Esquema, el principio de operación de la fuente de alimentación pulsada

Cualquier fuente de alimentación es un dispositivo que garantice la formación de energía secundaria mediante el uso de componentes eléctricos adicionales. En pocas palabras, la PSU sirve para convertir el voltaje de una especie a otra, por valor nominal u otras características. Hay dos grandes clases de tales convertidores:

• Transformadores analógicos usando voltaje para transformar el voltaje;
• Unidades de fuente de alimentación (inversores) de tipo pulsado.

El primer tipo es conocido durante mucho tiempo, a pesar de la mejora constante, los bloques de la fuente de alimentación del transformador tienen una serie de restricciones que superan los dispositivos pulsados. El principio de operación es diferente, las diferencias son fundamentales, pero muchos no ven la diferencia entre los convertidores de transformadores e impulsos. Intentaremos aclarar este problema considerando el principio de trabajo, ventajas y desventajas, así como la esfera del uso de PSU pulsadas. Y, por supuesto, tocaremos las principales diferencias con respecto a las unidades de suministro de energía.

Lo que es

El transformador simplificado BP se puede representar en forma de un circuito que consiste en un transformador en sí, un rectificador, un filtro para los parámetros de voltaje de salida de suavizado y un estabilizador. Dichos dispositivos tienen un circuito bastante simple, económico y proporcionan un bajo nivel de interferencia de salida.

Pero tienen serias desventajas constructivas: gran peso y baja eficiencia. Una parte significativa de la energía se convierte en térmico, por lo que el problema de sobrecalentarse para tales dispositivos, especialmente los poderosos, es uno de los más relevantes.

El principio de operación de la PSU pulsada para principiantes también se puede explicar de manera bastante simple: también se basa en el uso del transformador, pero funciona a frecuencias muy altas, aproximadamente 1-100 kHz y tiene dimensiones y masa mucho más pequeñas. Esto, a su vez, hace que la tarea de eliminar el calor sea fácilmente factible. La función del filtrado/estabilización del voltaje de salida se simplifica, ya que para esta tarea se utilizan condensadores de baja capacidad.

Pero los grilletes de potencia del inversor también tienen desventajas: circuitos complejos, sensibilidad a la interferencia electromagnética. En cuanto al costo, es bastante comparable a los dispositivos Transformer.

El principio de funcionamiento de la unidad de fuente de alimentación pulsada (inversor)

Ahora veamos cómo funciona la fuente de alimentación de pulso, a nivel semi -profesional.

La funcionalidad principal del dispositivo es enderezar las características del voltaje primario con la transformación posterior en una secuencia continua de pulsos siguientes con una frecuencia significativamente mayor que los 50 Hz nominales. Esta es precisamente la principal diferencia de la psu tipo transformador. En los dispositivos de inversor, el voltaje de salida afecta directamente el funcionamiento de la unidad a través de la retroalimentación. Usando las características de los pulsos, es posible regular con mayor precisión la estabilización del voltaje de salida, la corriente y otros parámetros. De hecho, la fuente de alimentación de pulso se puede usar como estabilizador y voltaje y corriente. En este caso, la polaridad y el número de características de salida pueden variar ampliamente, dependiendo del diseño específico del UPS.

Describimos el principio de acción del impulso BP esquemáticamente.

El primer bloque del dispositivo, el rectificador, el voltaje doméstico se suministra con un valor nominal de 220 V, en el transformador se suaviza la amplitud de voltaje, para el cual el filtro basado en el condensador de tipo capacitivo es responsable responsable. La siguiente etapa es el enderezamiento de la señal sinusoide por medio de un puente de diodo. Después de eso, el voltaje sinusoide se convierte en pulsos de alta frecuencia, mientras que se puede utilizar el principio del compartimento galvánico del voltaje de suministro de la salida.

Si tal desenlace galvánico está presente, las señales de alta frecuencia de acuerdo con el principio de retroalimentación se envían nuevamente al transformador, que las usa para llevar a cabo el intercambio galvánico. Para aumentar la eficiencia del transformador, se utiliza una técnica como el aumento de su frecuencia operativa.

El principio de retroalimentación del inversor se implementa a través de la interacción de 3 cadenas básicas:

• Un controlador de cuña es responsable de la modulación del módulo latitudinal de la entrada;
• El segundo elemento es una cascada de teclas de potencia, incluidos los transistores recolectados de acuerdo con los esquemas especiales (un diagrama con un empuje de punto medio, puente o media potencia);
• La tercera cadena es en realidad un transformador de pulso.

Variedades de PSU pulsada

En general, la clasificación de los UPS puede incluir muchos esquemas, pero consideraremos solo dos de ellos:

• TestRansformer dispositivos pulsados;
• Ups de transformadores.

Ya hemos considerado cómo el inversor impulsivo difiere de la fuente de alimentación del transformador habitual. Ahora puede hablar sobre las diferencias entre estas dos variedades de convertidores de impulso.

En Taeman anteriores, los impulsos de alta frecuencia siguen el rectificador de salida, y luego, al componente terminal, el filtro suave. La principal ventaja de este esquema es la simplicidad del diseño. Un papel importante es desempeñado por un generador de pulso ancho, que es un microcircuito especializado.

La principal desventaja de tales dispositivos es la falta de intercambio galvánico, es decir, retroalimentación de la cadena de suministro. Por esta razón, el nivel de seguridad de los bloques anteriores de Tauro no es tan alto: existe el peligro de una descarga eléctrica de alta frecuencia. Por lo tanto, las fuentes de alimentación de este tipo se realizan en baja potencia.

Las PSU de transformadores son más comunes. Hay un desenlace galvánico: los pulsos de alta frecuencia se alimentan al bloque del transformador, al devanado primario, mientras que el número de devanados secundarios es ilimitado. En otras palabras, puede haber muchas tensiones de salida, mientras que cada devanado secundario contiene su propio par de rectificadores - Filtro. No hay quejas sobre la eficiencia de dicha fuente de alimentación pulsada, el nivel de seguridad es alto. No es coincidencia que este tipo se use en las computadoras. Aquí, para suministrar la señal al transformador de acuerdo con el intercambio galvánico, el voltaje de 5/12 V se usa, ya que el nivel de precisión y estabilidad para el funcionamiento de los componentes de la PC requiere un muy alto.

Entre las principales diferencias en la fuente de alimentación del pulso y el transformador clásico está el uso de pulsos de alta frecuencia en lugar de 50 Hz estándar. Esta solución permitió el uso de aleaciones ferromagnéticas en lugar de variedades eléctricas de hierro. Tienen una alta fuerza coercitiva, que brindó la oportunidad de reducir repetidamente el peso y el tamaño de la parte del transformador y todo el dispositivo.

El uso de circuitos de inversor simplificó enormemente la tarea de convertir el voltaje y la corriente, aunque esquemáticamente es mucho más complicado que los análogos del transformador.

Esquema de IBP

Considere cómo no se organiza la fuente de alimentación de pulso más compleja en la configuración más común:

• Filtro interno;
• rectificador de diodos;
• Filtro de suavizado;
• ESPINA;
• bloque de transistores de llave de potencia;
• transformador de alta frecuencia;
• rectificadores;
• Filtros grupales/individuales.

La zona de responsabilidad del filtro de interferencia incluye la función de la interferencia de filtrado, cuya fuente es la fuente de alimentación en sí misma. El hecho es que el uso de potentes componentes semiconductores a menudo conduce a la formación de impulsos a corto plazo observados en el extenso rango de frecuencia. Para reducir su impacto en la señal de salida, se utilizan cadenas de condensadores especiales de pase que sirven como filtro para tales impulsos.

El propósito del rectificador de diodos es la transformación del voltaje alterno en la entrada del bloque al permanente en la salida. Las pulsaciones parásitas que surgen suavizan el filtro instalado por el esquema.

Si el dispositivo de la unidad de pulso incluye un convertidor de voltaje constante, el rectificador y la cadena del filtro serán superfluos, ya que la señal de entrada se suavizará en la sección del filtro de interpretación.

Un convertidor de bombardeo latitudinal (también se llama modulador), la parte más difícil del dispositivo. Realiza varias funciones:

• genera pulsos de alta frecuencia (de asesino a cientos de kHz);
• Según los parámetros de la señal de retroalimentación, ajusta las características de la secuencia de pulso en la salida;
• protege el esquema de la sobrecarga.

Con PWM, los impulsos se alimentan a transistores clave de alta potencia, con mayor frecuencia realizados de acuerdo con los esquemas de puente/semi -minuto. Las conclusiones de los transistores clave se reciben en el devanado primario del bloque de transformador. Como base elemental, los transistores del tipo MOSFET o IGBT, que difieren de los análogos bipolares, el voltaje ligeramente reducido en la sección de transición, así como una velocidad más alta. Esto hizo posible reducir el parámetro de la potencia dispersa con las mismas dimensiones.

En cuanto al principio de operación del transformador de impulso, utiliza el mismo método de transformación que el transformador clásico BP. La única pero importante diferencia: funciona a frecuencias mucho más altas. Esto hizo posible reducir significativamente la masa y el tamaño del bloque con la misma potencia de salida.

Del devanado secundario del transformador (le recordamos que puede haber varios) el impulso ingresa a los rectificadores de fin de semana. A diferencia de un análogo en la entrada del bloque, aquí los diodos deberían proporcionar trabajo a altas frecuencias. Los mejores doodods de Job hacen frente a ese trabajo. Se organizan de tal manera que proporcionan una pequeña capacidad de la transición P-N y, en consecuencia, una pequeña caída de voltaje con un alto indicador de la frecuencia operativa.

El último elemento del circuito, el filtro de salida, suaviza la pulsación del voltaje rectificado que ingresa a la entrada. Dado que estos son impulsos de alta frecuencia, no hay necesidad de usar condensadores y bobinas de alta potencia.

El alcance de los UPS

La era del clásico transformador psu entra en el olvido. Los convertidores de pulso basados ​​en estabilizadores de semiconductores en todas partes los desplazan en todas partes, ya que a la misma potencia de salida se caracterizan por un peso mucho más pequeño, rieles, son más confiables que los oponentes analógicos y tienen una eficiencia mucho mayor, lo que le permite reducir las pérdidas térmicas. Finalmente, UPS puede funcionar con el voltaje de entrada en el amplio rango de valores. El bloque de pulso del mismo tamaño que el transformador tiene muchas veces más potencia.

Actualmente, en áreas que requieren la transformación del voltaje alterno en inversores permanentes, casi solo se utilizan inversores pulsados, mientras que pueden proporcionar un aumento en el estrés, que no está disponible para bloques analógicos clásicos. Otra ventaja de UPS es la capacidad de garantizar el cambio en la polaridad del voltaje de salida. El trabajo a altas frecuencias facilita la función de la estabilización/filtrado de los impulsos de salida.

Los inversores de tamaño pequeño construidos sobre microcircuitos especializados son la base de los dispositivos de carga de todo tipo de dispositivos móviles, y su confiabilidad es tal que la vida útil excede significativamente el recurso de dispositivos móviles. Ya hemos mencionado las unidades de fuente de alimentación de la computadora. Tenga en cuenta que el principio de operación del UPS se utiliza en los controladores de 12 voltios de la fuente de alimentación LED.

¿Este artículo lo ayudó a descubrir cuál es el principio de funcionamiento de la unidad de potencia de pulso?? Si algo sigue siendo incomprensible o solo desea agradecer por la información, lo estamos esperando en los comentarios.