Impulsinio maitinimo šaltinio veikimo pricipas 2011.07.02 at 19:10

Nieko įdomaus parašyt kol kas nepavyksta, visi projektai laukia eilėje, kol pagaliau Eagle’as teisingai susibendraus su CopperCAD’u o tas su CNC staklėm. Kol kas trumpai apie tai, kaip veikia impulsinis maitinimo šaltinis. Supaprastinta, beveik blokinė schema:

Pirmoji dalis susideda iš lygintuvo (tiltelio, keturių diodų) ir kondensatoriaus, kuris dar sumažina įtampos svyravimą. Impulsiniame maitinimo šaltinyje, kaip raktai naudojami tranzistoriai, kurių darbas valdomas generatoriumi GEN. Valdantis generatorius realizuojamas keletu būdų, pigiausias ir paprasčiausias – TL494 mikroschema. Generuojami atitinkamo dažnio stačiakampiai impulsai atidarinėja tranzistorių, taigi pirminė transformatoriaus apvija maitinama stačiakampe įtampa. Šitoje vietoje turbūt reikia paminėti tris magiškas raides – PWM. Impulsų dažnis yra daug didesnis nei tinklo dažnis (paprastai nuo keliasdešimt KHz iki kelių MHz). Įtampa iš antrinės apvijos eina į lygintuvinį diodą, išėjime turim tik norimą įtampą, o dažnis lygus pirminės dažniui. Įtampos svyravimas dar sumažinamas kondensatoriumi ir droseliu. Transformatoriuose dažnai naudojamos kelios antrinės apvijos, taip gaunant keletą išėjimo įtampų:

Paveiksliukas nupaišytas po kažkokio ATX maitinimo šaltinio skerstuvių.

Yra tokios impulsinių maitinimo šaltinių topologijos (nufirfinta iš http://www.smps.us/topologies.html#selection):

Converter topology Diagram DC transfer
function
(Vout/Vin)
Max
switch
voltage
Peak switch current Max
rectifier
voltage
Average
rectifier
current
Switch utilization
ratio (SUR)

NON-ISOLATING DC-DC CONVERTERS

Buck Buck converter diagram D

(0<D<1)

Vin Iout Vin Iout×D Vout/Vin
Boost Boost converter diagram 1/(1-D)

(0<D<1)

Vout Iout×Vout /Vin Vout Iout Vin/Vout
Flyback (inverting) or buck-boost Buckboost diagram -D/(1-D)

(0<D<1)

Vin+|Vout| Iout×
(1+|Vout|/Vin)
Vin+|Vout| Iout |Vout|/Vin
Ćuk Cuk converter diagram -D/(1-D)

(0<D<1)

Vin+|Vout| Iout×
(1+|Vout|/Vin)
Vin+|Vout| Iout |Vout|/Vin
Sepic Sepic converter diagram D/(1-D)

(0<D<1)

Vin+Vout Iout Vin+Vout Iout Vout/
(Vin+Vout)

ISOLATING DC-DC CONVERTERS

DCM Flyback Flyback converter diagram Vin2D2/
(2Lp×F×Iout)

(0<D<1)

Vin+Vout
×(Np/Ns)
D×Vin/Lp×F Vout+ (Vin×Ns/Np) Iout Formula for flyback SUR
DCM 2-switch
flyback
2-switch flyback converter diagram Vin2D2/
(2Lp×F×Iout)

(0<D<1)

Vin D×Vin/Lp×F Vout+ (Vin×Ns/Np) Iout D/4
Single Switch Forward Forward converter diagram Ns/Np×D

(0<D<0.5)

2×Vin Iout×Ns/Np Vin×Ns/Np D1: Iout×D

D2:
Iout(1-D)

(Vout/2Vin) ×Ns/Np
2-switch
forward
2-switch converter circuit Ns/Np×D

(0<D<0.5)

Vin Iout×Ns/Np Vin×Ns/Np D1: Iout×D

D2:
Iout(1-D)

(Vout/2Vin) ×Ns/Np
Active
clamp
forward
Active clamp forward converter schematic Ns/Np×D

(0<D<1)

Vin/(1-D) Iout×Ns/Np Vin×Ns/Np D1: Iout×D

D2:
Iout(1-D)

Vout/Vin× (1-Vout×Np/ Vin×Ns)
Half-
bridge
Half-bridge converter diagram Ns/Np×D

(0<D<0.5)

Vin Iout×Ns/Np Vin×Ns/Np 0.5×Iout Vout/2Vin ×Ns/Np
Push-
pull
Push pull converter diagram 2Ns/Np×D

(D<0.5)

2×Vin Iout×Ns/Np 2Vin×Ns/Np 0.5×Iout (Vout/4Vin) ×Ns/Np
Full bridge Full bridge converter diagram 2Ns/Np×D

(0<D<0.5)

Vin Iout×Ns/Np 2Vin×Ns/Np 0.5×Iout (Vout/2Vin) ×Ns/Np
Phase shifted
full bridge
Phase shifted ZVT converter diagram 2Ns/Np×D

(0<D<0.5)

Vin Iout×Ns/Np Vin×Ns/Np 0.5×Iout (Vout/2Vin) ×Ns/Np
LLC
half bridge
LLC converter diagram Ns/2Np

(at F=Fres)

Vin Iout×Ns/Np Vin×Ns/Np 0.5×Iout (Vout/2Vin) ×Ns/Np
Notes:
1. All formulas are given for ideal circuits. Ripple currents, voltage spikes, power losses, voltage drops in MOSFETs and diodes are excluded.
2. Transfer function for phase shifted bridge uses effective („overlapping”) duty cycle.
3. For LLC converter the formulas are given for operation at resonance.
4. SUR is total switch utilization ratio defined as SUR=Pout/n×Vmax×Imax, where n- the number of power switches in the circuit, Vmax and Imax- their peak voltage and current.

Tuo pačiu ir užduotis – kokios topologijos yra paveiksliukas viršuje ir čia:


Impulsinių maitinimo šaltinių privalumai – didelė galia esant nedideliems gabaritams ir svoriui, nebijo trumpo jungimo,  turi įtampos tiekimo kontrolės sistemas, atsparūs tinklo trukdžiams.

Minusai paprasti – blogai suprojektuotas ar surinktas impulsekas triukšmauja aukštu dažniu tinkle, dėl to gali dirbti nestabiliai. Reikia daugiau detalių nei transformatoriniams maitinimo šaltiniams, dėl ko mažos galios impulsekai brangesni už transformatorinius.

–>

Leave a Reply

*