1. Čo je spínací zdroj napájania?
Spínanie napájania je druh napájania, ktoré využíva modernú elektrickú elektronickú technológiu na riadenie časového pomeru zapnutia a vypnutia, aby sa udržalo stabilné výstupné napätie. Spínacie napájacie zdroje sa vo všeobecnosti skladajú z riadiacich ICs a MOSFET (modulácie šírky impulzov) (PWM).
Spínací zdroj napájania je relatívny k lineárnemu zdroju napájania. Jeho vstupný terminál priamo napravuje striedavý prúd do priameho prúdu a potom sa pod pôsobením vysokofrekvenčného oscilujúceho obvodu používa prepínacia trubica na ovládanie zapnutia a vypnutia prúdu na vytvorenie vysokofrekvenčného pulzného prúdu. Pomocou induktorov (vysokofrekvenčných transformátorov) je výstup stabilný nízkonapäťový jednosmerný prúd.
Keďže veľkosť magnetického jadra transformátora je nepriamo úmerná štvorcovi prevádzkovej frekvencie spínacieho zdroja, čím vyššia je frekvencia, tým menšie je jadro. Týmto spôsobom môže byť transformátor výrazne znížený a hmotnosť a objem napájania môže byť znížený. A pretože priamo riadi DC, účinnosť tohto napájania je oveľa vyššia ako účinnosť lineárneho napájania. To šetrí energiu, takže je obľúbený ľuďmi. Má však aj nedostatky, to znamená, že okruh je komplikovaný, údržba je ťažká a znečistenie okruhu je vážne. Napájanie je hlučné a nie je vhodné pre niektoré nízkohlukové obvody.
2. Charakteristiky spínacieho zdroja napájania
Spínacie napájacie zdroje sa vo všeobecnosti skladajú z riadiacich ICs a MOSFET (modulácie šírky impulzov) (PWM). S vývojom a inováciou technológie výkonovej elektroniky je prúdový spínací zdroj napájania široko používaný takmer vo všetkých elektronických zariadeniach hlavne vďaka svojej malej veľkosti, nízkej hmotnosti a vysokej účinnosti a jeho význam je zrejmý.
Po tretie, klasifikácia spínacieho zdroja napájania
Podľa spôsobu pripojenia spínacieho zariadenia v obvode možno spínací zdroj rozdeliť do troch kategórií: radový spínací zdroj napájania, paralelné spínacie napájanie a napájanie transformátora.
Medzi nimi je možné ďalej rozdeliť spínací zdroj transformátora na: push-pull, half-bridge, full-bridge atď. Podľa excitácie transformátora a fázy výstupného napätia môže byť rozdelený na: typ dopredu, typ spätného chodu, typ jedného vzrušenia a typ dvojitého vzrušenia.
Po štvrté, rozdiel medzi prepínaním napájania a bežným zdrojom napájania
Bežné napájacie zdroje sú vo všeobecnosti lineárne napájacie zdroje a lineárne napájacie zdroje sa vzťahujú na napájanie, v ktorom regulátorová trubica pracuje v lineárnom stave. Pri prepínaní napájania je to však iné. Spínacia trubica (v spínacích napájacích zdrojoch zvyčajne nazývame nastavovaciu trubicu ako spínaciu trubicu) funguje v dvoch stavoch: odpor je veľmi malý a odpor mimo neho je veľmi vysoký. veľký.
Spínanie napájania je relatívne nový typ napájania. Má výhody vysokej účinnosti, nízkej hmotnosti, zvýšenia a zníženia napätia a vysokého výstupného výkonu. Ale pretože obvod pracuje v stave spínača, hluk je relatívne veľký.
5. Príklady: odstúpte od spínacieho napájania
Poďme stručne hovoriť o pracovnom princípe odstávky spínacieho napájania: obvod sa skladá z prepínačov (triódy alebo trubice efektu poľa v skutočnom obvode), freewheeling diódy, induktory na ukladanie energie, kondenzátory filtrov atď.
Keď je spínač zatvorený, napájanie dodáva energiu na zaťaženie cez spínač a induktor a ukladá časť elektrickej energie do induktora a kondenzátora. Vzhľadom na samovodnosť induktora sa prúd zvyšuje relatívne pomaly po zapnutí spínača, to znamená, že výstup nemôže okamžite dosiahnuť hodnotu napätia napájania.
Po určitom čase sa vypínač vypne. Vzhľadom na samovodnosť induktora (možno živšie považovať, že prúd v induktore má inerciálny účinok), prúd v obvode zostane nezmenený, to znamená, že bude naďalej prúdiť zľava doprava. Tento prúd prúd prúdi cez zaťaženie, vracia sa zo zemského drôtu, prúdi do anódy voľne sa pohybujúcej diódy, prechádza diódou a vracia sa na ľavý koniec induktora, čím vytvára slučku.
Výstupné napätie je možné ovládať reguláciou času, kedy je spínač zatvorený a otvorený (t. j. modulácia šírky PWM impulzu). Ak sa zistí výstupné napätie na reguláciu času zapnutia a vypnutia, aby sa udržalo napätie konštantné, dosiahne sa účel stabilizácie napätia.
Bežné napájanie a spínací zdroj napájania sú rovnaké v tom, že všetky majú regulátory napätia, ktoré používajú princíp spätnej väzby pre reguláciu napätia. Rozdiel je v tom, že spínacie napájacie zdroje používajú spínacie trubice na nastavenie, zatiaľ čo bežné napájacie zdroje vo všeobecnosti používajú lineárnu amplifikačnú plochu triódy na nastavenie. Pre porovnanie, spotreba energie spínacieho zdroja je nízka, aplikačný rozsah striedavého napätia je široký a zvlnený koeficient výstupného jednosmerného prúdu je lepší. Nevýhodou je prepínanie pulzného rušenia.
Hlavným pracovným princípom bežného napájacieho zdroja na pol mosta je, že spínacie trubice horného mosta a dolného mosta (spínacia trubica je VMOS, keď je frekvencia vysoká) sú zapnuté. Po prvé, prúd prúdi cez hornú prepínaciu trubicu mosta a funkcia skladovania induktora sa používa na zhromažďovanie elektrickej energie. Vo cievke je spínačová trubica horného mosta konečne vypnutá a zapnutá spínacia trubica dolného mosta. Induktorová cievka a kondenzátor naďalej dodávajú energiu von. Potom vypnite dolnú trubicu prepínača mosta, potom zapnite horný mostík, aby ste nechali prúd vstúpiť, a opakujte týmto spôsobom. Keďže dve spínacie trubice sú zapnuté a vypnuté, nazýva sa to spínací zdroj napájania.
Lineárny zdroj napájania je iný. Keďže nedošlo k žiadnemu zásahu prepínača, vodovodné potrubie vypúšťa vodu. Ak je toho príliš veľa, vynikne to. To je to, čo často vidíme, že niektoré lineárne regulačné trubice napájania generujú veľa tepla. Nevyčerpateľná elektrická energia sa premieňa na tepelnú energiu. Z tohto hľadiska je účinnosť konverzie lineárneho napájania veľmi nízka a keď je teplo vysoké, životnosť komponentu sa musí znížiť, čo ovplyvní konečný účinok použitia.
Šesť. Hlavné rozdiely: pracovné metódy
Trubica nastavenia výkonu lineárneho zdroja napájania vždy pracuje v zosilňujúcej oblasti a prúd prúd, ktorý preteká, je nepretržitý. Vzhľadom na veľkú stratu výkonu na nastavovaciu trubicu je potrebná väčšia trubica na nastavenie výkonu a je nainštalovaný veľký radiátor. Teplo je vážne a účinnosť je veľmi nízka, vo všeobecnosti 40% až 60% (treba povedať, že je to veľmi lineárne napájanie).
Pracovná metóda lineárneho napájania vyžaduje, aby sa zariadenie na zníženie napätia zmenilo z vysokého napätia na nízke napätie. Vo všeobecnosti je to transformátor, ale existujú aj iné typy, ako sú napájacie zdroje KX, ktoré sa potom napravia na výstup jednosmerného napätia. Týmto spôsobom je objem tiež veľký, relatívne ťažký, nízka účinnosť a veľká výroba tepla; ale má tiež výhody: malé vlnenie, dobrá rýchlosť nastavenia, malé vonkajšie rušenie, vhodné na použitie s analógovými obvodmi / rôznymi zosilňovačmi atď.
Napájacie zariadenie spínacieho zdroja funguje v spínaní. Keď je napätie nastavené, energia sa dočasne uloží cez indukčnú cievku, takže jej strata je malá, účinnosť je vysoká a požiadavka na odvod tepla je nízka, ale má indukčnosť transformátora a uskladňovania energie. Existujú aj vyššie požiadavky na používanie materiálov s nízkou stratou a vysokou priepustnosťou. Jeho transformátor je len malé slovo. Celková účinnosť je medzi 80% a 98%. Spínací zdroj napájania má vysokú účinnosť, ale malú veľkosť, ale v porovnaní s lineárnym zdrojom napájania je jeho zvlnenie a rýchlosť nastavenia napätia a prúdu do určitej miery diskontovaná.