импульсным источником питания

Импульсные источники питания, которые мы обычно используем, основаны на режиме ШИМ, поэтому мы сосредоточимся на технологии управления в режиме ШИМ. Существует два основных типа технологии управления ШИМ: один — это технология управления ШИМ в режиме напряжения, а другой — технология управления ШИМ в текущем режиме.

1.4.1 ШИМ-контроллер в режиме напряжения

Импульсный источник питания изначально был основан на технологии PWM в режиме напряжения.Основной принцип работы показан на рисунке 6. Выходное напряжение Vo сравнивается с опорным напряжением для получения сигнала ошибки VE. Это напряжение ошибки сравнивается с пилообразным сигналом, генерируемым пилообразным генератором. Компаратор PWM выдает управляющий сигнал прямоугольной формы с изменением рабочего цикла. Это принцип работы технологии управления ШИМ в режиме напряжения. Поскольку эта система представляет собой одноконтурную систему управления, ее самым большим недостатком является отсутствие сигнала обратной связи по току.Поскольку ток импульсного источника питания протекает через катушку индуктивности, соответствующий сигнал напряжения имеет определенную задержку. Однако для регулируемого источника питания необходимо постоянно регулировать входной ток, чтобы адаптироваться к изменению входного напряжения и требований нагрузки, тем самым достигая цели стабилизации выходного напряжения. Следовательно, недостаточно использовать метод выборки выходного напряжения, потому что реакция регулирования напряжения медленная. Даже при изменении сильного сигнала трубка переключателя мощности повреждается из-за колебаний, что является самым большим недостатком технологии управления ШИМ в режиме напряжения.

Рисунок 6. Принцип работы технологии ШИМ управления в режиме напряжения

1.4.2 ШИМ-контроллер текущего режима

Технология управления ШИМ в режиме тока была разработана из-за недостатков технологии управления ШИМ в режиме напряжения. Так называемое управление ШИМ в режиме тока заключается в прямом сравнении сигнала обнаружения тока выходной катушки индуктивности с выходным сигналом усилителя ошибки на входном конце компаратора ШИМ для реализации управления рабочим циклом выходного импульса, так что пиковый ток выходного дросселя следует за изменением напряжения ошибки.Этот метод управления может эффективно улучшить скорость регулирования напряжения и скорость регулирования тока импульсного источника питания, а также может улучшить переходную характеристику всей системы. Принцип работы технологии управления PWM в текущем режиме показан на рисунке 7.

Технология управления PWM в токовом режиме в основном делится на технологию управления пиковым током и технологию управления средним током. Две технологии управления обнаруживают и возвращают пиковое значение и среднее значение изменения тока в течение одного периода проводимости.

Технология управления пиковым током: Управление режимом пикового тока напрямую управляет током индуктора на стороне пикового выхода, а затем косвенно регулирует ширину импульса ШИМ. Пиковый ток индуктора легко обнаружить и логически согласуется с изменением среднего тока индуктора. Однако пиковый ток индуктора не может быть во взаимно однозначном соответствии со средним током индуктора, потому что один и тот же пиковый ток индуктора может соответствовать разным средним токам индуктора с разными рабочими циклами и единственным фактором, определяющим значение выходного напряжения — значение среднего тока индуктора.Когда коэффициент заполнения системы ШИМ D> 50%, режиму управления режимом пикового тока с фиксированной частотой присуща нестабильность разомкнутого контура, и необходимо ввести соответствующую компенсацию наклона, чтобы устранить нарушение среднего тока индуктора из-за различных рабочих циклов и довести контролируемый пиковый ток индуктора до среднего значения тока индуктора. Когда крутизна применяемого сигнала компенсации крутизны увеличивается до определенной степени, управление режимом пикового тока преобразуется в управление режимом напряжения.Поскольку сигнал компенсации наклона полностью заменяется треугольной волной в колебательном контуре, он становится регулятором режима напряжения, но текущий сигнал в это время можно рассматривать как текущий сигнал прямой связи. Режим управления пиковым током представляет собой систему управления с двойным замкнутым контуром (внешний контур — это контур напряжения, а внутренний контур — это контур тока), а текущий внутренний контур мгновенно и быстро управляется в соответствии с импульсом за импульсом. При управлении с двойным контуром текущий внутренний контур отвечает только за динамическое изменение выходной катушки индуктивности, поэтому внешнему контуру напряжения необходимо только управлять выходным напряжением и не нужно управлять схемой накопления энергии.Следовательно, управление в режиме пикового тока имеет гораздо большую полосу пропускания, чем управление в режиме напряжения.

Рисунок 7. Принцип работы технологии ШИМ управления в токовом режиме

Метод контроля среднего тока: Контроль среднего тока требует определения тока катушки индуктивности, сигнала определения тока катушки индуктивности и заданного VE. После сравнения управляющий сигнал VC генерируется регулятором тока и сравнивается с сигналом пилообразной модуляции для генерации импульса ШИМ.Регуляторы тока обычно используют схему компенсации PI-типа и отфильтровывают высокочастотные компоненты в дискретизированном сигнале.

Сравнение двух технологий управления током: Технология управления пиковым током удобна и быстра, но требует компенсации стабильности; Технология управления средним током отличается стабильностью и надежностью, но скорость отклика ниже, а управление более сложным. Поэтому в практических приложениях режим управления пиковым током более распространен, чем режим управления средним током.

1,5 W orking M ode of S witching P ower S подача

Возьмите обратноходовой преобразователь, используемый в этой конструкции, в качестве примера, так называемый обратный преобразователь означает, что первичная полярность трансформатора противоположна вторичной полярности, как показано на рисунке 8. Он состоит из переключающей трубки VT, выпрямителя. диод D1, конденсатор фильтра C и развязывающий трансформатор.Если верхний конец первичной обмотки трансформатора положительный, верхний конец вторичной обмотки отрицательный, и переключающая трубка VT работает в режиме ШИМ. Обратный преобразователь имеет высокий КПД, простую схему и может обеспечивать несколько выходов, поэтому он получил широкое распространение.

Рисунок 8 . B asic C ircuit из Обратный ход C onverter

Обратный преобразователь PWM имеет два режима: постоянный ток и прерывистый ток.Для тока, протекающего через переключающую трубку первичной обмотки W1, его ток не может быть непрерывным, потому что ток переключающей трубки VT обязательно равен нулю после отключения. Но в это время во вторичной обмотке W2 неизбежно возникает ток. Для обратного преобразователя постоянный ток означает, что суммарный ампер двух обмоток преобразователя не равен нулю в течение одного цикла переключения, а прерывание тока означает, что синтетическая ампула равна нулю в течение периода выключения переключающей лампы VT.Когда ток является непрерывным, обратный преобразователь имеет два режима переключения, как показано на (a) и (b) на рисунке 9; и когда ток прерывается, обратный преобразователь имеет три режима переключения, как показано на (a) (b) (c) рисунка 9.

Рисунок 9. Эквивалентная схема в различных режимах переключения

1.5.1 Принцип работы обратноходового преобразователя при постоянном токе

Как показано на рисунке 9 (а), при t = 0 включается переключающий транзистор VT, и напряжение питания Vi подается на первичную обмотку трансформатора W ₁.В это время индуцированное напряжение во вторичной обмотке W ₂ отключает диод D ₁, и ток нагрузки подается от конденсатора фильтра C. В этот момент вторичная обмотка трансформатора разомкнута, только работает первичная обмотка, что эквивалентно катушке индуктивности. Индуктивность L ₁, первичный ток L _p линейно увеличивается от минимального значения I _Pmin, а скорость увеличения составляет: （1-2）

Когда t = T _на, ток I _p достигает максимума I _Pmax

(1-3)

Во время этого процесса сердечник трансформатора намагничивается, и его магнитный поток Φ также линейно увеличивается.Приращение потока Φ:

(1-4)

Как показано на рисунке 9 (b), когда t = T _на, переключающая трубка VT выключена, первичная обмотка разомкнута, а индуцированная электродвижущая сила вторичной обмотки меняет направление на включение диода D _{. 1}. Энергия, запасенная в магнитном поле трансформатора, высвобождается через диод D ₁, заряжая конденсатор C, с одной стороны, и подает питание на нагрузку, с другой стороны.В этот момент работает только вторичная обмотка трансформатора, которая эквивалентна катушке индуктивности, а ее индуктивность составляет L ₂. Напряжение на вторичной обмотке составляет _o В, вторичный ток I _с падает линейно от максимального значения I _Smin и скорость его падения составляет:

(1-5)

При t = T ток I _с достигает минимального значения I _Smin

(1-6)

Во время этого процесса сердечник трансформатора размагничивается, и его магнитный поток Φ также линейно уменьшается.Величина уменьшения магнитного потока Φ составляет:

(1-7)

1.5.2 Basic R elationship of F lyback C onverter W hen C urrent I

При работе с регулируемым напряжением величина увеличения магнитного потока переключающего сердечника обязательно равна величине уменьшения, когда переключатель VT выключен, то есть.Из формул (1-4) и (1-7) получаем:

(1-8)

В формуле — соотношение витков первичной и вторичной обмоток трансформатора.

Когда K ₁₂ = 1 ，

(1-9)

Напряжение, которому подвергается переключающая трубка VT при выключении, складывается из Vi и индуцированной электродвижущей силы в первичной обмотке W1, то есть

(1-10)

Когда напряжение источника питания V _и является постоянным, напряжение переключающего транзистора VT зависит от продолжительности включения D, поэтому значение максимальной продолжительности включения D _max должно быть ограничено.Напряжение диода D ₁ равно сумме выходного напряжения V и входного напряжения Vi, преобразованного во вторичное напряжение:

(1-11)

Ток нагрузки Io — это среднее значение тока, протекающего через диод D1:

(1–12)

В соответствии с принципом работы трансформатора устанавливаются следующие две формулы.

(1-13)

(1-14)

Из формулы (1-3) и формулы (1-12) в (1-14) мы можем получить:

(1-15)

(1–16)

I _Pmax и I _Smax — соответственно максимальные значения тока, протекающего через переключающую трубку VT и диод D ₁.

1.5.3 Принцип работы и основные отношения обратного преобразователя при прерывании тока

Формула (1-9) все еще работает, если критический ток постоянный. В это время максимальный ток первичной обмотки составляет I _Pmax, тогда, а ток нагрузки составляет

(1-17)

Критический постоянный ток нагрузки

(1-18)

Когда D = 0.5, I _oG достигает максимального значения

(1-19)

Тогда формулу (1-18) можно записать как ：

(1-20)

Формула (1-20) — критическая непрерывная граница тока индуктора.

Когда ток индуктора прерывается, это связано не только с рабочим циклом D, но и со значением тока нагрузки I _или.Предположим, что относительное время свободного хода I _с, мы можем получить, потому что величина увеличения и уменьшения магнитного потока сердечника равна одному циклу переключения. Итак,, и, то:

(1-21)

Формула

(1-21) показывает, что, когда ток прерывается, выходное напряжение не только связано с рабочим циклом D, но также связано с величиной тока нагрузки I _или.Когда рабочий цикл D постоянен, уменьшение тока нагрузки I _o может привести к повышению выходного напряжения V _o.

В случае режима прерывания тока энергия, запасенная в первичной катушке индуктивности, зависит от пикового тока:

(1-22)

Энергия доставляется один раз за цикл,

(1-23)

Эта формула говорит нам, что как только входное напряжение зафиксировано, только T может увеличить выходную мощность за счет уменьшения частоты переключения или уменьшения индуктивности.А если также выбрана частота коммутации, то мощность можно увеличить только за счет уменьшения индуктивности. Однако фактическая индуктивность имеет минимальное значение, и обратный преобразователь, работающий в прерывистом режиме, имеет предел максимальной выходной мощности, обычно менее 50 Вт.

1,6 Резюме

Эта глава в основном знакомит с основным принципом работы и рабочим процессом импульсного источника питания. Он также вводит режим модуляции импульсного источника питания.В настоящее время режим управления ШИМ является наиболее часто используемым в импульсных источниках питания. Он имеет следующие преимущества: высокий КПД в случае большой нагрузки, хорошее регулирование напряжения, высокая линейность и небольшая пульсация на выходе, и подходит для режима управления током или напряжением. Следовательно, в этой конструкции будет использоваться модуляция ШИМ.

Существует два основных типа технологии управления ШИМ: один — это технология управления ШИМ в режиме напряжения, а другой — технология управления ШИМ в режиме тока. Поскольку метод управления током быстро реагирует на входное напряжение, в этой конструкции будет использоваться метод управления током.

В этой главе также описывается режим работы импульсного источника питания. Поскольку контур обратной связи в прерывистом режиме является стабильным, а мощность этой конструкции мала, принимается прерывистый режим.

2. Control D evices U sed in S witching P ower S снабжения

2,1 Высокий F Требование T преобразователь

2.1.1 Кривая намагничивания и петля гистерезиса

Рисунок 10 . Намагниченность C urve и H истерезис L преобразователя T преобразователя C или

Как показано на рисунке 10, в качестве прямого и мостового преобразователей большинство из них работают в зонах 1 и 2. Эти две зоны имеют следующие характеристики: внешнее магнитное поле небольшое и процесс намагничивания обратим.В зоне 1,. μ ₁ — начальная проницаемость. И явно линейно. Для силовых трансформаторов с низкой выходной мощностью и низкой частотой значение B при работе может быть рассчитано чрезвычайно точно. В зоне 2,. Здесь B — постоянная Рэлея, и эта область не была линейной. Но процесс намагничивания все же обратим. Обычно для этих двух областей мы все еще используем приблизительную формулу для инженерных приложений:. Из-за обратимости прямой преобразователь почти не имеет гистерезиса (на самом деле, из-за технологического процесса и по другим причинам все еще существует необратимая намагниченность, но это относительно неочевидно).Для источника питания с одинаковым входом и выходом, если используются топологии прямого и обратного возбуждения, соответственно, эффективность прямого трансформатора должна быть выше, чем у обратного трансформатора, если рабочая частота одинакова.

Для обратноходового трансформатора рабочая зона — это зоны 1, 2 и 3. Среди них зона 3 относится к зоне необратимого намагничивания. Эта область является основной областью формирования гистерезиса, поэтому обратный трансформатор имеет компонент потерь на гистерезис.Работает в среднем диапазоне магнитного поля. Даже если диапазон изменения магнитного поля невелик, изменение B очень значительное. Магнитная проницаемость быстро увеличивается и достигает максимального значения. Эта область также является областью с максимальной магнитной проницаемостью. Очевидно, что магнитная проницаемость зоны 1, 2 и 3 не равна, но при расчете параметров трансформатора мы пользуемся формулой. Здесь μ _e — эффективная проницаемость, приравнивающая кривую B — H зон 1,2 и 3 к отношению B и H, полученному по прямой линии.Следует отметить, что эта формула адаптирована для обратноходового преобразователя, работающего в режиме DCM. Обратные преобразователи, работающие в режиме CCM, должны использовать инкрементную проницаемость для точных расчетов. Расчет индуктивности накопления энергии в прямом преобразователе также считается используемым в режиме DCM с использованием μ _e и режиме CCM с использованием инкрементной магнитной проницаемости.

Для петли максимального гистерезиса, если процесс намагничивания не может вернуться по первоначальному пути, неизбежно возникает потребление энергии.Мощность, потребляемая намагничиванием для одного круга, равна площади, окруженной кривой намагничивания. Чтобы снизить энергопотребление, мы всегда надеемся, что петля гистерезиса будет как можно более тонкой при выборе сердечника, потому что она больше похожа на прямую, пересекающую нулевую координату. При использовании формулы она ближе к реальной ситуации. Поскольку это приблизительная формула, а B _max магнитопровода уменьшается с повышением температуры, значение △ B необходимо оставить с запасом при проектировании трансформатора.(Режим DCM обычно не должен превышать 2/3 своего номинального значения B _max. Следует отметить, что это значение соответствует максимальной температуре, при которой продукт может работать). Если запас небольшой, необходимо учитывать ограничение тока максимальной токовой защиты источника питания. Обычно, когда правильно спроектированный источник питания работает без обратной связи в полном диапазоне входного напряжения при полной нагрузке, сердечник трансформатора не насыщается.

Для трансформатора, если все вторичные обмотки не подключены, первичная обмотка эквивалентна индуктору, и весь ток, протекающий через первичную обмотку, намагничивается.В состоянии постоянного тока трансформатор эквивалентен короткозамкнутому компоненту и не может передавать энергию. Когда ток намагничивания велик, трансформатор будет насыщен. В это время резко падает эффективность передачи энергии. В реальных технических измерениях все другие обмотки обычно закорачиваются для измерения при измерении индуктивности рассеяния определенной обмотки.

Когда вторичная обмотка разомкнута, первичный ток является током возбуждения.Индуктивность первичной обмотки соответствующей вторичной разомкнутой цепи может быть приблизительно равна индуктивности намагничивания. Для фиксированного трансформатора ток возбуждения в основном определяется напряжением, приложенным к первичной обмотке, а индуктивность намагничивания является реальной индуктивностью. Идеальный трансформатор — это просто черный ящик, передающий энергию.

Для прямого трансформатора и преобразователя, работающего как прямой трансформатор, необходим магнитный сброс, а индуктивность намагничивания пропускается через схему сброса для достижения баланса вольт-секунда.Обратный источник питания не требует магнитного сброса, потому что процесс обратного преобразователя сам по себе является процессом магнитного сброса. Существуют некоторые распространенные схемы сброса, такие как резонансный сброс LC, сброс RC или RCD, активный фиксатор и сброс с одной обмоткой.

2.1.2 Контроль A ir G ap

Обратный трансформатор по сути является индуктором. Весь его ток — это ток возбуждения. Формула накопления энергии индуктора:.Чтобы увеличить запас энергии, кажется, есть два пути: во-первых, увеличить индуктивность (то есть увеличить количество витков). Таким образом, объем трансформатора будет значительно увеличен. Другая проблема заключается в том, что поскольку магнитопровод постоянен, максимальный рабочий ток неизбежно уменьшается, поэтому неразумно увеличивать индуктивность для увеличения накопления энергии. Второй — увеличить рабочий ток. Текущие требования к накоплению энергии магнитного сердечника возрастают, что в конечном итоге приводит к увеличению общего накопления энергии сердечника.

Хотя магнитная проницаемость после открытия воздушного зазора меньше, чем магнитная проницаемость, когда воздушный зазор не открыт, напряженность магнитного поля (которая пропорциональна току), достигающая магнитного насыщения магнитопровода, значительно увеличивается. Это способствует накоплению большего количества энергии. Увеличение сопротивления после воздушного зазора увеличивает утечку магнитного потока, особенно вокруг воздушного зазора. Если необходимо уменьшить индуктивность рассеяния, катушку можно намотать непосредственно на воздушный зазор, но катушка вокруг воздушного зазора будет находиться в сильном изменяющемся магнитном поле, и в проводе будет генерироваться локальный вихревой ток, и эмалированная проволока пригорает и обесцвечивается через долгое время.Для сердечника из железного порошка с дисперсными воздушными зазорами лучший способ уменьшить индуктивность рассеяния — это равномерно и равномерно обернуть весь сердечник. Ниже приводится формула расчета воздушного зазора трансформатора.

Во-первых, по закону Ома магнитопровода:

(2-1)

Н — количество витков катушки, R _м, — магнитное сопротивление, NI — магнитный потенциал (аналогичный электродвижущей силе) и — магнитный поток.

Руководство по проектированию макета печатной платы

для схем импульсного источника питания (SMPS)

Импульсный источник питания — широко используемая топология источника питания в силовой электронике. Будь то сложный станок с ЧПУ или компактное электронное устройство, если устройство подключено к источнику питания, всегда обязательна схема SMPS. Неправильный или неисправный блок питания может привести к серьезному отказу продукта независимо от того, насколько хорошо спроектирована и функциональна схема.Мы уже разработали довольно много схем источника питания SMPS, таких как SMPS 12 В 1 А и SMPS 5 В 2 А, используя интеграцию питания и микросхему контроллера Viper соответственно.

В каждом импульсном источнике питания используется переключатель, такой как полевой МОП-транзистор или силовой транзистор, который постоянно включается или выключается в зависимости от спецификации импульсного драйвера. Частота переключения этого состояния включения и выключения находится в диапазоне от нескольких сотен килогерц до мегагерц. В таком модуле высокочастотной коммутации , тактика проектирования печатной платы является гораздо более важной, и разработчик иногда не обращает на нее внимания.Например, плохая конструкция печатной платы может привести к отказу всей схемы, а грамотно спроектированная печатная плата может решить множество неприятных событий.

Как общее практическое правило, это руководство предоставит некоторые подробные аспекты важных рекомендаций по компоновке PCB , которые необходимы для любого типа проектирования печатных плат на основе импульсных источников питания. Вы также можете ознакомиться с методами проектирования для снижения электромагнитных помех в схемах SMPS.

Прежде всего, для разработки импульсного источника питания необходимо иметь четкое указание на требования и спецификации схемы.Блок питания состоит из четырех важных частей.

Входные и выходные фильтры.
Схема драйвера и соответствующие компоненты для схемы управления драйвером.
Импульсные индукторы или трансформаторы
Выходной мост и связанные фильтры.

В конструкции печатной платы все эти сегменты должны быть разделены на печатной плате и требуют особого внимания. Мы подробно обсудим каждый сегмент в этой статье.

Указания по схеме драйвера и цепи управления

Драйвер в основном состоит из внутреннего МОП-транзистора или иногда переключающий МОП-транзистор подключается извне.Линия переключения всегда включается и выключается на очень высокой частоте и создает очень шумную линию питания . Эта часть всегда должна быть отделена от всех других подключений.

Например, линия постоянного тока высокого напряжения, которая идет непосредственно к трансформатору (для импульсных ИИП с обратным ходом), или линия постоянного тока, которая напрямую идет к силовому дросселю (импульсные стабилизаторы на основе понижающей или повышающей топологии), должны быть разделены.

На изображении ниже выделенный сигнал — это линия постоянного тока высокого напряжения.Сигнал маршрутизируется таким образом, что он отделен от других сигналов.

Одной из самых шумных линий в конструкции импульсного источника питания является вывод стока драйвера , будь то схема с обратным ходом переменного тока в постоянный ток или это может быть понижающая, повышающая или понижающая-повышающая топология маломощный импульсный источник питания. Он всегда должен быть отделен от всех других соединений, а также должен быть очень коротким, потому что этот тип маршрутизации обычно передает очень высокочастотные сигналы.Лучший способ изолировать эту сигнальную линию от других — использовать вырез в печатной плате , используя фрезерные или размерные слои.

На изображении ниже показано изолированное соединение сливного штыря, которое находится на безопасном расстоянии от оптопары, а вырез в печатной плате удалит любые помехи от других маршрутов или сигналов.

Другой важный момент заключается в том, что схема драйвера почти всегда имеет линию обратной связи или считывающую линию (в несколько раз больше, чем одна, такая как линия считывания входного напряжения, линия считывания выходного сигнала), которая очень чувствительна, и работа драйвера полностью зависит от считывания обратной связи.Любой вид обратной связи или сенсорной линии должен быть короче, чтобы избежать помех . Эти типы линий всегда должны быть отделены от линий питания, коммутации или любых других шумных линий.

На изображении ниже показана отдельная линия обратной связи от оптопары к драйверу.

Не только это, но и схема драйвера может также иметь несколько типов компонентов, таких как конденсаторы, RC-фильтры, которые требуются для управления работой схемы драйвера. Эти компоненты должны быть размещены вплотную к драйверу .

Указания по коммутационным индукторам и трансформаторам

Импульсный индуктор

— это самый большой доступный компонент в любой плате источника питания после громоздких конденсаторов. Один из плохих вариантов — проложить любое соединение между выводами индуктора. Крайне важно не направлять сигналы между источниками питания или площадками индуктивности фильтра .

Кроме того, всякий раз, когда трансформаторы используются в источниках питания, особенно в импульсных источниках питания переменного и постоянного тока, основное применение этого трансформатора — изоляция входа от выхода. Требуется достаточное расстояние между первичными и вторичными площадками. . Один из лучших способов увеличить путь утечки — это наложить отсечку на печатной плате с помощью фрезерного слоя. Никогда не используйте никакую прокладку между выводами трансформатора.

Указания по разделу выходного моста и фильтра

Выходной мост представляет собой сильноточный диод Шоттки, который рассеивает тепло в зависимости от тока нагрузки. В некоторых случаях требуются радиаторы PCB , которые необходимо создать на самой печатной плате с помощью медной плоскости.Эффективность радиатора пропорциональна площади и толщине меди печатной платы.

Существует два типа толщины меди, обычно доступные для печатных плат: 35 микрон и 70 микрон. Чем больше толщина , тем лучше термическое соединение. и площадь радиатора печатной платы сокращаются. Если печатная плата является двухслойной и нагретое пространство в печатной плате в некоторой степени недоступно, можно использовать обе стороны медной плоскости и соединить эти две стороны с помощью общих переходных отверстий.

На изображении ниже показан пример радиатора печатной платы диода Шоттки, созданного в нижнем слое.

Конденсатор фильтра сразу после диода Шоттки необходимо разместить очень близко к трансформатору или переключающему дросселю таким образом, чтобы петля питания через дроссель, мостовой диод и конденсатор была очень короткой. . Таким образом можно уменьшить пульсации на выходе.

На изображении выше показан пример короткого замыкания от выхода трансформатора до диода моста и конденсатора фильтра.

Уменьшение дребезга земли для макетов печатных плат SMPS

Во-первых, заземление необходимо, а разделение различных заземляющих плоскостей в цепи питания — еще одна важная вещь.

С точки зрения схемотехники импульсный источник питания может иметь единое общее заземление для всех компонентов, но на этапе проектирования печатной платы этого не происходит. С точки зрения дизайна печатной платы земля разделена на две части. Первая часть — это заземление , а вторая часть — аналоговая или контрольная земля . Эти две земли имеют одинаковую связь, но есть большая разница. Аналоговая или контрольная земля используется компонентами, которые связаны со схемой драйвера.В этих компонентах используется заземляющая пластина, которая создает обратный путь с низким током, с другой стороны, заземление питания обеспечивает обратный путь с высоким током. Компоненты питания издают шум и могут привести к неопределенным проблемам с отскоком заземления в схемах управления, если они напрямую подключены к одной и той же земле. На рисунке ниже показано, как аналоговая схема и схема управления полностью изолирована от других линий питания печатной платы в однослойной печатной плате.

Эти две части необходимо разделить и соединить в определенной области.

Это легко, если печатная плата является двухслойной, например, верхний слой может использоваться в качестве заземления управления , и все схемы управления должны быть подключены к общей заземляющей пластине верхнего слоя. С другой стороны, нижний уровень можно использовать в качестве заземления , и все шумящие компоненты должны использовать эту заземляющую пластину. Но эти две земли представляют собой одно и то же соединение и соединены в схеме. Теперь для соединения верхнего и нижнего слоев можно использовать переходные отверстия для соединения обеих заземляющих плоскостей в одном месте.Например, см. Изображение ниже —

Вышеупомянутая часть драйвера имеет все конденсаторы, связанные с фильтром питания, которые используют заземляющую пластину, отдельно называемую Power GND, но нижняя часть драйвера IC — это все компоненты, связанные с управлением, использующие отдельную управляющую GND. Обе площадки представляют собой одну и ту же связь, но созданы отдельно. Оба соединения GND затем соединились через IC драйвера.

Следуйте стандартам IPC

Следуйте указаниям и правилам для печатных плат согласно стандарту проектирования печатных плат IPC.Это всегда сводит к минимуму вероятность ошибки, если разработчик следует стандарту проектирования печатных плат, описанному в IPC2152 и IPC-2221B . В основном помните, что ширина дорожек напрямую влияет на температуру и текущую пропускную способность . Следовательно, неправильная ширина дорожек может привести к повышению температуры и плохому протеканию тока.

Расстояние между двумя дорожками также важно, чтобы избежать неопределенного отказа или перекрестных помех, а иногда и перекрестных воспламенений в сильноточных приложениях высокого напряжения.IPC-9592B описывает рекомендуемое расстояние между линиями питания при проектировании печатной платы на основе источника питания.

Соединение по Кельвину для сенсорной линии

Соединение

в градусах Кельвина является еще одним важным параметром в конструкции платы источника питания, поскольку точность измерения влияет на возможности цепи управления. Схема управления источником питания всегда требует каких-либо измерений, будь то измерение тока или напряжения в линии обратной связи или считывающей линии. Это измерение должно выполняться от выводов компонентов таким образом, чтобы другие сигналы или дорожки не мешали чувствительной линии.Подключение по Кельвину помогает в достижении того же самого: если измерительная линия представляет собой дифференциальную пару, длина должна быть одинаковой для обеих трасс, и трасса должна подключаться через выводы компонентов.

Например, соединение Кельвина должным образом описано в рекомендациях по проектированию печатных плат контроллеров мощности от Texas Instruments.

На изображении выше показано правильное определение тока с использованием соединения Кельвина. Правильное соединение — это правильное соединение в градусах Кельвина, которое будет иметь важное значение для дизайна сенсорной линии.Компоновка печатной платы также правильно представлена в этом документе.

Компоновка печатной платы показывает тесную связь между керамическими конденсаторами 10 нФ и 1 нФ через микросхему драйвера или контроллера. Линия Sense также отражает правильное соединение в градусах Кельвина. Внутренний слой питания представляет собой отдельную линию истока, которая соединена с теми же, но отдельными линиями истока с использованием нескольких переходных отверстий для уменьшения шумовой связи.

Texas Instruments (Unitrode) Конструкция импульсного источника питания. • Цепи

Семинары

Texas Instruments (ранее Unitrode) являются частью технического обучения TI по аналоговым устройствам, в ходе которого они также знакомятся с новыми контроллерами и другими интегральными схемами управления питанием.Они сочетают в себе учебный обзор основных принципов и практические примеры проектирования по различным темам преобразования энергии. Со временем они охватили практически все важные темы проектирования импульсных источников питания, а их архивы предоставляют отличную справочную информацию для разработчиков SMPS. Здесь вы найдете книги для семинаров с 1984 года по настоящее время.

SEM300 (1984)

Обзор топологии импульсного источника питания

Замыкание обратной связи

Приложение A: Проект сети усилителя ошибок и компенсации

Приложение B: Графики Боде

Приложение C: Обратный ход — прерывистый ток индуктора — постоянный рабочий цикл Продолж.

Обзор конструкции импульсного источника питания

— обратный стабилизатор мощностью 60 Вт

Приложение I: Конструкция трансформатора

Приложение II: Эффективные RL и C в контуре обратной связи

SEM400 (1985)

Управление импульсным источником питания в токовом режиме

Конструкция обратноходовых трансформаторов и фильтрующих индукторов

Моделирование характеристик импульсного источника питания с помощью персонального компьютера

Обзор конструкции

: обратный ход 150 Вт в режиме тока

Руководство по проектированию преобразователей мощности

SEM500 (1986)

Практические рекомендации по источникам питания в токовом режиме

Влияние индуктивности утечки на обратные цепи с несколькими выходами

Спаренные индукторы с фильтром в понижающих регуляторах с несколькими выходами

A 300 Вт, 300 кГц полумостовой преобразователь в токовом режиме с несколькими выходами

Ноль в правой полуплоскости — упрощенное объяснение

Управление магнитным усилителем для простого и недорогого вторичного регулирования

SEM600 (1988)

Топологии преобразователя резонансного режима

Обзор конструкции резонансного преобразователя 1 МГц 150 Вт

Пререгулятор с высоким коэффициентом мощности для автономных источников питания

Определение индуктивности утечки и проводки в модели высокочастотной цепи

SEM700 (1990)

Импульсное преобразование мощности с переключением нулевого напряжения

Изоляция контура управления

Управление режимом среднего тока импульсных источников питания

Топологии преобразователя резонансного режима

— Дополнительные темы

Оптимизация конструкции пререгулятора переключения с высоким коэффициентом мощности

SEM800 (1991)

Распределение нагрузки с параллельными источниками питания

Метод коррекции коэффициента мощности с переключением при нулевом токе с контролируемым временем включения

ШИМ с фиксированной частотой, резонансной коммутацией и фазовым сдвигом

Особенности высокопроизводительных MOSFET, IGBT и MCT Gate Drive Ckts.

Конструкция контура управления

SEM900 (1993)

Распределенные энергосистемы

Демпферные цепи

: теория, конструкция и применение

Разработка преобразователя мощности с переходным нулевым напряжением со сдвигом фазы

Обзор конструкции

: Преобразователь мощности ZVT с фазовым сдвигом 500 Вт, 40 Вт / дюйм 3

Пререгулятор

с высоким коэффициентом мощности с преобразователем SEPIC

Конструкция контура управления Пример предварительного регулятора SEPIC

Конструкция спаренного индуктора

SEM1000 (1994)

250 кГц, 500 Вт коррекция коэффициента мощности Ckt.Использование переходов при нулевом напряжении

Portable Power — Руководство разработчика по управлению питанием

Метод активного зажима и сброса повышает производительность прямого преобразователя

Модель электрической цепи для магнитных сердечников

SEM1100 (1996)

Заправка мегапроцессоров — расширение возможностей динамического управления энергией

100 Вт, 400 кГц, постоянный / постоянный ток, конв. w / I Doubler Sync. Исправление достигает 92%

Конструктивные особенности техники активного зажима и сброса

Поваренная книга контура управления

SEM1200 (1997)

Решения по измерению тока для разработчиков источников питания

Повышающий преобразователь малой мощности для портативных устройств с батарейным питанием

Уникальный четырехквадрантный обратный преобразователь

Обзор конструкции

: 140 Вт, несколько выходов, DC / DC преобразователь очень высокой плотности

SEM1300 (2000)

Топология каскадного преобразователя мощности для приложения с сильным током и низким выходным напряжением.

Управление питанием с горячей заменой

Прямой преобразователь мощностью 50 Вт с синхронизацией. Выпрямление и вторичный контроль

Измерение частотной характеристики импульсных источников питания

Более точная модель управления в токовом режиме

SEM1400 (2001)

Аналитическое сравнение альтернативных методов контроля

Руководство по проектированию и применению высокоскоростных схем управления затвором на полевых МОП-транзисторах

Приложение A: Оценка параметров MOSFET по таблице данных

Оценка магнитного поля в трансформаторах и индукторах

Высокоэффективные регулируемые зарядные насосы для сильноточных приложений

Проектирование стабильных контуров управления

Внутренняя компенсация — Благо или проклятие

Значение Sync.Выпрямители в изолированном, несимметричном, прямом конв.

SEM1500 (2003)

Тема 1: Понимание и оптимизация электромагнитной совместимости в…

Тема 2: Проектирование автономных источников питания с высоким коэффициентом мощности

Тема 3: Достижение высокой эффективности с помощью обратного источника питания CCM с несколькими выходами…

Тема 4: Конструкция трансформатора и индуктора для оптимальной работы схемы

Тема 5: Под капотом низковольтных преобразователей постоянного тока в постоянный

Тема 6: Распараллеливание мощности — выбор и применение наилучшего метода для…

SEM1600 (2004)

Тема 1: Вопросы безопасности при проектировании источников питания

Тема 2: Блоки питания для последовательного управления в средах с несколькими шинами напряжения

Тема 3: Обзор конструкции: Пошаговый подход к преобразователям переменного тока с питанием от сети

Тема 4: Сборка источника питания — особенности компоновки

Тема 5: Чередование обеспечивает уникальные преимущества для прямого и обратного конвертера

Тема 6: Практическое введение в цифровое управление блоком питания

Тема 7: Компенсирующие преобразователи постоянного тока в постоянный с керамическими выходными конденсаторами

SEM1700 (2006/07)

ТЕМА 1: Повышение эффективности энергоснабжения — глобальная перспектива

ТЕМА 2: Энергия в зеленом режиме в милливаттах

ТЕМА 3: Обратная связь при быстром моделировании токового режима управления в высокочастотном режиме

ТЕМА 4: Проектирование планарных магнитов

ТЕМА 5: Пререгулятор PFC с чередованием для преобразователей большой мощности

ТЕМА 6: Разработка программного обеспечения для цифрового питания — Программирование 101 для аналогового дизайна

ТЕМА 7: Разработка цифрового телекоммуникационного выпрямителя

SEM1800 (2008/09)

Тема 1 — Высокий коэффициент мощности и высокая эффективность… Вы можете иметь и то, и другое

Тема 2 — Понимание методов распространения шума и их эффектов

Тема 3 — Под капотом повышающего преобразователя постоянного / постоянного тока

Тема 4 — Повышение эффективности системы с помощью нового Interm.-Автобусная архитектура

Тема 5 — Высоковольтные накопители энергии: ключ к эффективному удержанию

Тема 6 — Использование PMBus ™ для улучшенного управления питанием на уровне системы

Тема 7 — Применение цифровых технологий в схемах контуров управления с ШИМ

Это конец страницы

Оцените, пожалуйста, эту статью: [оценки]

НПТЕЛ :: Электротехника — Силовая электроника

Переключить навигацию

О нас
Курсы
Свяжитесь с нами

Курсы
Электротехника
Силовая электроника (Интернет)
Syllabus
Координатор: IIT Kharagpur
Доступна с: 2009-12-31
Lec: 1

Модули / Лекции

Силовые полупроводниковые приборы
- Силовая электроника
- Конструктивные особенности, принцип работы, характеристики и спецификации силового полупроводникового диода
- Силовой биполярный переходный транзистор (BJT)
- Тиристоры и симисторы
- Тиристоры и симисторы
- Отключение затвора 906 Тиристор Оксидный полупроводниковый полевой транзистор (MOSFET)
- Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT)
- Жесткое и мягкое переключение силовых полупроводников
Преобразователи переменного тока в постоянный
- Однофазный неконтролируемый выпрямитель.
- Однофазный полностью управляемый выпрямитель
- Однофазный полууправляемый мостовой преобразователь
- Однофазный неуправляемый выпрямитель
- Работа и анализ трехфазного полностью управляемого мостового преобразователя
- Эксплуатация и анализ трехфазного полууправляемого преобразователя
- Влияние источника Индуктивность на характеристиках преобразователей переменного тока в постоянный
- Повышение коэффициента мощности, уменьшение гармоник, фильтр
Преобразователи постоянного тока в постоянный
- Типы базовых преобразователей постоянного тока в постоянный
- Анализ цепи понижающего преобразователя (DC-DC)
- Коммутация схем на основе тиристоров, часть I
- Коммутация схем на основе тиристоров, часть II
- Введение в схемы импульсного источника питания (SMPS)
- Источник питания обратного типа с коммутацией
- Импульсный источник питания прямого типа Поставка
- C uK и преобразователь Sepic
- Конструкция трансформатора для Цепи импульсного источника питания (SMPS)
Преобразователи переменного напряжения в переменный
- Преобразователи переменного напряжения в переменный
- Трехфазные регуляторы переменного тока
- Управление фазовым углом в однофазных регуляторах переменного тока на основе триаков
- Введение в Cyclo -преобразователи
- Трехфазные циклоконвертеры в однофазные
- Трехфазные циклопреобразователи в трехфазные
- Цепь управления для трехфазных циклопреобразователей в трехфазные
Преобразователи постоянного тока в переменный
- Введение в инверторы источников напряжения
- Анализ 1-фазных инверторов источника напряжения прямоугольной формы
- Преобразователь 3-фазного источника напряжения с выходом прямоугольной волны
- 3-фазный преобразователь с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ)
- Синусоидальный ШИМ и его Реализация
- Другие популярные методы ШИМ
- Инвертор источника тока
- Инвертор источника тока с коммутацией нагрузки (CSI)

Веб-контент
Загрузки

Конспект лекций (1)

Имя	Загрузить	Размер загрузки
Лекция	Загрузить как zip-файл	9.5M

Название модуля	Скачать

Cisco Redundant Power System 2300 Руководство по установке оборудования, январь 2007 г. — Обзор продукта [Cisco Redundant Power Systems]

Обзор продукта

В этой главе представлен функциональный обзор системы Cisco Redundant Power System 2300 и рассматриваются следующие темы:

• Описание продукта

• Характеристики

• Поддерживаемые устройства

• Стратегии развертывания

• Описание передней панели

• Описание задней панели

• Схемы воздушного потока RPS

• Опции управления

Описание продукта

Cisco RPS 2300 (PWR-RPS2300), также известный как RPS 2300, представляет собой систему питания с резервированием, которая обеспечивает плавное переключение при сбоях внутреннего источника питания для шести сетевых устройств.Он автоматически определяет, если внутренний источник питания подключенного устройства выходит из строя, и немедленно подает питание на вышедшее из строя устройство. После этого устройство будет работать непрерывно без перезагрузки. RPS 2300 показан на Рисунке 1-1.

RPS 2300 имеет два модуля блоков питания, заменяемых на месте (FRU), которые вставляются в слоты на передней панели RPS 2300. В зависимости от требований к питанию подключенного коммутатора вы можете использовать до двух модулей питания мощностью 750 Вт или двух модулей питания мощностью 1150 Вт.Количество коммутаторов, резервное копирование которых может выполнять RPS 2300, зависит от количества и мощности модулей питания в RPS 2300. Таблица 1-3 показывает поддерживаемые конфигурации источников питания.

Шесть портов постоянного тока на RPS 2300 обеспечивают передачу сигналов питания и последовательной шины управления (SMB) на коммутаторы Catalyst 3750-E и 3560-E. RPS 2300 связывается с каждым коммутатором через SMB, встроенный в 22-контактный кабель RPS. Это позволяет всем подключенным коммутаторам 3750-E и 3560-E одновременно обмениваться данными с RPS 2300.

При подключении к коммутаторам Catalyst 3750-E и 3560-E вы можете настроить эти функции RPS 2300 с помощью программного обеспечения коммутатора:

• Включение активного или ждущего режима RPS для каждого подключенного устройства

• Настройте приоритет коммутатора для поддержки RPS

• Перечислите подключенные переключатели и размер их модулей питания

• Сообщать, когда коммутатор получает питание от RPS

• Сообщать о состоянии модуля питания RPS

• Чтение и мониторинг журнала резервного копирования, сбоев и исключений

RPS 2300 поддерживает коммутаторы Catalyst 3750-E и 3560-E и другие устройства Cisco.Полный список поддерживаемых продуктов см. В онлайн-таблице совместимости Redundant Power System 2300, размещенной вместе с RPS 2300.

Рисунок 1-1 Cisco RPS 2300

Характеристики

RPS 2300 имеет следующие особенности:

• Бесперебойное переключение при отказе блока питания коммутатора.

• Автоматическая отсрочка для коммутаторов Catalyst 3750-E и 3560-E.

Когда внутренний источник питания подключенного коммутатора возобновляет работу, коммутатор отправляет команду возврата на RPS 2300, который плавно отключается.

• Шесть выходных каналов для поддержки нескольких устройств.

• Резервное питание для 24- и 48-портовых коммутаторов Power over Ethernet (PoE), обеспечивающее мощность 15,4 Вт на все порты при использовании соответствующих модулей питания.

• Два модуля питания 750 Вт или 1150 Вт

• Светодиоды на передней панели для выходной мощности постоянного тока, вентиляторов и состояния температуры

• Управление с помощью программного обеспечения коммутатора Catalyst 3750-E и 3560-E

• Высокая доступность для коммутаторов и маршрутизаторов, использующих IP-телефонию

• Параметры конфигурации для управления приоритетом выходной мощности постоянного тока для шести выходных каналов для повышения доступности коммутаторов и маршрутизаторов, передающих критически важные данные.

Вы можете настроить и сбросить приоритет порта с помощью программного обеспечения коммутатора Catalyst 3750-E и 3560-E, а также сбросить приоритет порта с передней панели RPS 2300.

• Малый форм-фактор, подходящий для монтажа в стойку для обеспечения максимальной плотности портов коммутационного шкафа

• Два кабеля RPS:

Кабель с 22-контактным 22-контактным разъемом для коммутаторов Catalyst 3750-E и 3560-E (CAB-RPS-2300-E =)

Кабель с 22-контактным 14-контактным разъемом для других поддерживаемых устройств Cisco (CAB-RPS-2300 =)

• Совместимость с коммутаторами Catalyst 2950, 2960, 3550, 3560, 3750, 3750-E и 3560-E, коммутатором Catalyst Express 500 (только для некоторых моделей Power over Ethernet) и Cisco 2811, 2821, 2851 и 3825 Integrated Service Маршрутизаторы.

Поддерживаемые устройства

RPS 2300 поддерживает определенные продукты Cisco. Полный список см. В таблице совместимости коммутатора Cisco RPS 2300 на сайте Cisco.com.

Стратегии развертывания

RPS 2300 можно использовать в различных сценариях сетевого развертывания.

Одно приложение может быть в сети передачи голоса и данных, в которой коммутаторы подключены к IP-телефонам Cisco и ПК.На Рис. 1-2 показан RPS 2300, подключенный к нескольким коммутаторам в конвергентной сети передачи голоса и данных. Подключение его к коммутаторам предотвращает сбои голосовой сети, вызванные отказом коммутатора, и обеспечивает бесперебойную работу сети передачи голоса и данных.

Рисунок 1-2 RPS 2300 в сети передачи голоса и данных

Еще одно применение может заключаться в использовании традиционных коммутаторов Ethernet 10/100/1000, которые передают критически важные данные. Эти приложения обычно используют один RPS 2300 для поддержки от одного до шести коммутаторов, как показано на Рисунке 1-3.

В этой конфигурации и RPS 2300, и коммутаторы могут не использовать один и тот же источник питания переменного тока.

Рисунок 1-3 Группа переключателей RPS 2300 и один источник питания переменного тока

Если до двух устройств имеют сбой питания или связанный с ним сбой, RPS 2300 немедленно подает питание и больше не доступен в качестве резервного источника для других устройств. RPS 2300 отправляет информацию о состоянии в программное обеспечение для управления сетью, чтобы предупредить вас о том, что другие подключенные к нему устройства не поддерживаются до тех пор, пока неисправное устройство или блок питания в неисправном устройстве не будет отремонтирован или заменен.

Для поддержки критически важных приложений RPS 2300 должен иметь достаточно мощности для поддержки всех подключенных устройств в случае отказа всех устройств. На Рис. 1-4 показан RPS 2300, подключенный к более чем одному источнику переменного тока, при этом RPS 2300 и коммутаторы используют разные источники питания переменного тока. Такое развертывание обеспечивает защиту в случае отказа блока питания коммутатора и источника переменного тока.

Рисунок 1-4 Резервирование RPS 2300 «один-к-одному» с несколькими источниками питания переменного тока

Если источник A теряет питание, каждый коммутатор продолжает работать, получая питание от подключенного RPS 2300.Когда питание к источнику A возвращается, RPS 2300 автоматически разрешает внутренним источникам питания этих коммутаторов, запитанным от источника A, возобновлять получение питания от собственных внутренних источников питания.

Если в RPS 2300 установлено два модуля питания, RPS 2300 может обеспечить индивидуальную поддержку до двух коммутаторов.

Примечание RPS защищает сетевые устройства от сбоев внутреннего источника питания и цепей переменного тока.Источник бесперебойного питания (ИБП) защищает сетевые устройства от прерывания подачи электроэнергии. Для максимальной доступности всегда используйте RPS 2300 с ИБП (Рисунок 1-5).

Рисунок 1-5 RPS 2300, подключенный к ИБП

RPS 2300 обеспечивает приоритезацию порта вывода постоянного тока. Эта функция может улучшить доступность сетевого оборудования.

RPS 2300 обеспечивает резервное питание подключенного устройства до тех пор, пока его запас мощности не будет полностью выделен.Коммутаторы и маршрутизаторы, подключенные к RPS 2300, резервируются в том порядке, в котором он обнаруживает потерю мощности. Если устройство теряет питание после того, как RPS 2300 скопировал максимальное количество портов, это устройство не получает питание от RPS 2300.

Если вы считаете, что конкретное устройство является критически важным, вы можете настроить приоритет порта от 1 до 6 с помощью программного обеспечения коммутатора. Указание значения 1 назначает порту и подключенным к нему устройствам наивысший приоритет, а указание значения 6 назначает порту и подключенным к нему устройствам самый низкий приоритет.Если нескольким коммутаторам, подключенным к RPS 2300, требуется питание, он подает питание на коммутаторы с наивысшим приоритетом. Если у RPS 2300 все еще есть доступное питание, он может подавать питание на коммутаторы с более низким приоритетом. Для получения дополнительных сведений о настройке приоритетов портов на RPS 2300 см. Справочник команд коммутаторов Catalyst 3750-E и Catalyst 3560-E.

Описание передней панели

На передней панели RPS 2300 есть три слота, один для модуля вентилятора (который содержит светодиоды RPS и активные кнопки выбора / ожидания) и два слота для модулей питания (Рисунок 1-6).

Рисунок 1-6 Передняя панель RPS 2300


1	Блок питания
2	Вентиляторный модуль
3	Блок питания

Модуль вентилятора

Вентиляторный модуль RPS 2300 включает светодиоды состояния системы, светодиоды выходной мощности постоянного тока, а также кнопки выбора и режима ожидания / активности для RPS 2300 (см. Рисунок 1-7).

RPS 2300 поддерживает горячую замену модуля вентилятора. Вы можете снимать и заменять модуль, не отключая питание системы и не прерывая нормальную работу системы. Для получения информации об установке и снятии модуля вентилятора см. Раздел «Установка модуля источника питания и вентилятора».

Светодиоды

Светодиоды на передней панели модуля вентиляторов (см. Рисунок 1-7) показывают состояние RPS 2300 и то, питает ли он подключенное устройство.Модуль вентиляторов имеет три двухцветных светодиода для отображения состояния системы и шесть двухцветных светодиодов для состояния порта постоянного тока, как описано в Табл. 1-1 и Табл. 1-2.

Примечание На модулях блока питания есть два светодиода, которые показывают состояние питания переменного тока и состояние блока питания. Для получения информации об этих светодиодах см. Раздел «Светодиоды модуля питания».

Рисунок 1-7 Светодиоды RPS 2300


1	Светодиод STDBY / ACTIVE	3	Светодиод вентилятора
2	Светодиод температуры	4	Светодиоды выхода постоянного тока

Таблица 1-1 Индикаторы состояния
СВЕТОДИОД	Выключено	Зеленый	Мигающий янтарь	Янтарь
Резервный / активный	Не включен.	RPS 2300 находится в активном режиме и может выполнять резервное копирование неисправного устройства.	RPS 2300 находится в режиме выбора. Выбранный порт находится в режиме ожидания и не готов к резервному копированию устройства.	Модули питания несовместимы друг с другом, или RPS 2300 находится в состоянии перегрева или перегрузки по току.
Температура	Не включен.	Внутренняя температура RPS 2300 ниже 113 ° F (45 ° C).	Внутренняя температура RPS 2300 находится в повышенном диапазоне. От 113 до 131 ° F (от 45 до 55 ° C)	RPS 2300 находится в состоянии перегрева. Более 31 ° F (55 ° C).
Вентилятор	Не включен.	Вентиляторный модуль работает нормально.	–	Модуль вентилятора не работает должным образом.

Шесть светодиодных индикаторов выхода постоянного тока отображают состояние шести выходных разъемов RPS, которые вы используете для подключения RPS 2300 к коммутатору. Выходные светодиоды пронумерованы от 1 до 6, что соответствует номерам на выходах постоянного тока. В Таблице 1-2 перечислены цвета индикаторов и их значения.

Таблица 1-2 Светодиодные индикаторы выхода постоянного тока
цвет	Состояние выхода постоянного тока
Выкл.	RPS 2300 не включен или к выходному разъему постоянного тока не подключено никакое устройство.
Зеленый	RPS 2300 подключен к устройству через этот порт и готов к резервному копированию устройства.
Мигающий зеленый	RPS 2300 выполняет резервное копирование подключенного устройства.
Мигающий желтый	RPS 2300 находится в режиме ожидания.
Янтарь	RPS 2300 недоступен.Он обеспечивает питание другого подключенного устройства.
Мигает желтым и зеленым	Когда вы нажимаете кнопку Select, светодиоды выхода постоянного тока отображают состояние каждого порта. Когда вы выбираете желаемый порт, индикатор этого порта мигает желтым и зеленым.

Кнопки выбора и режима ожидания / активности

RPS 2300 имеет кнопку выбора и кнопку режима ожидания / активности на передней панели модуля вентилятора.Вы можете использовать эти кнопки для выбора порта RPS, чтобы перевести RPS 2300 или отдельный порт в активный или ждущий режим. На Рис. 1-8 показаны кнопки «Выбрать» и «Ожидание / Активный».

• Используйте кнопку Выбрать, чтобы выбрать все порты RPS или отдельный порт.

• Используйте кнопку Standby / Active, чтобы переключить выбранный порт (или все порты) между режимом ожидания (мигает желтым) и активным режимом (постоянный зеленый). Светодиод STDBY / ACTIVE отображает состояние порта.

Примечание RPS 2300 и все порты постоянного тока находятся в активном режиме при включении.

Чтобы переключить RPS 2300 или отдельный порт в резервный или активный режим, выполните следующие действия:

Шаг 1 Нажмите кнопку Выбрать. Когда вы нажимаете ее в первый раз, выбираются все порты, и все шесть индикаторов портов мигают желтым и зеленым.

Шаг 2 Продолжайте нажимать кнопку Select, пока нужный порт не замигает желтым и зеленым.

Шаг 3 Нажмите кнопку Standby / Active, чтобы перевести порт в ждущий или активный режим.

Примечание Если вы нажмете кнопку Standby / Active на RPS 2300 перед нажатием кнопки Select, RPS переключит все шесть портов между активным режимом и режимом ожидания. В этом случае нажмите кнопку Select еще раз, чтобы выбрать нужный порт.

Шаг 4 Повторите эту процедуру для всех шести портов RPS 2300.

Примечание Когда RPS 2300 находится в режиме ожидания, светодиод RPS на подключенном устройстве мигает желтым; это означает, что RPS 2300 подключен, но не работает.Когда вы нажимаете кнопку Standby / Active, индикатор RPS на подключенном устройстве становится зеленым, показывая, что RPS 2300 работает правильно

Вы можете настроить приоритет порта RPS от 1 до 6 с помощью программного обеспечения коммутатора. Указание значения 1 назначает порту и подключенным к нему устройствам наивысший приоритет, а указание значения 6 назначает порту и подключенным к нему устройствам самый низкий приоритет. Если нескольким коммутаторам, подключенным к RPS 2300, требуется питание, он подает питание на коммутаторы с наивысшим приоритетом.Если у RPS 2300 все еще есть доступное питание, он может подавать питание на коммутаторы с более низким приоритетом. Для получения дополнительных сведений о настройке приоритетов портов на RPS 2300 см. Справочник команд коммутаторов Catalyst 3750-E и Catalyst 3560-E.

Чтобы вручную сбросить настройки портов до значений по умолчанию, нажмите кнопки Select и Standby / Active в течение 3 секунд, а затем отпустите. Все индикаторы системы и портов мигают зеленым, а затем желтым, прежде чем RPS 2300 начнет работать с настройками приоритета портов по умолчанию.

Рисунок 1-8 Кнопки выбора и режима ожидания / активности


1	Кнопка выбора
2	Кнопка режима ожидания / активности

Модули питания

RPS 2300 получает питание от модулей питания.Модули вставляются в слоты для блоков питания на передней панели RPS 2300 и используют собственный шнур питания переменного тока. (См. Рисунок 1-6.) В обоих модулях используется шнур 16-AWG и разъем питания на 15 А, 110 В переменного тока.

RPS 2300 поддерживает следующие модули питания:

• C3K-PWR-1150AC

• C3K-PWR-750AC

Примечание RPS 2300 не поддерживает модули питания C3K-PWR-265AC и C3K-PWR-265DC.

RPS 2300 может быть сконфигурирован с одним или двумя модулями питания.Если вы устанавливаете два модуля питания, они должны быть одного типа. Вы не можете одновременно вставить в RPS 2300 модули питания 750 Вт и 1150 Вт.

Note Если вы заказали только один модуль питания, запасной блок питания поставляется с RPS 2300. Если вы заказали два модуля питания, вы можете заказать блок питания (BLNK-RPS2300 =) в качестве запасного. часть.

Если в RPS 2300 установлен только один модуль блока питания, в пустой слот блока питания на передней панели RPS 2300 должен быть установлен запасной блок питания.Вставка поддерживает надлежащий воздушный поток через RPS 2300 и обеспечивает надлежащее охлаждение.

Осторожно

RPS 2300 может одновременно резервировать до двух коммутаторов. В таблице 1-3 показано количество коммутаторов, резервное копирование которых может выполнять RPS 2300, и поддерживаемые конфигурации источников питания.

Таблица 1-3 Поддерживаемые конфигурации блоков питания
	Конфигурации источников питания RPS 2300
	Один блок питания 750 Вт Заглушка для одного блока питания	Два 750-Вт Источники питания	Один блок питания мощностью 1150 Вт Заглушка для одного блока питания	Два блока питания мощностью 1150 Вт
¹ Коммутаторы Catalyst 3750-E или Catalyst 3560-E с питанием от модуля источника питания 1150 Вт	–	2	1	2
Все остальные поддерживаемые сетевые устройства	1	2	1	2

Для получения информации об установке и извлечении модулей питания, а также о технических характеристиках источников питания см. «Установка модуля питания и вентилятора» и «.«

Светодиоды модуля питания

У модулей питания есть два светодиода состояния. В Таблице 1-4 перечислены цвета индикаторов и их значения.

Таблица 1-4 Индикаторы модуля источника питания
Индикаторы модуля питания переменного тока
AC OK	Описание	PS ОК	Описание
Выкл.	Нет входного переменного тока.	Выкл.	Нет выходной мощности на RPS 2300.
Зеленый	Присутствует входное питание переменного тока.	Зеленый	Выход питания на RPS 2300 активен.
		Красный	Отказ выхода блока питания.

Описание задней панели

На задней панели RPS 2300 есть шесть выходных разъемов постоянного тока (пронумерованные от 1 до 6), которые вы используете для подключения к коммутатору (Рисунок 1-9). Эти порты обеспечивают питание и сигналы связи для коммутаторов Catalyst 3750-E и 3560-E.

Рисунок 1-9 Задняя панель RPS 2300


1	Проушина заземления	3	Выходные разъемы постоянного тока
2	Вентилятор вытяжной

Для выходных разъемов постоянного тока требуется кабель для подключения к коммутатору.Вы можете использовать два типа кабелей RPS. См. Разделы «Варианты кабелей» и «Технические характеристики разъемов и кабелей».

Схемы воздушного потока RPS

Система циркуляции воздуха RPS 2300 состоит из модуля вентилятора и модулей питания, установленных на передней панели RPS. Схема воздушного потока зависит от конфигурации блока питания RPS.

На Рисунке 1-10 показаны схемы воздушного потока для RPS. Синяя стрелка показывает поток холодного воздуха, а красная стрелка показывает поток теплого воздуха.В Табл. 1-5 описаны схемы воздушного потока RPS и конфигурации источников питания.

Рисунок 1-10 Схемы воздушного потока RPS 2300


1	Схема воздушного потока с двумя блоками питания по 750 Вт
2	Схема воздушного потока с двумя блоками питания по 1150 Вт

Таблица 1-5 Схемы воздушного потока RPS 2300
Конфигурации источников питания RPS 2300	Описание схем воздушного потока
Два блока питания по 750 Вт	Модуль вентиляторов всасывает воздух с боковых сторон RPS через блоки питания мощностью 750 Вт и выводит воздух через заднюю сторону RPS. Небольшое количество воздуха всасывается через отверстия передней панели RPS.
Один блок питания мощностью 750 Вт и один блок питания	Модуль вентилятора всасывает воздух из блока питания мощностью 750 Вт и выводит его через заднюю часть блока питания RPS. Нет забора воздуха со стороны заглушки источника питания. Небольшое количество воздуха всасывается через отверстия на передней панели RPS.
Два блока питания по 1150 Вт	Модуль вентилятора всасывает воздух из отверстий на передней панели RPS и выводит его через заднюю сторону RPS. Источники питания мощностью 1150 Вт забирают воздух с боковых сторон и с задней стороны RPS и выводят его на переднюю часть RPS.
Один блок питания мощностью 1150 Вт и один блок питания	Модуль вентилятора всасывает воздух из отверстий на передней панели RPS и выводит его через заднюю сторону RPS. Нет забора воздуха со стороны заглушки источника питания. Блок питания мощностью 1150 Вт всасывает воздух сбоку и с задней стороны RPS и выводит его на переднюю часть RPS.

Опции управления

Если коммутатор Catalyst 3750-E или 3560-E подключен к RPS 2300, вы можете настраивать RPS 2300 и управлять им с помощью программного обеспечения коммутатора.

В этом разделе представлена информация о настройке и управлении
RPS 2300:

• Cisco IOS CLI

Интерфейс командной строки коммутатора основан на программном обеспечении Cisco IOS и расширен для поддержки функций коммутации настольных компьютеров.Вы можете полностью настраивать и контролировать коммутатор и элементы кластера коммутатора из интерфейса командной строки. Вы можете получить доступ к интерфейсу командной строки, подключив станцию управления напрямую к порту управления коммутатором или консольному порту, или используя Telnet со станции удаленного управления. Дополнительную информацию см. В справочнике по командам коммутатора на сайте Cisco.com.

• Cisco Network Assistant

Cisco Network Assistant — это приложение с графическим интерфейсом для управления сетью на базе ПК, оптимизированное для локальных сетей малого и среднего бизнеса.Cisco Network Assistant предлагает централизованное управление коммутаторами Cisco от Catalyst Express 500 до Cisco Catalyst 4506. С помощью графического интерфейса пользователя вы можете настраивать и управлять кластерами коммутаторов или автономными коммутаторами. Cisco Network Assistant доступен бесплатно и может быть загружен по этому адресу:

http://www.cisco.com/go/networkassistant

Информацию о запуске приложения Network Assistant см. В руководстве Начало работы с Cisco Network Assistant на Cisco.com.

• Приложение CiscoWorks

Приложение для управления устройствами CiscoWorks отображает образ коммутатора, который можно использовать для установки параметров конфигурации и просмотра информации о состоянии и производительности коммутатора. Приложение CiscoView, которое вы покупаете отдельно, может быть автономным приложением или частью платформы SNMP. См. Документацию CiscoView для получения дополнительной информации.

Разработка графенового транзистора с новым принципом действия

Исследователи AIST разработали графеновый транзистор с новым принципом действия. В разработанном транзисторе два электрода и два верхних затвора помещены на графен, а графен между верхними затворами облучается пучком ионов гелия для введения кристаллических дефектов. Смещения затвора применяются к двум верхним затворам независимо, что позволяет эффективно управлять плотностями носителей в областях графена с верхним затвором. Отношение включения / выключения электрического тока примерно на четыре порядка величины было продемонстрировано при 200 К (примерно -73 ° C).Кроме того, его полярность транзистора может управляться электрически и инвертироваться, что до сих пор было невозможно для транзисторов. Эта технология может быть использована в традиционной технологии производства интегральных схем на основе кремния и, как ожидается, внесет свой вклад в реализацию электроники со сверхнизким энергопотреблением за счет снижения рабочего напряжения в будущем.

Подробная информация об этой технологии была представлена на Международной конференции по электронным устройствам 2012 года (IEDM 2012), которая проходила в Сан-Франциско, США.S.A., с 10 по 12 декабря 2012 г.

В последние годы рост энергопотребления, связанный с распространением мобильных информационных терминалов и развитием ИТ-устройств, стал проблемой. Общественный спрос на сокращение мощности, потребляемой электронными информационными устройствами, растет. Хотя предпринимались попытки снизить мощность, потребляемую крупномасштабными интегральными схемами (БИС), считается, что обычная структура транзистора имеет внутренние ограничения.Между тем подвижность электронов графена, которая представляет собой легкость движения электронов, по крайней мере в 100 раз больше, чем у кремния. Также ожидается, что графен может быть использован для решения проблемы ограничений, присущих кремнию и другим материалам. Следовательно, графен может устранить препятствие на пути снижения мощности, потребляемой БИС, и ожидается, что графен будет использоваться в качестве материала для транзисторов со сверхнизким энергопотреблением посткремниевой эпохи, в которых используются новые функциональные атомные элементы. фильмы.

Однако, когда графен используется в переключающем транзисторе, электрический ток не может быть прерван в достаточной степени, потому что графен не имеет запрещенной зоны. Кроме того, хотя существует технология формирования запрещенной зоны, подвижность электронов уменьшается, когда формируется запрещенная зона, необходимая для переключения. Следовательно, требуется графеновый транзистор с новым принципом работы, который может эффективно выполнять операцию переключения с небольшой шириной запрещенной зоны.

Принцип работы недавно разработанного графенового транзистора показан на рисунках 1 (a) — 1 (c). Чтобы создать транспортный зазор в графене канала между двумя верхними затворами, использовали гелиевый ионный микроскоп для облучения ионов гелия с плотностью 6,9 · 10 ¹⁵ ионов / см ² для введения кристаллических дефектов. Энергетическая зона графена по обеим сторонам канала может модулироваться электростатическим контролем путем приложения смещений к верхним затворам. Полярность носителей в графене может быть изменена с n-типа на p-тип, в зависимости от полярности смещения, приложенного к верхним затворам.Когда полярности на обеих сторонах канала различаются, транзистор находится в выключенном состоянии (рис. 1 (b)). Когда полярности одинаковы, транзистор находится во включенном состоянии (рис. 1 (c)). Когда обычный транзистор (рис. 1 (d) — 1 (f)) находится в выключенном состоянии, транспортировка носителей блокируется барьером, сформированным на стороне истока или стока канала, имеющего транспортный зазор. Однако, как показано на рис. 1 (е), ток утечки транзистора в выключенном состоянии велик, потому что образуется только небольшой барьер.Между тем, как показано на рис. 1 (b), транспортный зазор в разработанном транзисторе работает как барьер, больший, чем у обычных транзисторов (рис. 1 (e)), и блокирует перенос заряда. В результате можно получить лучшее выключенное состояние по сравнению с обычными транзисторами.

В разработанном транзисторе длина канала, в котором подвижность обычно ухудшается, может быть уменьшена до длины, меньшей, чем у обычных транзисторов.Кроме того, поскольку разработанный транзистор может достигать эффективного выключенного состояния с небольшим транспортным зазором, транспортный зазор может быть меньше, чем у обычных устройств. Благодаря этим свойствам включение / выключение транзистора может выполняться быстрее, чем с обычными транзисторами, и, таким образом, считается, что БИС с более низким энергопотреблением может быть реализована за счет снижения рабочего напряжения схемы. Кроме того, транзисторы могут быть изготовлены с использованием традиционной технологии изготовления кремниевых интегральных схем, такой как литография, осаждение и легирование, а также могут быть легко произведены в масштабе пластины.

Чтобы продемонстрировать работу транзистора по новому принципу работы, транзистор был изготовлен путем формирования электродов истока и стока и пары верхних затворов на однослойном графене, изолированном от графита. Соответствующая доза ионов гелия была приложена между верхними затворами для создания канала, облученного ионами гелия (рис.2, синяя пунктирная линия), а внешний ненужный графен облучали большой дозой ионов гелия, чтобы сделать его изолятором (рис. 2, красная пунктирная линия). В результате канал транзистора имеет длину 20 нм и ширину 30 нм.

Включение / выключение изготовленного транзистора выполнялось при низкой температуре 200 К (примерно -73 ° С).На клеммы истока и стока подавались смещения -100 мВ и +100 мВ соответственно. Смещение затвора затвора на стороне стока было зафиксировано на уровне -2 В, а смещение затвора на стороне истока было изменено от -4 В до +4 В, и был измерен электрический ток, протекающий между электродами истока и стока. Отношение включения / выключения составляло приблизительно четыре порядка величины (рис. 3).

В разработанном транзисторе состояние включения или выключения регулируется в зависимости от того, одинаковы или различаются полярности напряжений, приложенных к двум верхним затворам.Следовательно, фиксируя смещение одного затвора и изменяя его полярность, можно контролировать, будет ли работа транзистора с помощью качания напряжения другого затвора n-типом или p-типом. В данном эксперименте напряжения -100 мВ и +100 мВ подавались на выводы истока и стока соответственно. Соотношение между током исток-сток и смещением затвора на стороне истока, когда напряжение затвора на стороне стока, V _tgD, фиксировано как положительное (рис. 4 (а)), показано на рис. . 4 (б).Логарифмический график тех же данных показан на рис. 4 (c). Здесь, когда напряжение затвора на стороне истока отрицательное, транзистор выключен, а когда оно положительное, транзистор включен. Таким образом, он работает как транзистор n-типа. Между тем, соотношение между током исток-сток и смещением затвора на стороне истока, когда напряжение затвора на стороне стока отрицательное (рис. 4 (d)), показано на рис. 4 (е) и 4 ( е). В этом случае, когда напряжение затвора на стороне истока отрицательное, транзистор включен, а когда положительный, транзистор выключен.Таким образом, он работает как транзистор p-типа. Другими словами, было фактически продемонстрировано, что полярность одиночного транзистора может быть изменена электростатическим контролем.

Полярность транзисторов обычных кремниевых транзисторов определяется типом иона для легирования, поэтому изменить полярность после формирования цепи невозможно. Однако, поскольку полярность разработанного транзистора может регулироваться электростатически, можно реализовать интегральную схему, структура схемы которой может быть электрически изменена.

Исследователи стремятся реализовать работу CMOS, в которой полярность транзисторов может быть изменена с помощью электрического управления. Они также стремятся создать прототип устройства с использованием крупномасштабной пластины с графеном, синтезированной методом CVD (химический метод осаждения из паровой фазы). В то же время будут предприняты усилия по получению графена более высокого качества, чтобы улучшить соотношение включения / выключения электрического тока при комнатной температуре и подвижность носителей.

Ссылка : Разработка графенового транзистора с новым принципом действия (19 февраля 2013 г.) получено 13 января 2021 г. с https: // физ.org / news / 2013-02-graphene-transistor-Princip.

Принцип работы импульсного блока питания

Основные узлы импульсного блока питания

Преимущества импульсных блоков питания

Области применения импульсных источников питания

Схемотехника импульсных блоков питания

Стабилизация выходного напряжения

Особенности конструкции импульсных БП

Диагностика и ремонт импульсных БП

Принцип работы блока питания

Принцип работы блока питания

Импульсные блоки питания: как работает структурная схема и взаимодействуют ее части — краткое пояснение

Схемы сетевых фильтров импульсных и высокочастотных помех: 4 типа конструкций

Сетевой выпрямитель напряжения: самая популярная конструкция

Преобразователь импульсного напряжения: объяснение простыми словами с поясняющими картинками

Импульсный трансформатор: принцип работы одного импульса в 2 такта

Однотактная схема импульсного блока питания: состав и принцип работы

Двухтактная схема импульсного блока питания: 3 варианта исполнения

3 схемы силовых каскадов двухтактных ИБП

Выходной выпрямитель: самое популярное устройство

Схема стабилизации напряжения: как работает

Принцип работы импульсного блока питания

Как работают импульсные блоки питания

Принцип работы импульсного блока питания

Использование импульсных блоков питания

что это такое, принцип работы, схема, назначение

Что это такое?

Принцип работы импульсного блока питания

Разновидности блоков питания

Схема БП

Сфера применения импульсного блока питания

Как сделать импульсный блок питания своими руками

Импульсные блоки питания

Виды блоков питания

Преимущества и недостатки импульсных блоков питания

Принцип работы импульсного источника питания

Виды импульсных блоков питания

Принципиальная схема импульсного блока питания

Сферы применения импульсных блоков питания

Устройство и принцип работы импульсного блока питания, основные характеристики, конструктивные исполнения достоинства и область применения

КАК РАБОТАЕТ ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

ПРИМЕНЕНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКОВ

Следящий импульсно-линейный блок с КПД 90%

Принцип импульсного источника питания

1. Принцип импульсного источника питания

1.1 Базовый Принцип импульсного источника питания

1.2 Рабочий процесс импульсного источника питания

1.3 Метод модуляции импульсного источника питания

1.3.1 P ulse W Ширина M odulation (PWM)

1.3.2 Частотно-импульсная модуляция (ЧИМ)

1.3.3 Пропуск импульсов Modulatio n (PSM)

1.4 Метод управления импульсным источником питания

1.4.1 ШИМ-контроллер в режиме напряжения

1.4.2 ШИМ-контроллер текущего режима

1,5 W orking M ode of S witching P ower S подача

1.5.1 Принцип работы обратноходового преобразователя при постоянном токе

1.5.2 Basic R elationship of F lyback C onverter W hen C urrent I

1.5.3 Принцип работы и основные отношения обратного преобразователя при прерывании тока

1,6 Резюме

2. Control D evices U sed in S witching P ower S снабжения

2,1 Высокий F Требование T преобразователь

2.1.1 Кривая намагничивания и петля гистерезиса

2.1.2 Контроль A ir G ap

для схем импульсного источника питания (SMPS)

Рекомендации по входным и связанным фильтрам

Указания по схеме драйвера и цепи управления

Указания по коммутационным индукторам и трансформаторам

Указания по разделу выходного моста и фильтра

Уменьшение дребезга земли для макетов печатных плат SMPS

Следуйте стандартам IPC

Соединение по Кельвину для сенсорной линии

Texas Instruments (Unitrode) Конструкция импульсного источника питания. • Цепи

SEM300 (1984)

SEM400 (1985)

SEM500 (1986)

SEM600 (1988)

SEM700 (1990)

SEM800 (1991)

SEM900 (1993)

SEM1000 (1994)

SEM1100 (1996)