1. Kommutatsiya quvvat manbai nima?
Kommutatsiya quvvat manbai - barqaror chiqish voltajini saqlab turish uchun yoqish va o'chirishning vaqt nisbatini nazorat qilish uchun zamonaviy elektr elektron texnologiyasidan foydalanadigan elektr ta'minotining bir turi. Kommutatsiya quvvat manbalari odatda impuls kengligi modulyatsiyasi (PWM) boshqaruv IC va MOSFETlardan iborat.
Kommutatsiya quvvat manbai chiziqli quvvat manbaiga nisbatan. Uning kirish terminali o'zgaruvchan tokni to'g'ridan-to'g'ri to'g'ridan-to'g'ri to'g'rilaydi, so'ngra yuqori chastotali tebranish pallasining ta'siri ostida kalit trubkasi yuqori chastotali impuls oqimini hosil qilish uchun oqimni yoqish va o'chirishni boshqarish uchun ishlatiladi. Induktorlar (yuqori chastotali transformatorlar) yordamida barqaror past kuchlanishli to'g'ridan-to'g'ri oqim chiqariladi.
Transformatorning magnit yadrosining o'lchami kommutatsiya quvvat manbai ish chastotasining kvadratiga teskari proportsional bo'lganligi sababli, chastota qanchalik baland bo'lsa, yadro kichikroq bo'ladi. Shunday qilib, transformator juda kamayishi va quvvat manbaining og'irligi va hajmini kamaytirish mumkin. Va to'g'ridan-to'g'ri doimiy to'g'ridan-to'g'ri boshqariladiganligi sababli, bu quvvat manbaining samaradorligi chiziqli quvvat manbaiga qaraganda ancha yuqori. Bu energiyani tejaydi, shuning uchun u odamlar tomonidan ma'qullanadi. Ammo uning kamchiliklari ham bor, ya'ni sxemasi murakkab, texnik xizmat ko'rsatish qiyin va zanjirning ifloslanishi jiddiy. Quvvat manbai shovqinli va ba'zi past shovqinli sxemalar uchun mos emas.
2. Elektr ta'minotini kommutatsiya qilish xususiyatlari
Kommutatsiya quvvat manbalari odatda impuls kengligi modulyatsiyasi (PWM) boshqaruv IC va MOSFETlardan iborat. Quvvat elektroniği texnologiyasining rivojlanishi va innovatsiyasi bilan joriy kommutatsiya quvvat manbai deyarli barcha elektron qurilmalarda asosan kichik o'lchamlari, engilligi va yuqori samaradorligi tufayli keng qo'llaniladi va uning ahamiyati aniq.
Uchinchidan, kommutatsiya quvvat manbai tasnifi
Kommutatsiya moslamasini sxemaga ulash usuliga ko'ra, kommutatsiya quvvat manbai uchta toifaga bo'linishi mumkin: ketma-ket kommutatsiya quvvat manbai, parallel kommutatsiya quvvat manbai va transformator kommutatsiya quvvat manbai.
Ular orasida transformator tipidagi kommutatsiya quvvat manbaini yana quyidagilarga bo'lish mumkin: surish-tortishish, yarim ko'prik, to'liq ko'prik va boshqalar. Transformatorning qo'zg'alishi va chiqish kuchlanishining fazasiga ko'ra, uni quyidagilarga bo'lish mumkin. : oldinga tur, uchib ketish turi, bitta qo'zg'alish turi va ikki tomonlama qo'zg'alish turi.
To'rtinchidan, kommutatsiya quvvat manbai va oddiy elektr ta'minoti o'rtasidagi farq
Oddiy quvvat manbalari odatda chiziqli quvvat manbalaridir va chiziqli quvvat manbalari regulyator trubkasi chiziqli holatda ishlaydigan quvvat manbaiga ishora qiladi. Biroq, elektr ta'minotini almashtirishda u boshqacha. Kommutatsiya trubkasi (kommutatsion quvvat manbaida biz odatda sozlash trubkasini kommutatsiya trubkasi deb ataymiz) ikki holatda ishlaydi: yoqilgan qarshilik juda kichik va qarshilik juda yuqori. katta.
Kommutatsiya quvvat manbai nisbatan yangi turdagi quvvat manbai hisoblanadi. U yuqori samaradorlik, engil vazn, kuchlanishni oshirish va kamaytirish va yuqori chiqish quvvati afzalliklariga ega. Ammo sxema kalit holatida ishlaganligi sababli, shovqin nisbatan katta.
5. Misollar: pastga tushadigan kommutatsiya quvvat manbai
& # 39; pastga tushadigan kommutatsiya quvvat manbaining ishlash printsipi haqida qisqacha gapirib beraylik: sxema kalitlardan (haqiqiy kontaktlarning zanglashiga olib keladigan triodlar yoki maydon effektli quvurlari), erkin aylanma diodlardan, energiyani saqlash induktorlaridan, filtr kondensatorlaridan iborat. , va boshqalar.
Kalit yopilganda, quvvat manbai kalit va induktor orqali yukni quvvat bilan ta'minlaydi va elektr energiyasining bir qismini induktor va kondansatkichda saqlaydi. Induktorning o'z-o'zidan induktivligi tufayli, kalit yoqilgandan so'ng oqim nisbatan sekin oshadi, ya'ni chiqish quvvat manbai kuchlanish qiymatiga darhol erisha olmaydi.
Muayyan vaqtdan keyin kalit o'chiriladi. Induktorning o'z-o'zidan induktivligi tufayli (induktordagi tok inertial ta'sirga ega ekanligini aniqroq ko'rib chiqish mumkin) zanjirdagi oqim o'zgarishsiz qoladi, ya'ni chapdan o'ngga oqishda davom etadi. Bu oqim yuk bo'ylab oqib o'tadi, tuproq simidan qaytib, erkin diodaning anodiga oqib o'tadi, dioddan o'tadi va induktorning chap uchiga qaytib, shunday qilib, pastadir hosil qiladi.
Chiqish kuchlanishini kalit yopiq va ochiq bo'lgan vaqtni nazorat qilish orqali nazorat qilish mumkin (ya'ni PWM-puls kengligi modulyatsiyasi). Chiqish kuchlanishini doimiy ravishda ushlab turish uchun yoqish va o'chirish vaqtini nazorat qilish uchun chiqish kuchlanishi aniqlansa, bu kuchlanishni barqarorlashtirish maqsadiga erishadi.
Oddiy elektr ta'minoti va kommutatsiya quvvat manbai bir xil, chunki ularning barchasida kuchlanish regulyatorlari mavjud bo'lib, ular kuchlanishni tartibga solish uchun qayta aloqa printsipidan foydalanadilar. Farqi shundaki, kommutatsiya quvvat manbalari sozlash uchun kommutatsiya quvurlaridan foydalanadi, oddiy quvvat manbalari esa sozlash uchun odatda triodning chiziqli kuchaytirish maydonidan foydalanadi. Taqqoslash uchun, kommutatsiya quvvat manbaining quvvat iste'moli past, AC kuchlanishini qo'llash diapazoni keng va chiqish DC ning dalgalanma koeffitsienti yaxshiroq. Kamchilik - bu o'tish pulsining shovqinidir.
Oddiy yarim ko'prikli kommutatsiya quvvat manbaining asosiy ish printsipi yuqori ko'prik va pastki ko'prikning kommutatsiya quvurlari (chastota yuqori bo'lganda kommutatsiya trubkasi VMOS) navbat bilan yoqiladi. Birinchidan, oqim yuqori ko'prikni almashtirish trubkasi orqali oqadi va induktorning saqlash funktsiyasi elektr energiyasini yig'ish uchun ishlatiladi. Bobinda yuqori ko'prikning kalit trubkasi nihoyat o'chiriladi va pastki ko'prikning kalit trubkasi yoqiladi. Indüktör bobini va kondansatör tashqariga quvvat berishda davom etadi. Keyin pastki ko'prikni o'zgartirish trubkasini o'chiring, so'ngra oqim kirishi uchun yuqori ko'prikni yoqing va shu tarzda takrorlang. Ikki kalit trubkasi navbat bilan yoqiladi va o'chiriladi, chunki u kommutatsiya quvvat manbai deb ataladi.
Chiziqli quvvat manbai boshqacha. Hech qanday kalit aralashuvi yo'qligi sababli, suv ta'minoti trubkasi suvni to'kib tashlagan. Agar juda ko'p bo'lsa, u oqib chiqadi. Bu biz tez-tez ko'rib turganimizdek, ba'zi bir chiziqli quvvat manbai regulyatori quvurlari juda ko'p issiqlik hosil qiladi. Tugamaydigan elektr energiyasi hammasi issiqlik energiyasiga aylanadi. Shu nuqtai nazardan, chiziqli elektr ta'minotining konvertatsiya qilish samaradorligi juda past va issiqlik yuqori bo'lsa, komponentning ishlash muddati qisqarishi shart, bu esa oxirgi foydalanish effektiga ta'sir qiladi.
Olti. Asosiy farqlar: ish usullari
Chiziqli quvvat manbaining quvvatni sozlash trubkasi har doim kuchaytiruvchi sohada ishlaydi va oqim uzluksizdir. Sozlash trubkasida katta quvvat yo'qotilishi tufayli katta quvvatni sozlash trubkasi talab qilinadi va katta radiator o'rnatiladi. Issiqlik jiddiy va samaradorlik juda past, odatda 40% dan 60% gacha (bu juda chiziqli quvvat manbai ekanligini aytish kerak).
Chiziqli elektr ta'minotining ish usuli yuqori kuchlanishdan past kuchlanishga o'tish uchun kuchlanishni kamaytiradigan qurilmani talab qiladi. Umuman olganda, bu transformator, ammo KX quvvat manbalari kabi boshqa turlari ham mavjud, ular keyinchalik doimiy kuchlanishni chiqarish uchun rektifikatsiya qilinadi. Shu tarzda, hajm ham katta, nisbatan og'ir, past samaradorlik va katta issiqlik ishlab chiqarish; lekin u ham afzalliklarga ega: kichik dalgalanma, yaxshi sozlash tezligi, kichik tashqi shovqin, analog sxemalar/turli kuchaytirgichlar va boshqalar bilan foydalanish uchun mos.
Kommutatsiya quvvat manbaining quvvat qurilmasi kommutatsiya holatida ishlaydi. Voltaj sozlanganda, energiya vaqtincha indüktans bobini orqali saqlanadi, shuning uchun uning yo'qotilishi kichik, samaradorlik yuqori va issiqlik tarqalishiga bo'lgan talab past bo'ladi, lekin u transformator va energiya saqlash indüktansına ega. Bundan tashqari, kam yo'qotish va yuqori o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan materiallardan foydalanish uchun yuqori talablar mavjud. Uning transformatori shunchaki kichik so'z. Umumiy samaradorlik 80% dan 98% gacha. Kommutatsiya quvvat manbai yuqori samaradorlikka ega, ammo kichik o'lchamlarga ega, lekin chiziqli quvvat manbai bilan solishtirganda, uning dalgalanishi va kuchlanish va oqimni sozlash tezligi ma'lum darajada chegirmali.