Zasada zasilania liniowego i porównanie zasilania impulsowego
1. Wprowadzenie do zasilania liniowego:
Liniowy zasilacz najpierw przekształca prąd przemienny przez transformator, a następnie prostuje go i filtruje przez obwód prostownika, aby uzyskać niestabilne napięcie stałe. Aby uzyskać precyzyjne napięcie prądu stałego, napięcie wyjściowe musi być regulowane za pomocą sprzężenia zwrotnego napięcia. Z głównego punktu widzenia wydajności ta technologia zasilania jest bardzo dojrzała, może osiągnąć wysoką stabilność, tętnienia są również bardzo małe i nie ma zakłóceń i szumów, które ma zasilacz impulsowy. Obwód sprzężenia zwrotnego napięcia działa w stanie liniowym, a na rurce regulacyjnej występuje pewien spadek napięcia. Podczas wyprowadzania dużego prądu roboczego zużycie energii przez rurkę regulacyjną jest zbyt duże, a wydajność konwersji jest niska.
Zasilanie liniowe oznacza, że lampy służące do regulacji napięcia pracują w obszarze liniowym. Odpowiednio występuje również zasilacz impulsowy, co oznacza, że lampa służąca do regulacji napięcia pracuje w obszarach nasycenia i odcięcia, czyli w stanie przełączania.
Zasilacz liniowy zwykle próbkuje napięcie wyjściowe, a następnie wysyła je do wzmacniacza napięcia porównawczego z napięciem odniesienia. Wyjście wzmacniacza napięcia jest wykorzystywane jako wejście rury regulacji napięcia do sterowania rurą regulacji, tak aby napięcie złącza zmieniało się wraz z wejściem, dostosowując w ten sposób jego moc wyjściową. Napięcie. Jednak zasilacz impulsowy zmienia napięcie wyjściowe, zmieniając czas włączania i wyłączania rurki regulatora, czyli cykl pracy.
Lampy stosowane do regulacji napięcia w zasilaczach liniowych pracują w obszarze liniowym. Odpowiednio występuje również zasilacz impulsowy, co oznacza, że lampa służąca do regulacji napięcia pracuje w obszarach nasycenia i odcięcia, czyli w stanie przełączania.
Zasilacz liniowy zwykle próbkuje napięcie wyjściowe, a następnie wysyła je do wzmacniacza napięcia porównawczego z napięciem odniesienia. Wyjście wzmacniacza napięcia jest wykorzystywane jako wejście rury regulacji napięcia do sterowania rurą regulacji, tak aby napięcie złącza zmieniało się wraz z wejściem, dostosowując w ten sposób jego moc wyjściową. Napięcie. Jednak zasilacz impulsowy zmienia napięcie wyjściowe, zmieniając czas włączania i wyłączania rurki regulatora, czyli cykl pracy. 2. Zasada liniowego zasilania: liniowe zasilanie obejmuje głównie transformator częstotliwości mocy, filtr prostownika wyjściowego, obwód sterujący, obwód ochronny i tak dalej. Zasilacz liniowy najpierw przekształca prąd zmienny przez transformator, a następnie prostuje go i filtruje przez obwód prostownika, aby uzyskać niestabilne napięcie stałe. Aby uzyskać precyzyjne napięcie prądu stałego, napięcie wyjściowe musi być regulowane za pomocą sprzężenia zwrotnego napięcia. Ta technologia zasilania jest bardzo dojrzała i może osiągnąć bardzo wysoką stabilność, małe tętnienia oraz brak zakłóceń i szumów zasilacza impulsowego. Jednak jego wadą jest to, że wymaga ogromnego i ciężkiego transformatora, a objętość i waga wymaganego kondensatora filtrującego są również dość duże, a obwód sprzężenia zwrotnego napięcia działa w stanie liniowym i występuje pewien spadek napięcia na rura regulacyjna, a moc wyjściowa jest stosunkowo duża. W tej chwili pobór mocy rury regulacyjnej jest zbyt duży, wydajność konwersji jest niska i należy zainstalować duży radiator. Ten rodzaj zasilania nie jest odpowiedni dla potrzeb komputerów i innego sprzętu i będzie stopniowo zastępowany przez zasilacz impulsowy. 3. Porównanie zasilacza impulsowego: zasilacz impulsowy obejmuje głównie wejściowy filtr sieciowy, wejściowy filtr prostowniczy, falownik, wyjściowy filtr prostowniczy, obwód sterujący i obwód ochronny. Ich funkcje to:
1. Filtr sieci wejściowej: Wyeliminuj zakłócenia z sieci, takie jak uruchomienie silnika, włączanie urządzeń elektrycznych, uderzenia pioruna itp., a także zapobiegaj rozprzestrzenianiu się hałasu o wysokiej częstotliwości generowanego przez zasilacz impulsowy do siatka.
2. Wejściowy filtr prostowniczy: wyprostuj i przefiltruj napięcie wejściowe sieci, aby zapewnić napięcie prądu stałego dla przetwornicy.
3. Falownik: Jest to kluczowa część zasilacza impulsowego. Przekształca napięcie stałe w napięcie przemienne o wysokiej częstotliwości i odgrywa rolę w izolacji części wyjściowej od sieci wejściowej.
4. Wyjściowy filtr prostowniczy: popraw i odfiltruj napięcie wyjściowe AC o wysokiej częstotliwości przez konwerter, aby uzyskać wymagane napięcie DC, a jednocześnie zapobiegaj zakłócaniu obciążenia przez hałas o wysokiej częstotliwości.
5. Obwód sterujący: wykryj wyjściowe napięcie prądu stałego, porównaj je z napięciem odniesienia i wzmocnij je. Szerokość impulsu oscylatora jest modulowana w celu sterowania konwerterem w celu utrzymania stabilnego napięcia wyjściowego.
6. Obwód ochronny: Gdy zasilacz impulsowy ma zwarcie przepięciowe lub nadprądowe, obwód ochronny zatrzymuje zasilacz impulsowy, aby chronić obciążenie i sam zasilacz.
Zasilacz impulsowy najpierw prostuje prąd przemienny na prąd stały, następnie odwraca prąd stały na prąd przemienny, a następnie prostuje i wyprowadza wymagane napięcie prądu stałego. W ten sposób zasilacz impulsowy oszczędza transformator w dolnym zasilaczu liniowym oraz obwód sprzężenia zwrotnego napięcia. Obwód falownika w zasilaczu impulsowym jest całkowicie cyfrową regulacją, która może również osiągnąć bardzo wysoką dokładność regulacji.
Główną zasadą działania zasilacza impulsowego jest to, że rurki Mos górnego mostka i dolnego mostka są kolejno włączane. Najpierw prąd przepływa przez rurkę Mos górnego mostka, a energia elektryczna jest gromadzona w cewce za pomocą funkcji magazynowania cewki. Na koniec rura Mos górnego mostka zostaje wyłączona, a dolny mostek włączony. Rurka Mos, cewka i kondensator mostka stale dostarczają energię na zewnątrz. Następnie wyłącz rurę Mos dolnego mostka, a następnie otwórz górny mostek, aby wpuścić prąd i powtórz w ten sposób, ponieważ rura Mos musi być kolejno włączana i wyłączana, więc nazywa się to zasilaczem impulsowym.
Zasilacz liniowy jest inny. Ponieważ nie ma w tym przełącznika, górna rura wodna zawsze odprowadza wodę. Jeśli jest za dużo wody, wycieknie. To właśnie często obserwujemy w niektórych zasilaczach liniowych. Rura Mos generuje dużo ciepła. Niekończąca się energia elektryczna jest przekształcana w energię cieplną. Z tego punktu widzenia sprawność konwersji zasilacza liniowego jest bardzo niska, a gdy ciepło jest wysokie, żywotność komponentów musi się zmniejszyć, wpływając na końcowy efekt użytkowania.
Różnica między zasilaczem impulsowym a zasilaczem liniowym polega głównie na sposobie ich działania.
Urządzenie zasilające liniowego zasilacza działa w stanie liniowym, to znaczy urządzenie zasilające zawsze działa, gdy jest używane, więc prowadzi to do jego niskiej wydajności roboczej, zwykle między 50 [[ procent ]] ~ 60 [ [ procent ]], i trzeba powiedzieć, że jest to bardzo dobry zasilacz liniowy. Sposób działania zasilacza liniowego wymaga posiadania urządzenia napięciowego do zmiany napięcia wysokiego na niskie. Ogólnie rzecz biorąc, jest to transformator i są inne, takie jak zasilacz KX, który następnie prostuje i wyprowadza napięcie stałe. W rezultacie jego objętość jest duża, ciężka, ma niską wydajność i generuje dużo ciepła. Ma też swoje zalety: małe tętnienia, dobry współczynnik regulacji i niewielkie zakłócenia zewnętrzne. Nadaje się do użytku z obwodami analogowymi, różnymi wzmacniaczami itp.
przełączyć zasilanie. Jego urządzenia zasilające działają w stanie przełączania (jeden włączony i jeden wyłączony, jeden włączony i jeden wyłączony, częstotliwość jest bardzo szybka, częstotliwość ogólnego zasilania przełączającego panel wynosi 100 ~ 200 kHz, a częstotliwość zasilania modułu wynosi 300 ~500KHz). W ten sposób jego strata jest niewielka, a wydajność wysoka. Istnieją również wymagania dotyczące transformatorów, które muszą być wykonane z materiałów o wysokiej przenikalności magnetycznej. Trochę atramentu, jego transformator to małe słowo. Sprawność od 80 procent do 90 procent. Mówi się, że najlepsze moduły VICOR w Stanach Zjednoczonych mają aż 99 proc. Zasilacz impulsowy ma wysoką wydajność i mały rozmiar, ale w porównaniu z zasilaczem liniowym jego tętnienie oraz szybkość regulacji napięcia i prądu są dyskontowane.
Podstawowa zasada działania zasilacza liniowego
Proces roboczy głównego obwodu liniowego zasilacza polega na tym, że zasilanie wejściowe jest początkowo stabilizowane przez wstępnie ustabilizowany obwód napięcia, a następnie przekształcane w zasilacz prądu stałego poprzez izolację i prostowanie głównego transformatora roboczego, a następnie kontrolowany przez obwód sterujący i jednoukładowy kontroler mikroprzetwarzania. Element regulacji liniowej jest precyzyjnie wyregulowany, aby uzyskać precyzyjne źródło napięcia stałego.
1. Transformator mocy i prostownik: zamień 380 V AC na wymagany prąd stały.
2. Obwód wstępnej stabilizacji: Elementy przekaźnikowe lub elementy tyrystorowe służą do wstępnej regulacji i początkowej stabilizacji napięcia wejściowego AC lub DC, zmniejszając w ten sposób zużycie energii elementów regulacji liniowej i poprawiając wydajność pracy. I zapewniają wysoką precyzję źródła napięcia wyjściowego i wysoką stabilność.
3. Element regulacji liniowej: Precyzyjnie wyreguluj przefiltrowane napięcie prądu stałego, aby napięcie wejściowe spełniało wymagania dotyczące wymaganej wartości i dokładności.
4. Obwód filtrujący: może w maksymalnym stopniu zapobiegać i pochłaniać pulsującą falę, zakłócenia i szum zasilacza prądu stałego, aby zapewnić, że napięcie wyjściowe zasilacza prądu stałego ma niskie tętnienia, niski poziom hałasu i niskie zakłócenia.
5. Jednoukładowy system sterowania mikrokomputerem: jednoukładowy kontroler mikroprzetwarzania porównuje, ocenia, oblicza, analizuje i przetwarza różne wykryte sygnały, a następnie wydaje odpowiednie instrukcje sterujące, aby ogólny system stabilizacji napięcia zasilacza stabilizowanego prądem stałym pracować normalnie i niezawodnie. ,koordynacja.
6. Zasilanie pomocnicze i źródło napięcia odniesienia: zapewnij precyzyjne źródło napięcia odniesienia i zasilanie wymagane do pracy obwodów elektronicznych dla systemu stabilizacji napięcia stałego.
7. Próbkowanie napięcia i regulacja napięcia: wykryj wartość napięcia wyjściowego zasilacza regulowanego prądem stałym oraz ustaw i dostosuj wartość napięcia wyjściowego zasilacza regulowanego prądem stałym.
8. Obwód porównania i wzmocnienia: po porównaniu wartości napięcia wyjściowego stabilizowanego zasilacza prądu stałego z napięciem źródła odniesienia w celu uzyskania sygnału napięcia błędu, wykonaj sprzężenie zwrotne wzmocnienia i kontroluj element regulacji liniowej, aby zapewnić stabilność napięcia wyjściowego .
9. Obwód wykrywania prądu: Uzyskaj wartość prądu wyjściowego stabilizowanego zasilacza prądu stałego dla informacji o ograniczeniu prądu lub kontroli ochrony.
10. Obwód sterujący: obwód wzmacniacza mocy przystosowany do sterowania elementem wykonywalnym.
11. Wyświetlacz: Wyświetlanie wartości napięcia wyjściowego i wartości prądu wyjściowego regulowanego zasilacza DC.
