Ang artikulo ay tungkol sa pagpapalit ng mga suplay ng kuryente (mula rito ay tinutukoy bilang UPS), na ngayon ang pinakamaraming natanggap malawak na aplikasyon sa lahat ng modernong elektronikong kagamitan at mga produktong gawang bahay.
Ang pangunahing prinsipyo na pinagbabatayan ng pagpapatakbo ng UPS ay ang pagbabago ng network AC boltahe(50 Hertz) sa isang alternating high-frequency na boltahe ng isang hugis-parihaba na hugis, na binago sa mga kinakailangang halaga, itinutuwid at sinala.
Ang conversion ay isinasagawa sa tulong ng mga makapangyarihang transistor na tumatakbo sa mode ng isang susi at isang pulse transpormer, na magkakasamang bumubuo ng isang RF converter circuit. Tulad ng para sa disenyo ng circuit, mayroong dalawang posibleng mga pagpipilian para sa mga converter: ang una ay isinasagawa ayon sa pulse self-oscillator circuit at ang pangalawa ay may panlabas na kontrol (ginagamit sa karamihan ng mga modernong radio-electronic na aparato).
Dahil ang dalas ng converter ay karaniwang pinili sa average mula 20 hanggang 50 kilohertz, ang mga sukat ng pulse transpormer, at, dahil dito, ng buong supply ng kuryente, ay sapat na pinaliit, na isang napakahalagang kadahilanan para sa modernong kagamitan.
Isang pinasimple na diagram ng isang external na kinokontrol na pulse converter, tingnan sa ibaba:

Ang converter ay ginawa sa isang transistor VT1 at isang transpormer T1. Ang boltahe ng mains sa pamamagitan ng network filter (SF) ay ibinibigay sa mains rectifier (CB), kung saan ito ay naituwid, na-filter ng filter capacitor Cf at sa pamamagitan ng winding W1 ng transpormer T1 ay pinapakain sa kolektor ng transistor VT1. Kapag ang isang hugis-parihaba na pulso ay inilapat sa base circuit ng transistor, ang transistor ay bubukas at ang pagtaas ng kasalukuyang Ik ay dumadaloy dito. Ang parehong kasalukuyang ay dadaloy din sa paikot-ikot na W1 ng transpormer T1, na hahantong sa katotohanan na ang magnetic flux ay tumataas sa core ng transpormer, habang ang EMF ng self-induction ay sapilitan sa pangalawang winding W2 ng transpormer. . Sa kalaunan, isang positibong boltahe ang lilitaw sa output ng VD diode. Bukod dito, kung dagdagan natin ang tagal ng pulso na inilapat sa base ng transistor VT1, tataas ang boltahe sa pangalawang circuit, dahil mas maraming enerhiya ang ibibigay, at kung bawasan natin ang tagal, bababa ang boltahe nang naaayon. Kaya, sa pamamagitan ng pagbabago ng tagal ng pulso sa base circuit ng transistor, maaari nating baguhin ang mga boltahe ng output pangalawang paikot-ikot T1, at samakatuwid ay upang patatagin ang mga boltahe ng output ng PSU. Ang tanging bagay na kailangan para dito ay isang circuit na bubuo ng mga trigger pulse at kontrolin ang kanilang tagal (lapad). Ang isang PWM controller ay ginagamit bilang tulad ng isang circuit. Ang PWM ay nangangahulugang Pulse Width Modulation. Kasama sa PWM controller ang master pulse generator (na tumutukoy sa frequency ng converter), proteksyon at control circuit, at logic circuit na kumokontrol sa tagal ng pulso.
Upang patatagin ang output voltages ng UPS, ang PWM controller circuit ay "dapat malaman" ang halaga ng output voltages. Para sa mga layuning ito, ang isang tracking circuit (o feedback circuit) ay ginagamit, na ginawa sa optocoupler U1 at ang risistor R2. Ang pagtaas ng boltahe sa pangalawang circuit ng transpormer T1 ay hahantong sa isang pagtaas sa intensity ng LED radiation, at dahil dito ay isang pagbawas sa paglaban ng paglipat ng phototransistor (na bahagi ng optocoupler U1). Na kung saan ay hahantong sa isang pagtaas sa pagbaba ng boltahe sa risistor R2, na konektado sa serye sa phototransistor at isang pagbaba sa boltahe sa pin 1 ng PWM controller. Ang pagbabawas ng boltahe ay nagiging sanhi ng logic circuit, na bahagi ng PWM controller, upang mapataas ang tagal ng pulso hanggang ang boltahe sa 1st output ay tumugma sa tinukoy na mga parameter. Kapag bumaba ang boltahe, ang proseso ay nababaligtad.

Gumagamit ang UPS ng 2 prinsipyo para sa pagpapatupad ng mga tracking circuit - "direkta" at "hindi direkta". Ang pamamaraan na inilarawan sa itaas ay tinatawag na "direkta", dahil ang boltahe ng feedback ay direktang kinuha mula sa pangalawang rectifier. Sa "hindi direktang" pagsubaybay, ang feedback boltahe ay tinanggal mula sa karagdagang paikot-ikot ng pulse transformer:

Ang pagbaba o pagtaas ng boltahe sa winding W2 ay hahantong din sa pagbabago sa boltahe sa winding W3, na inilalapat din sa pin 1 ng PWM controller sa pamamagitan ng risistor R2.
Sa palagay ko naisip namin ang tracking circuit, ngayon isaalang-alang natin ang ganitong sitwasyon bilang isang maikling circuit (short circuit) sa pag-load ng UPS. Sa kasong ito, ang lahat ng enerhiya na ibinigay sa pangalawang circuit ng UPS ay mawawala at ang output boltahe ay magiging halos zero. Alinsunod dito, susubukan ng PWM controller circuit na taasan ang tagal ng pulso upang itaas ang antas ng boltahe na ito sa naaangkop na halaga. Bilang resulta, ang transistor VT1 ay magiging mas mahaba at mas mahaba sa bukas na estado, at ang kasalukuyang dumadaloy dito ay tataas. Sa huli, hahantong ito sa pagkabigo ng transistor na ito. Ang UPS ay idinisenyo upang protektahan ang inverter transistor mula sa overcurrent sa mga abnormal na sitwasyon. Ito ay batay sa risistor Rprotect, konektado sa serye sa circuit kung saan dumadaloy ang kasalukuyang kolektor Ik. Ang pagtaas sa kasalukuyang Ik na dumadaloy sa transistor VT1 ay tataas ang pagbaba ng boltahe sa risistor na ito, at, samakatuwid, ang boltahe na ibinibigay sa pin 2 ng PWM controller ay bababa din. Kapag ang boltahe na ito ay bumaba sa isang tiyak na antas na tumutugma sa maximum tinatanggap na kasalukuyang transistor, ang logic circuit ng PWM controller ay titigil sa pagbuo ng mga pulso sa pin 3 at ang power supply ay mapupunta sa protection mode o, sa madaling salita, i-off.
Sa konklusyon, nais ng paksa na ilarawan nang mas detalyado ang mga pakinabang ng UPS. Tulad ng nabanggit na, ang dalas ng pulse converter ay medyo mataas, at samakatuwid, ang pangkalahatang mga sukat ng pulse transformer ay nabawasan, na nangangahulugang, paradoxically bilang ito tunog, ang gastos ng isang UPS ay mas mababa kaysa sa isang tradisyonal na PSU, dahil mayroong mas kaunting pagkonsumo ng metal para sa magnetic circuit at tanso para sa windings, kahit na sa kabila ng katotohanan na ang bilang ng mga bahagi sa UPS ay tumataas. Ang isa pang bentahe ng UPS ay ang maliit na kapasidad ng filter capacitor ng pangalawang rectifier kumpara sa isang maginoo na supply ng kuryente. Ang pagbawas sa kapasidad ay ginawang posible sa pamamagitan ng pagtaas ng dalas. At, sa wakas, ang kahusayan ng switching power supply ay umabot sa 85%. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang UPS ay kumonsumo ng enerhiya network ng kuryente lamang sa panahon ng bukas na transistor ng converter, kapag ito ay sarado, ang enerhiya ay inililipat sa load dahil sa paglabas ng filter capacitor ng pangalawang circuit.
Kabilang sa mga disadvantage ang komplikasyon ng UPS circuit at ang pagtaas ng impulse noise na ibinubuga ng UPS mismo. Ang pagtaas ng ingay ay dahil sa ang katunayan na ang converter transistor ay nagpapatakbo sa key mode. Sa mode na ito, ang transistor ay isang pinagmumulan ng ingay ng salpok na nangyayari sa mga sandali ng mga lumilipas na proseso ng transistor. Ito ay isang kawalan ng anumang transistor na tumatakbo sa key mode. Ngunit kung ang transistor ay nagpapatakbo na may mababang boltahe (halimbawa, transistor logic na may boltahe na 5 volts), hindi ito problema, sa aming kaso, ang boltahe na inilapat sa kolektor ng transistor ay humigit-kumulang 315 volts. Upang labanan ang interference na ito, ang UPS ay gumagamit ng mas sopistikadong network filter circuits kaysa sa isang conventional PSU.

Sa pagitan ng transpormer at pulso, pati na rin ang kanilang mga pakinabang at disadvantages. Halimbawa, ang isang transpormer power supply, na kinabibilangan ng isang transpormer na gumaganap ng function ng pagpapababa ng mains boltahe sa isang paunang natukoy na isa, tulad ng isang disenyo ay tinatawag na isang step-down transpormer.

Ang mga power supply na tumatakbo sa pulsed mode ay pulse converter o isang inverter. Sa paglipat ng mga suplay ng kuryente, ang alternating boltahe sa input ay unang naitama, at pagkatapos ay nabuo ang mga pulso ng kinakailangang dalas. Ang nasabing power supply, hindi tulad ng isang ordinaryong power transpormer, na may parehong kapangyarihan, ay may mas kaunting mga pagkalugi at maliit na pangkalahatang dimensyon na nakuha bilang isang resulta ng mataas na dalas ng conversion. p>

Mga suplay ng kuryente ng transformer

Ang pinakakaraniwang supply ng kuryente ay itinuturing na isang disenyo na kinabibilangan ng isang step-down na transpormer, ang tiyak na tungkulin nito ay upang babaan ang input boltahe. Ang pangunahing paikot-ikot nito ay sugat upang gumana sa boltahe ng mains. Bilang karagdagan sa step-down na transpormer, ang isang rectifier na naka-assemble sa mga diode ay naka-install din sa naturang power supply unit; bilang isang panuntunan, dalawang pares ng rectifier diodes ang ginagamit ( tulay ng diode) at mga capacitor ng filter. Ang ganitong aparato ay ginagamit upang i-convert ang isang unidirectional pulsating alternating boltahe sa isang pare-pareho. Hindi madalas, ginagamit din ang iba pang mga aparato na idinisenyo sa istruktura, halimbawa, na gumaganap ng function ng pagdodoble ng boltahe sa mga rectifier. Bilang karagdagan sa pagpapakinis ng mga ripple filter, maaaring mayroon ding mga elemento ng noise filter mataas na dalas at mga surge, circuit ng proteksyon laban sa short circuit, mga aparatong semiconductor para sa pag-stabilize ng boltahe at kasalukuyang.

Scheme ng pinakasimpleng transformer power supply unit na may full-wave rectifier

Mga kalamangan ng mga suplay ng kuryente ng transpormer

Pagpapalit ng power supply

Mga pagkakaiba sa pagitan ng switching power supply at ng conventional- Ang pagpapalit ng mga power supply ay isang inverter device at isang mahalagang bahagi ng mga uninterruptible power supply device. Sa mga bloke ng pulso, ang alternating boltahe sa input ay unang naitama, at pagkatapos ay bumubuo ito ng mga pulso ng isang tiyak na dalas. Ang na-convert na boltahe ng DC na output ay may mataas na dalas na hugis-parihaba na pulso na pinapakain sa transpormer o direkta sa output na low-pass na filter. Maliit na laki ng mga transformer ay kadalasang ginagamit sa paglipat ng mga suplay ng kuryente - ito ay dahil sa ang katunayan na sa pagtaas ng dalas, ang kahusayan ng aparato ay tumataas, sa gayon ay binabawasan ang mga kinakailangan para sa mga sukat ng magnetic circuit na kinakailangan upang makapaghatid ng katumbas na kapangyarihan. Karaniwan, ang naturang magnetic circuit ay gawa sa mga ferromagnetic na materyales na nagsisilbing conductor ng magnetic flux. Mga pagkakaiba sa pinagmumulan ng kuryente sa partikular, mula sa core ng isang mababang-dalas na transpormer, para sa paggawa kung saan ginagamit ang mga de-koryenteng bakal.

Mga pagkakaiba sa pagitan ng switching power supply at ng conventional- ang pag-stabilize ng boltahe na nangyayari sa pagpapalit ng mga power supply ay nangyayari dahil sa negatibong feedback circuit. Ginagawang posible ng OOS na ibigay ang boltahe ng output sa isang medyo matatag na antas, anuman ang pana-panahong pagtalon sa boltahe ng input at ang halaga ng paglaban sa pagkarga. Maaari ding gumawa ng negatibong feedback sa iba pang paraan. medyo mga mapagkukunan ng salpok power supply na may galvanic isolation mula sa electrical network, ang pinaka-karaniwang ginagamit na paraan sa mga ganitong kaso ay ang pagbuo ng isang koneksyon gamit ang output winding ng transpormer o gumamit ng isang optocoupler. Isinasaalang-alang ang halaga ng negatibong signal ng feedback, na nakasalalay sa boltahe ng output, ang duty cycle ng mga signal ng pulso sa output pin ng PWM controller ay nagbabago. Kung posible na gawin nang walang galvanic isolation, kung gayon, sa kasong ito, ang isang maginoo na divider ng boltahe na binuo sa mga nakapirming resistor ay ginagamit. Sa huli, ang power supply ay nagbibigay ng isang matatag na boltahe ng output.

Schematic diagram ng pinakasimpleng single-cycle pulsed power supply

Mga kalamangan ng paglipat ng mga suplay ng kuryente

● Kung ihahambing natin ang isang linear stabilizer at isang pulse stabilizer na may kinalaman sa output power, kung gayon ang huli ay may ilang mga pakinabang:
● Medyo magaan ang timbang, na nagreresulta mula sa katotohanan na sa pagtaas ng dalas posible na gumamit ng mga transformer ng maliliit na sukat na may katulad na kapangyarihan ng output.
● Ang malaking timbang ng linear stabilizer ay nakuha sa pamamagitan ng paggamit ng massive mga transformer ng kuryente, pati na rin ang mabibigat na heat sink ng mga bahagi ng kuryente.
● Mataas na kahusayan, na humigit-kumulang 98%, na nakuha dahil sa ang katunayan na ang mga regular na pagkalugi na nagaganap sa mga pulse stabilizing device ay nakasalalay sa mga lumilipas sa yugto ng key switching.
● Dahil ang mga susi ay nasa isang stable o naka-on o naka-off na estado para sa isang mas mahabang panahon, kung gayon, nang naaayon, ang mga pagkawala ng enerhiya ay bale-wala;
● Medyo mababa ang gastos na nagreresulta mula sa paglabas ng isang malaking bilang ng mga kinakailangang elektronikong sangkap, lalo na ang hitsura ng mga high-power transistor switch sa merkado ng mga elektronikong produkto. ● Bilang karagdagan sa lahat ng ito, kinakailangang tandaan ang makabuluhang mababang halaga ng mga transformer ng pulso na may katulad na kapangyarihan na inihatid sa pagkarga.
● Magagamit sa karamihan ng mga power supply itinatag na mga iskema proteksyon laban sa lahat ng uri ng abnormal na sitwasyon, tulad ng proteksyon laban sa mga short circuit o kung hindi nakakonekta ang load sa output ng device.

Ang teknolohikal na pag-unlad ay hindi tumitigil, at ngayon ay pinalitan ng mga bloke ng pulso ang mga power supply na uri ng transpormer. Mayroong maraming mga kadahilanan para dito, ngunit ang pinakamahalaga ay:

• Ang pagiging simple at mura sa produksyon;
• Dali ng paggamit;
• Compactness at makabuluhang kumportableng pangkalahatang mga sukat.

Basahin ang gabay kung paano pumili ng detector nakatagong mga kable at kung paano gamitin ito.

Mula sa teknikal na pananaw, ang switching power supply ay isang device na nagtutuwid sa mains boltahe at pagkatapos ay bumubuo ng pulso mula dito na may frequency response na 10 kHz. Kapansin-pansin na ang kahusayan ng teknikal na aparatong ito ay umabot sa 80%.

Prinsipyo ng operasyon

Sa katunayan, ang buong prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang switching power supply ay bumaba sa katotohanan na ang isang aparato ng ganitong uri ay naglalayong iwasto ang boltahe na ibinibigay dito kapag nakakonekta sa network at pagkatapos ay bumubuo ng isang gumaganang salpok, dahil sa kung saan maaaring gumana ang electrical unit na ito.

Maraming mga tao ang nagtatanong, ano ang mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng isang pulsed na aparato at isang maginoo? Ang lahat ay bumaba sa katotohanan na ito ay nakataas mga pagtutukoy at mas maliliit na sukat. Gayundin, ang impulse block ay nagbibigay ng mas maraming enerhiya kaysa sa karaniwang bersyon nito.

Mga uri

Kasalukuyang nasa teritoryo Pederasyon ng Russia kung kinakailangan, makakahanap ka ng pulse-type na mga power supply ng mga sumusunod na uri at kategorya:

Scheme

Lahat ng pulse-type power supply, depende sa saklaw ng operasyon at teknikal na mga tampok may iba't ibang mga scheme:

Ang paunang pamamahagi ng mga switching power supply (IPB) ay natanggap pangunahin sa mga TV, kalaunan - sa mga VCR, kagamitan sa video at iba pang mga gamit sa bahay, na higit sa lahat ay dahil sa dalawang dahilan. Una, ang sensitivity ng mga TV at VCR sa nabuong impulse power supply interference ay mas mababa kaysa, halimbawa, sound reproduction equipment, lalo na ang mga de-kalidad. Pangalawa, ang mga receiver ng telebisyon at mga video recorder ay nailalarawan sa pamamagitan ng relatibong katatagan at medyo maliit na halaga (10 ... 80 W) ng kuryente na natupok sa pagkarga.

Ang mga pagbabago sa power na ito sa mga kinescope TV ay dahil sa mga pagbabago sa liwanag ng screen kapag nagpapalit ng mga eksena at hindi hihigit sa 20 W (humigit-kumulang 30% ng maximum na paggamit ng kuryente). Para sa mga VCR, ang mga pagbabagu-bago sa kapangyarihan na natupok sa pag-load ay nangyayari lamang kapag lumilipat ang mga mode ng pagpapatakbo ng mekanismo ng tape drive (LPM) at hindi lalampas sa ilang watts. Halimbawa, sa isang stereo amplifier na may output power na 2 x 20 watts, ang power fluctuation ay umabot sa 70-80 watts (humigit-kumulang 70-80% ng maximum power consumption). Samakatuwid, para sa klase ng kagamitan sa radyo na ito, ang mga UPS ay naging mas mahal dahil sa pangangailangang gumamit ng malakas na push-pull circuit ng mga converter (converter), mas kumplikadong mga stabilizer, mga filter, atbp.

Sa pagsasaalang-alang na ito, ang mga taga-disenyo ng parehong mas maaga at modernong mga modelo ng telebisyon, kagamitan sa video at iba pa mga kasangkapan sa sambahayan, bilang isang patakaran, ay sumusunod sa mahusay na itinatag na mga prinsipyo ng pagiging maaasahan, kahusayan at pagiging simple sa mga tuntunin ng pagbuo ng mga switching power supply. Ang mga pangunahing pagsisikap ay nakadirekta, una sa lahat, sa pagpapabuti at microminiaturization base ng elemento, pagtaas ng pagiging maaasahan ng UPS (kabilang ang sa pamamagitan ng pagpapakilala ng iba't ibang mga proteksyon) at pagpapalawak ng operating range ng mains boltahe na nagbibigay sa kanila.

Structural diagram ng switching power supply

Sa pagsasagawa, sa mga disenyo ng pagpapalit ng mga power supply para sa mga TV at VCR, ang mga UPS na nakabatay sa isang adjustable na converter na may transformerless input ang pinakamalawak na ginagamit.

Ang block diagram ng switching power supply ay binubuo ng dalawang pangunahing elemento: isang mains rectifier CB at isang voltage converter PN.

Ang mains rectifier ay gumaganap ng mga function ng pagwawasto ng mains voltage Uc at smoothing ripples, nagbibigay ng maayos na mode ng pagsingil para sa mga capacitor ng filter kapag naka-on ang power supply, walang patid na supply ng kuryente sa load sa panahon ng panandaliang pagbaba ng boltahe sa ibaba ng pinapayagang antas at binabawasan ang antas ng panghihimasok sa pamamagitan ng paggamit ng mga espesyal na filter ng pagsugpo sa ingay (sa mas detalyado, ang mga paraan ng paglaban sa pagkagambala sa paglipat ng mga suplay ng kuryente ay tatalakayin sa ibang pagkakataon).

Kasama sa boltahe converter ang isang Kv converter at isang controller (control device) K. Ang converter, naman, ay binubuo ng isang adjustable inverter At, isang pulse transformer T, rectifiers B at stabilizers CM ng pangalawang supply boltahe Un. Kino-convert ng inverter ang DC output boltahe ng CB sa isang variable square wave. Ang pulse transpormer ay nagpapatakbo sa isang mas mataas na dalas (higit sa 20 kHz) at nagbibigay ng autogenerator mode ng inverter, pagkuha ng mga boltahe na kinakailangan upang paganahin ang controller mismo, mga circuit ng proteksyon at mga circuit ng pagkarga ng PSU, pati na rin ang galvanic na paghihiwalay ng network mula sa load.

Ang controller ay gumaganap ng pulse control ng isang malakas na transistor switch ng inverter (para sa mga kadahilanang ipinahiwatig sa itaas, tanging ang mga converter batay sa isang solong-cycle na self-excited inverter (mga oscillator) ay pangunahing ginagamit sa mga TV at video equipment). Bilang karagdagan, ang controller ay ipinagkatiwala sa mga pag-andar ng pag-stabilize ng boltahe sa pagkarga, pati na rin ang pagprotekta sa PSU mula sa overvoltage (boost), output kasalukuyang overloads, boltahe ay bumaba (buck) at overheating. Sa ilang mga disenyo, ang pag-andar ng remote on/off device ay direktang ipinapatupad sa controller circuit.

kanin. 1. Pangkalahatang block diagram ng switching power supply

Kasama sa UPS controller ang mga sumusunod na functional unit: power supply para sa IPK controller; tagal ng pulso modulator MDI; aparatong proteksyon ng ultrasonic; logic circuit ng LAN para sa pagsasama-sama ng mga signal ng MDI at US; FUN control voltage driver para sa isang malakas na converter transistor.

Sa mga controllers para sa mga kagamitan sa telebisyon at video, bilang panuntunan, ang mga circuit ng IPC ay ginagamit batay sa mga nag-trigger na chain na panandaliang konektado sa output boltahe ng mains rectifier, na sinusundan ng paglipat sa kapangyarihan mula sa isang espesyal na paikot-ikot ng pulse transformer T.

Ang pulse duration modulator (MDI) ay bumubuo ng isang pulse sequence na may ibinigay na ratio ng tagal ng pulso sa tagal ng pag-pause (duty cycle). Depende sa paraan ng pagkontrol ng isang malakas na transistor ng isang converter sa MDI, ang mga sumusunod na uri ng modulasyon ay maaaring gamitin: phase-pulse (PIM); dalas-pulso (PFM); pulse-width (PWM). Sa mga suplay ng kuryente ng pulso, ang mga MDI na nakabatay sa PWM ay pinakamalawak na ginagamit dahil sa pagiging simple ng pagpapatupad ng circuit, at dahil din sa mga converter ng boltahe ng PWM, ang dalas ng paglipat ay nananatiling hindi nagbabago, at ang tagal ng pulso lamang ang nagbabago. Sa mga converter ng PIM at PFM, nagbabago ang dalas ng paglipat sa panahon ng proseso ng regulasyon, na siyang pangunahing kawalan nito, na naglilimita sa paggamit ng TV at VM sa UPS (ingay).

kanin. 2. Structural diagram ng pulse duration modulator

Isasaalang-alang namin ang mga prinsipyo ng pagbuo at pagpapatakbo ng MDI batay sa pulse-width modulation (PWM modulator) nang mas detalyado. Ang MDI ay kinabibilangan ng mga sumusunod na functional units (Fig. 2): reference boltahe source ION; error signal amplifier (mismatch) USO; master oscillator ZG; sawtooth boltahe generator GPN; PWM comparator ShK.

kanin. 3. Mga plot na nagpapakilala sa pagpapatakbo ng PWM modulator

Ang PWM modulator ay gumagana tulad ng sumusunod. Ang CG ay bumubuo ng mga hugis-parihaba na oscillations (Larawan 3, a) na may dalas na katumbas ng operating frequency ng boltahe converter. Nabuo mula sa mga oscillation na ito sa GPN boltahe ng ngipin ng lagari Ang Up (Fig. 3, b) ay pumapasok sa input ng PWM comparator ShK, ang iba pang input na kung saan ay tumatanggap ng signal mula sa output ng error signal amplifier. Ang output signal ng USO Uos ay proporsyonal sa pagkakaiba sa pagitan ng reference na boltahe at boltahe na nabuo ng feedback circuit na Uoc. Kaya, ang boltahe Ush ay isang mismatch signal, ang antas kung saan nagbabago sa proporsyon sa pagbabago sa kasalukuyang load In o ang output boltahe Uout ng PSU (tingnan ang Fig. 1). Bilang resulta ng naturang disenyo ng circuit, nabuo ang isang closed circuit para sa pag-regulate ng antas ng boltahe ng output.

Ang PWM comparator ay isang linear-discrete functional unit ng MDI. Ang input kung saan ibinibigay ang boltahe ng sawtooth ay ang reference input, at ang pangalawang input ay ang control input. Ang output signal ay ShK-pulse. Ang tagal ng output pulses (Larawan 3., c) ay natutukoy sa pamamagitan ng antas ng labis ng control signal Uosh sa ibabaw ng reference Up at mga pagbabago sa panahon ng operasyon alinsunod sa pagbabago sa input control signal. Ang duration-modulated output pulses ng SC sa pamamagitan ng logic circuit ng LS (tingnan ang Fig. 1) ay pinapakain sa control voltage shaper FUN, kung saan ang control signal ay nabuo sa pamamagitan ng paglipat ng malakas na switching transistor ng converter.

Ang pagpapapanatag ng output boltahe Un ay natanto dahil sa ang katunayan na kapag ang output boltahe ng converter ay nagbabago, ang feedback boltahe Uoc ay nagbabago din, na nagiging sanhi ng pagbabago sa tagal ng mga pulso sa output ng barcode, at ito, sa pagliko, nagiging sanhi ng pagbabago sa kapangyarihan na ibinibigay sa mga pangalawang circuit. Tinitiyak nito ang katatagan ng output boltahe ng PV sa mga tuntunin ng average na halaga.

Ang isa sa mga pangunahing kinakailangan para sa pagpapalit ng mga suplay ng kuryente ay ang pagbibigay ng galvanic isolation ng supply network at ang load na konektado sa pamamagitan ng feedback circuits sa ultrasonic protection device at ang USO error signal amplifier.

Ang mga optoelectronic na pares (optocoupler) o mga transformer ay kasalukuyang ginagamit bilang mga elemento ng decoupling. Ang hindi mapag-aalinlanganang mga bentahe ng paghihiwalay ng optocoupler kumpara sa paghihiwalay ng transpormer ay ang kakayahang makagawa nito, maliliit na sukat at ang kakayahang magpadala ng mga signal sa isang malawak na hanay ng dalas.

Gayunpaman, ginagawang posible ng paghihiwalay ng transformer na makadaan gamit ang mas maliit na bilang ng mga intermediate amplifiers sa controller ng UPS, upang gawing mas madaling itugma ang mga high-voltage na pinagmumulan ng mga signal ng feedback (halimbawa, sa mga power supply ng TV na gumagamit ng mga flyback pulse para sa PWM kontrol). pag-scan ng linya). Gayunpaman, sa kasalukuyan, kapag bumubuo ng mga switching power supply, lalong ginusto ng mga designer ang mga optocoupler decoupling circuit.

Sa konklusyon, tandaan namin na ang pangunahing trend sa pagpapabuti ng paglipat ng mga power supply para sa mga kagamitan sa video ng sambahayan ay ang paglipat mula sa mga disenyo batay sa mga discrete na elemento sa mga disenyo ng mga power supply na halos ganap na ginawa sa mga integrated circuit. Una sa lahat, ito ay may kinalaman sa mga circuit ng UPS controllers at stabilizer ng pangalawang load voltages. Hiwalay, kinakailangang sabihin ang tungkol sa malakas na high-voltage transistor switch. Sa kasalukuyan, ang mga IC controller na may built-in na power switch ay lalong ginagamit, at ang mga bipolar transistor ay pinapalitan ng malalakas na CMOS transistors. Ang pangunahing bentahe ng mga switch ng CMOS ay ang kanilang mas simpleng kontrol, nadagdagan ang paglaban sa pangalawang pagkasira dahil sa isang pagbawas sa posibilidad ng lokal na hindi pag-init ng kristal, nadagdagan (hanggang sa 0.1-1.0 MHz) ang dalas ng paglipat (walang akumulasyon ng singil sa sila).

Isang mahalagang bahagi ng bawat computer ay supply ng kuryente (PSU). Ito ay kasinghalaga ng natitirang bahagi ng computer. Kasabay nito, ang pagbili ng isang power supply ay medyo bihira, dahil ang isang mahusay na PSU ay maaaring magbigay ng kapangyarihan para sa ilang mga henerasyon ng mga system. Dahil sa lahat ng ito, ang pagbili ng isang power supply ay dapat na seryosohin, dahil ang kapalaran ng isang computer ay direktang nakasalalay sa pagpapatakbo ng power supply.

Ang pangunahing layunin ng supply ng kuryente aypagbuo ng boltahe ng supply, na kinakailangan para sa paggana ng lahat ng mga yunit ng PC. Ang mga pangunahing boltahe ng supply ng mga bahagi ay:

• +3.3V

Mayroon ding mga karagdagang boltahe:

Para sa pagpapatupad galvanic na paghihiwalay ito ay sapat na upang gumawa ng isang transpormer na may mga kinakailangang windings. Ngunit upang mapagana ang isang computer, kailangan mo ng maraming enerhiya. kapangyarihan, lalo na para sa mga modernong PC. Para sa supply ng kuryente sa computer ang isa ay kailangang gumawa ng isang transpormer na hindi lamang magkakaroon ng malaking sukat, ngunit tumitimbang din ng maraming. Gayunpaman, sa isang pagtaas sa dalas ng kasalukuyang supply ng transpormer, upang lumikha ng parehong magnetic flux, mas kaunting mga liko at isang mas maliit na cross section ng magnetic circuit ay kinakailangan. Sa mga power supply na binuo batay sa isang converter, ang dalas ng boltahe ng supply ng transpormer ay 1000 o higit pang beses na mas mataas. Nagbibigay-daan ito sa iyo na lumikha ng mga compact at lightweight na power supply.

Ang pinakasimpleng switching power supply

Isaalang-alang ang isang block diagram ng isang simple pagpapalit ng power supply, na sumasailalim sa lahat ng switching power supply.

.

Ginagawa ng unang bloke conversion ng alternating mains boltahe sa direct. ganyan converter binubuo ng isang diode bridge na nagtutuwid sa alternating boltahe, at isang kapasitor na nagpapakinis sa ripple ng rectified boltahe. Naglalaman din ang bokeh na ito karagdagang elemento: mga filter ng boltahe ng mains laban sa mga ripple ng pulse generator at thermistor upang pakinisin ang kasalukuyang surge sa sandali ng pag-on. Gayunpaman, maaaring tanggalin ang mga elementong ito upang makatipid sa gastos.

Ang susunod na bloke ay generator ng pulso, na bumubuo ng mga pulso sa isang partikular na frequency na nagpapakain pangunahing paikot-ikot transpormer. Ang dalas ng pagbuo ng mga pulso ng iba't ibang mga suplay ng kuryente ay iba at nasa hanay na 30 - 200 kHz. Ang transpormer ay gumaganap ng mga pangunahing pag-andar ng power supply: galvanic isolation mula sa network at pagpapababa ng boltahe sa mga kinakailangang halaga.

Ang alternating boltahe na natanggap mula sa transpormer ay binago ng susunod na bloke sa direktang boltahe. Ang bloke ay binubuo ng boltahe rectifying diodes at isang ripple filter. Sa block na ito, ang ripple filter ay mas kumplikado kaysa sa unang bloke at binubuo ng isang grupo ng mga capacitor at isang choke. Upang makatipid ng pera, ang mga tagagawa ay maaaring mag-install ng mga maliliit na capacitor, pati na rin ang mga chokes na may mababang inductance.

Ang una bloke ng kapangyarihan ng salpok kinakatawan push-pull o single-stroke converter. Ang ibig sabihin ng push-pull ay binubuo ng dalawang bahagi ang proseso ng pagbuo. Sa naturang converter, dalawang transistor ang bumukas at nagsasara. Alinsunod dito, sa isang solong-cycle na converter, ang isang transistor ay nagbubukas at nagsasara. Ang mga scheme ng push-pull at single-cycle converter ay ipinakita sa ibaba.

.

Isaalang-alang ang mga elemento ng scheme nang mas detalyado:

X2 - circuit power supply connector.

X1 - connector kung saan tinanggal ang output boltahe.

R1 - paglaban na nagtatakda ng paunang maliit na offset sa mga susi. Ito ay kinakailangan para sa isang mas matatag na pagsisimula ng proseso ng oscillation sa converter.

Ang R2 ay ang paglaban na naglilimita sa base kasalukuyang sa mga transistors, ito ay kinakailangan upang maprotektahan ang mga transistor mula sa pagkasunog.

TP1 - Ang transpormer ay may tatlong pangkat ng mga windings. Ang unang output winding ay bumubuo ng output boltahe. Ang pangalawang paikot-ikot ay nagsisilbing isang load para sa mga transistor. Ang pangatlo ay bumubuo ng control boltahe para sa mga transistor.

Sa paunang sandali ng pag-on sa unang circuit, ang transistor ay bahagyang nakaawang, dahil ang isang positibong boltahe ay inilalapat sa base sa pamamagitan ng risistor R1. Ang isang kasalukuyang dumadaloy sa nakabukas na transistor, na dumadaloy din sa pangalawang paikot-ikot ng transpormer. Ang kasalukuyang dumadaloy sa paikot-ikot ay lumilikha ng magnetic field. Ang magnetic field ay lumilikha ng boltahe sa natitirang windings ng transpormer. Bilang isang resulta, ang isang positibong boltahe ay nilikha sa paikot-ikot na III, na higit pang nagbubukas ng transistor. Ang proseso ay nagpapatuloy hanggang ang transistor ay pumasok sa saturation mode. Ang mode ng saturation ay nailalarawan sa pamamagitan ng katotohanan na habang ang inilapat na kasalukuyang kontrol sa pagtaas ng transistor, ang kasalukuyang output ay nananatiling hindi nagbabago.

Dahil ang boltahe sa windings ay nabuo lamang sa kaganapan ng isang pagbabago magnetic field, ang paglago o pagkahulog nito, kung gayon ang kawalan ng pagtaas ng kasalukuyang sa output ng transistor, samakatuwid, ay hahantong sa pagkawala ng EMF sa windings II at III. Ang pagkawala ng boltahe sa paikot-ikot na III ay hahantong sa pagbaba sa antas ng pagbubukas ng transistor. At ang kasalukuyang output ng transistor ay bababa, samakatuwid, ang magnetic field ay bababa din. Ang pagbabawas ng magnetic field ay lilikha ng boltahe ng kabaligtaran na polarity. Ang negatibong boltahe sa paikot-ikot na III ay magsisimulang isara ang transistor nang higit pa. Ang proseso ay magpapatuloy hanggang sa ganap na mawala ang magnetic field. Kapag nawala ang magnetic field, mawawala rin ang negatibong boltahe sa winding III. Ang proseso ay magsisimulang ulitin muli.

Ang isang push-pull converter ay gumagana sa parehong prinsipyo, ngunit ang pagkakaiba ay mayroong dalawang transistor, at sila ay bumukas at nagsasara sa turn. Ibig sabihin, kapag bukas ang isa, sarado ang isa. Ang push-pull converter circuit ay may malaking kalamangan sa paggamit ng buong hysteresis loop. magnetic konduktor transpormer. Ang paggamit lamang ng isang seksyon ng hysteresis loop o magnetization sa isang direksyon lamang ay humahantong sa maraming hindi kanais-nais na mga epekto na nagpapababa sa kahusayan ng converter at nagpapababa sa pagganap nito. Samakatuwid, karaniwang, ang isang push-pull converter circuit na may isang phase-shifting transpormer ay ginagamit sa lahat ng dako. Sa mga circuit kung saan kailangan ang simple, maliit na sukat, at mababang kapangyarihan, ginagamit pa rin ang isang solong-cycle na circuit.

ATX form factor power supply nang walang power factor correction

Ang mga converter na tinalakay sa itaas, bagama't sila ay mga tapos na device, ay hindi maginhawang gamitin sa pagsasanay. Ang dalas ng converter, boltahe ng output at maraming iba pang mga parameter na "float", nagbabago depende sa pagbabago: boltahe ng supply, pagkarga ng output ng converter at temperatura. Ngunit kung ang mga susi ay kinokontrol ng isang controller na maaaring magsagawa ng pag-stabilize at iba't ibang karagdagang pag-andar, maaari mong gamitin ang circuit upang paganahin ang mga device. Ang power supply circuit gamit ang isang PWM controller ay medyo simple, at, sa pangkalahatan, ay isang pulse generator na binuo sa isang PWM controller.

PWM - modulasyon ng lapad ng pulso. Pinapayagan ka nitong ayusin ang amplitude ng signal ng naipasa na low-pass na filter (filter mababang frequency) na may pagbabago sa tagal o duty cycle ng pulso. Ang mga pangunahing bentahe ng PWM ay ang mataas na kahusayan ng mga power amplifier at mahusay na mga posibilidad ng aplikasyon.

Ang circuit ng power supply na ito ay may mababang kapangyarihan at gumagamit ng isang field effect transistor bilang isang susi, na ginagawang posible na gawing simple ang circuit at mapupuksa ang mga karagdagang elemento na kinakailangan upang makontrol ang mga switch ng transistor. AT mataas na power supply ng PWM controller ay may mga kontrol ("Driver") na output key. Ang IGBT transistors ay ginagamit bilang mga output key sa mga high power supply ng kuryente.

Ang mains boltahe sa circuit na ito ay na-convert sa isang pare-pareho ang boltahe at fed sa pamamagitan ng susi sa unang paikot-ikot ng transpormer. Ang pangalawang paikot-ikot ay nagsisilbing kapangyarihan sa microcircuit at bumubuo ng boltahe ng feedback. Ang PWM controller ay bumubuo ng mga pulso na may dalas na itinakda ng RC circuit na konektado sa leg 4. Ang mga pulso ay pinapakain sa input ng key, na nagpapalaki sa kanila. Ang tagal ng mga pulso ay nag-iiba depende sa boltahe sa pin 2.

Isaalang-alang ang isang tunay na ATX power supply circuit. Mayroon itong mas maraming elemento at mayroong higit pang mga karagdagang device dito. Ang mga pulang parisukat ng circuit ng supply ng kuryente ay may kondisyon na nahahati sa mga pangunahing bahagi.

ATX power supply circuit 150-300 W

Upang paganahin ang controller chip, pati na rin upang makabuo ng standby na boltahe na +5, na ginagamit ng computer kapag naka-off ito, mayroong isa pang converter sa circuit. Sa diagram, ito ay itinalaga bilang block 2. Tulad ng makikita mo, ito ay ginawa ayon sa single-cycle converter circuit. Ang pangalawang bloke ay mayroon ding mga karagdagang elemento. Karaniwan, ito ay mga surge absorption circuit na nabuo ng converter transpormer. Chip 7805 - ang boltahe regulator ay bumubuo ng isang standby boltahe ng + 5V mula sa rectified boltahe ng converter.

Kadalasan, ang mababang kalidad o may sira na mga bahagi ay naka-install sa standby voltage generation unit, na nagiging sanhi ng pagbaba ng frequency ng converter sa audio range. Dahil dito, may naririnig na langitngit mula sa power supply.

Dahil ang power supply ay pinapagana ng AC boltahe 220V, at ang converter ay nangangailangan ng kapangyarihan pare-pareho ang boltahe, ang boltahe ay kailangang ma-convert. Ang unang bloke ay nagsasagawa ng pagwawasto at pag-filter ng alternating mains boltahe. Naglalaman din ang block na ito ng blocking filter laban sa interference na nabuo ng mismong power supply.

Ang ikatlong bloke ay ang TL494 PWM controller. Ginagawa nito ang lahat ng mga pangunahing pag-andar ng power supply. Pinoprotektahan ang power supply mula sa mga short circuit, pinapatatag ang boltahe ng output at bumubuo ng PWM signal upang kontrolin ang mga switch ng transistor na ikinarga sa transpormer.

Ang ika-apat na bloke ay binubuo ng dalawang mga transformer at dalawang grupo ng mga transistor switch. Ang unang transpormer ay bumubuo ng isang control boltahe para sa mga output transistors. Dahil ang TL494 PWM controller ay bumubuo ng isang mababang signal ng kapangyarihan, ang unang grupo ng mga transistor ay nagpapalaki ng signal na ito at ipinapasa ito sa unang transpormer. Ang pangalawang pangkat ng mga transistor, o mga output, ay ikinarga sa pangunahing transpormer, na bumubuo sa mga pangunahing boltahe ng supply. Ang ganitong mas kumplikadong pamamaraan para sa pamamahala ng mga output key ay inilalapat dahil sa pagiging kumplikado ng pamamahala bipolar transistor at proteksyon ng PWM controller mula sa mataas na boltahe.

Ang ikalimang bloke ay binubuo ng Schottky diodes na nagtutuwid sa output boltahe ng transpormer, at isang low-pass filter (LPF). Ang low-pass filter ay binubuo ng mga electrolytic capacitor na may malaking kapasidad at chokes. Sa output ng low-pass filter mayroong mga resistors na naglo-load nito. Ang mga resistor na ito ay kinakailangan upang pagkatapos na patayin ang kapasidad ng suplay ng kuryente, hindi sila mananatiling sisingilin. Mayroon ding mga resistors sa output ng mains voltage rectifier.

Ang natitirang mga elemento na hindi nakabilog sa bloke ay mga kadena, na bumubuo ng " mga signal ng kalusugan". Isinasagawa ng mga kadena na ito ang gawain ng pagprotekta sa suplay ng kuryente mula sa isang maikling circuit o pagsubaybay sa kalusugan ng mga boltahe ng output.

Ngayon tingnan natin kung paano naka-print na circuit board 200 W power supply matatagpuan ang mga elemento. Ipinapakita ng figure:

Mga kapasitor na nagsasala ng mga boltahe ng output.

Ilagay ang mga capacitor na filter ng boltahe ng output na hindi na-solder.

Inductors na nagsasala ng mga boltahe ng output. Ang mas malaking coil ay hindi lamang gumaganap ng papel ng isang filter, ngunit gumaganap din bilang isang ferromagnetic stabilizer. Pinapayagan ka nitong bahagyang bawasan ang mga pagbaluktot ng boltahe na may hindi pantay na pag-load ng iba't ibang mga boltahe ng output.

Chip PWM stabilizer WT7520.

Isang radiator kung saan naka-install ang Schottky diodes para sa mga boltahe + 3.3V at + 5V, at ordinaryong diode para sa boltahe + 12V. Dapat pansinin na madalas, lalo na sa mas lumang mga suplay ng kuryente, ang mga karagdagang elemento ay inilalagay sa parehong radiator. Ito ang mga elemento ng pag-stabilize ng boltahe + 5V at + 3.3V. Sa modernong mga supply ng kuryente, tanging ang mga Schottky diode para sa lahat ng pangunahing boltahe o field-effect transistors ang inilalagay sa radiator na ito, na ginagamit bilang elemento ng rectifier.

Ang pangunahing transpormer, na nagsasagawa ng pagbuo ng lahat ng mga boltahe, pati na rin ang galvanic na paghihiwalay mula sa network.

Isang transpormer na bumubuo ng mga boltahe ng kontrol para sa mga output transistors ng converter.

Converter transformer na bumubuo ng standby boltahe + 5V.

Ang radiator, kung saan matatagpuan ang mga output transistors ng converter, pati na rin ang transistor ng converter na bumubuo sa standby na boltahe.

Mga capacitor ng filter ng boltahe ng mains. Hindi kailangang dalawa sila. Upang bumuo ng isang bipolar boltahe at bumuo ng isang midpoint, dalawang capacitor ng pantay na kapasidad ay naka-install. Hinahati nila ang rectified mains boltahe sa kalahati, sa gayon ay bumubuo ng dalawang boltahe ng magkakaibang polarity na konektado sa pangkaraniwang punto. Sa mga solong supply circuit, mayroon lamang isang kapasitor.

Mga elemento ng filter ng network mula sa mga harmonika (interference) na nabuo ng power supply.

Diode bridge diodes na nagwawasto sa AC boltahe ng network.

Power supply 350 W i-set up nang katumbas. Kaagad na kapansin-pansin ang malaking board, pinalaki na mga heatsink at isang mas malaking converter transpormer.

Output boltahe filter capacitors.

Isang heatsink na nagpapalamig sa mga diode na nagtutuwid sa boltahe ng output.

PWM controller AT2005 (katulad ng WT7520), na nagsasagawa ng pag-stabilize ng boltahe.

Ang pangunahing transpormer ng converter.

Isang transpormer na bumubuo ng isang control boltahe para sa mga output transistors.

Standby boltahe converter transpormer.

Isang radiator na nagpapalamig sa mga output transistors ng mga converter.

Filter ng boltahe ng mains mula sa pagkagambala sa power supply.

diode bridge diodes.

Mga capacitor ng filter ng boltahe ng mains.

Ang isinasaalang-alang na pamamaraan ay matagal nang ginagamit sa mga suplay ng kuryente at kung minsan ay matatagpuan na.

ATX format power supply na may power factor correction

Sa isinasaalang-alang na mga circuit, ang load ng network ay isang kapasitor na konektado sa network sa pamamagitan ng isang diode bridge. Ang singil ng kapasitor ay nangyayari lamang kung ang boltahe dito ay mas mababa kaysa sa mga mains. Bilang isang resulta, ang kasalukuyang ay pulsed, na may maraming mga disadvantages.

Inilista namin ang mga pagkukulang na ito:

1. ang mga alon ay nagpapakilala ng mas mataas na harmonika (panghihimasok) sa network;
2. malaking amplitude ng kasalukuyang pagkonsumo;
3. isang makabuluhang reaktibong bahagi sa kasalukuyang pagkonsumo;
4. hindi ginagamit ang boltahe ng mains sa buong panahon;
5. Ang kahusayan ng naturang mga scheme ay hindi gaanong mahalaga.

Bagong power supply magkaroon ng isang pinahusay na modernong pamamaraan, mayroon itong isa pang karagdagang bloke - power factor corrector (PFC). Nagsasagawa ito ng pagpapabuti ng power factor. O higit pang mga simpleng wika inaalis ang ilan sa mga pagkukulang ng mains voltage bridge rectifier.

S=P + jQ

Gross Power Formula

Tinutukoy ng power factor (KM) kung gaano kalaki ang kabuuang kapangyarihan ng aktibong sangkap at kung gaano kalaki ang reaktibo. Sa prinsipyo, masasabi natin kung bakit isinasaalang-alang ang reaktibong kapangyarihan, ito ay haka-haka at hindi nakikinabang.

Sabihin nating mayroon tayong partikular na device, isang power supply, na may power factor na 0.7 at isang power na 300 watts. Makikita mula sa mga kalkulasyon na ang ating suplay ng kuryente ay may kabuuang kapangyarihan (ang kabuuan ng reaktibo at aktibong kapangyarihan) nang higit pa sa ipinahiwatig dito. At ang kapangyarihang ito ay dapat ibigay ng isang 220V power supply network. Kahit na ang kapangyarihang ito ay hindi kapaki-pakinabang (kahit na ang metro ng kuryente ay hindi nag-aayos), umiiral pa rin ito.

Iyon ay, ang mga panloob na elemento at mga wire ng network ay dapat na na-rate para sa 430 W, hindi 300 W. At isipin ang kaso kapag ang power factor ay katumbas ng 0.1 ... Dahil dito, ipinagbabawal ng City Network ang paggamit ng mga device na may power factor na mas mababa sa 0.6, at kung may matagpuan, ang may-ari ay pagmumultahin.

Alinsunod dito, ang mga kampanya ay binuo ng mga bagong power supply circuit na mayroong KKM. Sa una, ang isang malaking inductance choke na kasama sa input ay ginamit bilang isang PFC, ang naturang power supply ay tinatawag na power supply na may PFC o passive PFC. Ang nasabing power supply ay may tumaas na KM. Upang makamit ang ninanais na KM, kinakailangan upang magbigay ng kasangkapan sa mga power supply na may malaking choke, dahil ang input impedance ng power supply ay capacitive character dahil sa mga naka-install na capacitor sa output ng rectifier. Ang pag-install ng throttle ay makabuluhang pinatataas ang masa ng power supply, at pinapataas ang KM sa 0.85, na hindi gaanong.

Ino-on ang throttle para sa KM correction

Dahil sa mababang kahusayan ng passive PFC, isang bagong PFC circuit ang ipinakilala sa power supply, na batay sa isang PWM stabilizer na na-load sa isang choke. Ang scheme na ito ay nagdudulot ng maraming pakinabang sa power supply:

• pinalawak na saklaw ng operating boltahe;
• naging posible na makabuluhang bawasan ang kapasidad ng mains boltahe filter capacitor;
• makabuluhang nadagdagan ang CM;
• pagbawas sa bigat ng suplay ng kuryente;
• dagdagan ang kahusayan ng supply ng kuryente.

Mayroong ilang mga kawalan din sa pamamaraang ito. pagbaba sa pagiging maaasahan ng PSU at maling gawain sa ilan walang tigil na suplay ng kuryente Ako kapag lumilipat sa pagitan ng mga mode ng baterya / mains. Ang maling operasyon ng circuit na ito na may isang UPS ay dahil sa ang katunayan na ang kapasidad ng mains boltahe filter ay makabuluhang nabawasan sa circuit. Sa sandaling nawala ang boltahe sa loob ng maikling panahon, ang kasalukuyang KKM ay tumataas nang malaki, na kinakailangan upang mapanatili ang boltahe sa output ng KKM, bilang isang resulta kung saan ang proteksyon laban sa maikling circuit (short circuit) sa Naka-activate ang UPS.

Kung titingnan mo ang circuit, kung gayon ito ay isang pulse generator na na-load sa inductor. Ang boltahe ng mains ay itinutuwid ng isang diode bridge at ibinibigay sa susi, na puno ng isang L1 choke at isang T1 transpormer. Ang transpormer ay ipinakilala para sa feedback ng controller na may susi. Ang boltahe mula sa inductor ay tinanggal gamit ang diodes D1 at D2. Bukod dito, ang boltahe ay tinanggal nang halili sa tulong ng mga diode, pagkatapos ay mula sa tulay ng diode, pagkatapos ay mula sa inductor, at sinisingil ang mga capacitor Cs1 at Cs2. Ang Key Q1 ay bubukas at ang inductor L1 ay nag-iipon ng enerhiya ng nais na halaga. Ang dami ng naipon na enerhiya ay kinokontrol ng tagal ng bukas na estado ng susi. Ang mas maraming enerhiya na nakaimbak, mas maraming boltahe ang ibibigay ng inductor. Matapos i-off ang susi, ang naipon na enerhiya ay ibinalik ng inductor L1 sa pamamagitan ng diode D1 sa mga capacitor.

Pinapayagan ka ng operasyong ito na gamitin ang buong sinusoid ng alternating boltahe ng network, sa kaibahan sa mga circuit na walang PFC, at din upang patatagin ang boltahe na nagbibigay ng converter.

Sa modernong power supply circuits, kadalasang ginagamit dual channel PWM controllers. Ang isang microcircuit ay gumaganap ng gawain ng parehong converter at ang PFC. Bilang resulta, ang bilang ng mga elemento sa circuit ng power supply ay makabuluhang nabawasan.

Isaalang-alang ang scheme simpleng bloke 12V power supply gamit ang ML4819 dual-channel PWM controller. Ang isang bahagi ng power supply ay nagsasagawa ng pagbuo ng isang pare-pareho nagpapatatag na boltahe+380V. Ang iba pang bahagi ay isang converter na bumubuo ng isang patuloy na nagpapatatag na boltahe + 12V. Binubuo ang KKM, tulad ng sa kaso na isinasaalang-alang sa itaas, ng key Q1, ang inductor L1 ng feedback transformer T1 na na-load dito. Diodes D5, D6 charge capacitors C2, ° C3, ° C4. Ang converter ay binubuo ng dalawang key Q2 at Q3, na naka-load sa transpormer T3. Ang impulse boltahe ay itinutuwid ng diode assembly D13 at sinala ng inductor L2 at capacitors C16, ° C18. Sa tulong ng kartutso U2, nabuo ang boltahe ng regulasyon ng boltahe ng output.

Isaalang-alang ang disenyo ng power supply, kung saan mayroong aktibong KKM:

1. Kasalukuyang proteksyon control board;
2. Inductor, na gumaganap bilang isang filter ng boltahe + 12V at + 5V, at ang pag-andar ng pagpapapanatag ng grupo;
3. Voltage filter choke +3.3V;
4. Radiator kung saan inilalagay ang rectifier diodes ng mga boltahe ng output;
5. Pangunahing Converter Transformer;
6. Transformer na kumokontrol sa mga susi ng pangunahing converter;
7. Auxiliary converter transpormer (bumubuo ng standby boltahe);
8. Power factor correction controller board;
9. Radiator, cooling diode bridge at mga susi ng pangunahing converter;
10. Mga filter ng boltahe ng linya laban sa pagkagambala;
11. Choke power factor corrector;
12. Kapasitor ng filter ng boltahe ng mains.

Mga tampok ng disenyo at uri ng mga konektor

Isipin mo mga uri ng mga konektor na maaaring nasa power supply. Sa pader sa likod suplay ng kuryente konektor para sa pagkonekta Kable at lumipat. Dati, sa tabi ng power cord connector, mayroon ding connector para sa pagkonekta sa network cable ng monitor. Ang iba pang mga elemento ay maaaring opsyonal na naroroon:

• mga tagapagpahiwatig ng boltahe ng mains, o ang katayuan ng power supply
• mga pindutan ng kontrol ng fan
• button para sa paglipat ng input mains boltahe 110 / 220V
• Mga USB port na binuo sa USB hub power supply
• iba pa.

Sa likurang dingding, mas kaunti ang mga tagahanga ay inilalagay, na humihila ng hangin mula sa suplay ng kuryente. Ang buong fan bowl ay inilalagay sa ibabaw ng power supply dahil sa mas malaking fan mounting space, na nagbibigay-daan para sa isang malaki at tahimik na aktibong cooling element. Sa ilang mga power supply, kahit na dalawang fan ay naka-install sa itaas at sa likod.

Sa labas ng pader sa harap cable ng motherboard. Sa ilang mga power supply, modular, ito, tulad ng iba pang mga wire, ay konektado sa pamamagitan ng isang connector. Ang figure sa ibaba ay nagpapakita ng .

Makikita mo na ang bawat boltahe ay may sariling kulay ng wire:

• Dilaw na kulay - +12 V
• Pulang kulay - +5 V
• Kulay kahel - + 3.3V
• Itim na kulay - karaniwan o lupa

Para sa iba pang mga boltahe, ang mga kulay ng mga wire para sa bawat tagagawa ay maaaring mag-iba.

Ang figure ay hindi nagpapakita ng mga auxiliary power connector para sa mga video card, dahil ang mga ito ay katulad ng auxiliary power connector para sa processor. Mayroon ding iba pang mga uri ng connector na makikita sa mga brand-name na computer mula sa DelL, Apple, at iba pa.

Mga de-koryenteng parameter at katangian ng mga power supply

Ang power supply ay may maraming mga de-koryenteng parameter, karamihan sa mga ito ay hindi minarkahan sa pasaporte. Sa gilid na sticker ng power supply, kadalasan ay kakaunti lamang ang mga pangunahing parameter - operating voltages at power.

Power supply ng kapangyarihan

Ang kapangyarihan ay madalas na ipinahiwatig sa label sa malaking print. Ang kapangyarihan ng suplay ng kuryente, ay nagpapakilala kung magkano ang maibibigay nito enerhiyang elektrikal mga device na konektado dito motherboard, video card, hard drive, atbp.).

Sa teorya, sapat na upang buod ang pagkonsumo ng mga sangkap na ginamit at pumili ng isang power supply unit na may bahagyang mas mataas na kapangyarihan para sa reserba. Para sa pagbibilang ng kapangyarihan ang mga rekomendasyong ibinigay ay medyo angkop. sa pasaporte ng video card, kung mayroon man, CPU thermal package, atbp.

Ngunit sa katunayan, ang lahat ay mas kumplikado, dahil ang power supply ay gumagawa ng iba't ibang mga boltahe - 12V, 5V, -12V, 3.3V, atbp Ang bawat linya ng boltahe ay dinisenyo para sa sarili nitong kapangyarihan. Makatuwirang isipin na ang kapangyarihang ito ay naayos, at ang kanilang kabuuan ay katumbas ng kapangyarihan ng suplay ng kuryente. Ngunit mayroong isang transpormer sa power supply upang makabuo ng lahat ng mga boltahe na ito na ginagamit ng computer (maliban sa standby na boltahe + 5V). Totoo, ito ay bihira, ngunit maaari ka pa ring makahanap ng isang power supply na may dalawang magkahiwalay na mga transformer, ngunit ang mga naturang power supply ay mahal at kadalasang ginagamit sa mga server. Ang mga ordinaryong ATX PSU ay may isang transpormer. Dahil dito, ang kapangyarihan ng bawat linya ng boltahe ay maaaring lumutang: tataas ito kung ang ibang mga linya ay bahagyang na-load, at bumababa kung ang iba pang mga linya ay mabigat na na-load. Samakatuwid, madalas itong nakasulat sa mga suplay ng kuryente pinakamataas na kapangyarihan bawat linya, at bilang resulta, kung susumahin ang mga ito, ang kapangyarihan ay lalabas nang higit pa kaysa sa aktwal na kapangyarihan ng suplay ng kuryente. Kaya, maaaring malito ng tagagawa ang mamimili, halimbawa, sa pamamagitan ng pagdedeklara ng labis na na-rate na kapangyarihan, na hindi kayang ibigay ng PSU.

Tandaan na kung ang computer ay may hindi sapat na suplay ng kuryente, magdudulot ito ng maling operasyon ng mga device ( nag-freeze, nagre-reboot, nag-click sa mga ulo ng hard drive), hanggang sa imposible pagbukas ng computer. At kung ang isang motherboard ay naka-install sa PC, na hindi idinisenyo para sa kapangyarihan ng mga sangkap na naka-install dito, kung gayon ang motherboard ay madalas na gumagana nang normal, ngunit sa paglipas ng panahon, ang mga konektor ng kuryente ay nasusunog dahil sa kanilang patuloy na pag-init at oksihenasyon.

Mga pamantayan at sertipiko

Kapag bumibili ng PSU, una sa lahat, kailangan mong tingnan ang pagkakaroon ng mga sertipiko at ang pagsunod nito sa mga modernong internasyonal na pamantayan. Sa mga power supply, madalas kang makakahanap ng indikasyon ng mga sumusunod na pamantayan:

Mayroon ding mga pamantayan ng computer ng ATX form factor, na tumutukoy sa mga sukat, disenyo at maraming iba pang mga parameter ng power supply, kabilang ang pinahihintulutang paglihis ng boltahe sa ilalim ng pagkarga. Ngayon ay may ilang mga bersyon ng pamantayan ng ATX:

1. ATX 1.3 Standard
2. ATX 2.0 na pamantayan
3. ATX 2.2 na pamantayan
4. ATX 2.3 Standard

Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga bersyon ng mga pamantayan ng ATX ay pangunahing nauugnay sa pagpapakilala ng mga bagong konektor at mga bagong kinakailangan para sa mga linya ng supply ng kuryente ng power supply.

Mga rekomendasyon para sa pagpili ng power supply

kailan ang pangangailangang bumili ng bagong power supply ATX, pagkatapos ay kailangan mo munang matukoy ang kapangyarihan na kinakailangan upang paganahin ang computer kung saan mai-install ang PSU na ito. Upang matukoy ito, sapat na upang buod ang kapangyarihan ng mga sangkap na ginamit sa system, halimbawa, gamit ang isang espesyal na calculator. Kung hindi ito posible, maaari tayong magpatuloy mula sa panuntunan na para sa isang karaniwang computer na may isang gaming video card, sapat na ang 500–600 watt power supply.

Dahil ang karamihan sa mga parameter ng mga power supply ay maaari lamang malaman sa pamamagitan ng pagsubok nito, ang susunod na hakbang ay mahigpit na inirerekomenda upang maging pamilyar sa mga pagsubok at pagsusuri ng mga posibleng contenders - mga modelo ng power supply, na available sa iyong lugar at nakakatugon sa iyong mga kinakailangan kahit man lang sa mga tuntunin ng power na ibinigay. Kung hindi ito posible, kung gayon kinakailangan na pumili ayon sa pagsunod ng suplay ng kuryente sa mga modernong pamantayan (mas malaki ang bilang, mas mabuti), habang ito ay kanais-nais na magkaroon ng isang AKKM (APFC) circuit sa power supply. Kapag bumibili ng power supply, mahalaga din na i-on ito, kung maaari sa mismong lugar ng pagbili o kaagad pagdating sa bahay, at tingnan kung paano ito gumagana upang ang power supply ay hindi naglalabas ng mga squeak, buzz o iba pang kakaibang ingay.

Sa pangkalahatan, kailangan mong pumili ng isang power supply na makapangyarihan, mahusay na ginawa, na may mahusay na ipinahayag at aktwal na mga parameter ng kuryente, at lumiliko din na madaling gamitin at tahimik sa panahon ng operasyon, kahit na may mataas na pagkarga dito. At sa anumang kaso hindi ka dapat makatipid ng ilang dolyar kapag bumibili ng power supply. Tandaan na ang katatagan, pagiging maaasahan at tibay ng buong computer ay pangunahing nakasalalay sa pagpapatakbo ng device na ito.

Magdagdag ng komento

Sumulat ng buong komento, ang mga sagot tulad ng "salamat sa artikulo" ay hindi nai-publish!