Dainiaus webaz – elektronika ir ne tik !

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		D (0<D<1)	Vin	Iout	Vin	Iout×D	Vout/Vin
Boost		1/(1-D) (0<D<1)	Vout	Iout×Vout /Vin	Vout	Iout	Vin/Vout
Flyback (inverting) or buck-boost		-D/(1-D) (0<D<1)	Vin+|Vout|	Iout× (1+|Vout|/Vin)	Vin+|Vout|	Iout	|Vout|/Vin
Ćuk		-D/(1-D) (0<D<1)	Vin+|Vout|	Iout× (1+|Vout|/Vin)	Vin+|Vout|	Iout	|Vout|/Vin
Sepic		D/(1-D) (0<D<1)	Vin+Vout	Iout	Vin+Vout	Iout	Vout/ (Vin+Vout)
ISOLATING DC-DC CONVERTERS
DCM Flyback		Vin2D2/ (2Lp×F×Iout) (0<D<1)	Vin+Vout ×(Np/Ns)	D×Vin/Lp×F	Vout+ (Vin×Ns/Np)	Iout
DCM 2-switch flyback		Vin2D2/ (2Lp×F×Iout) (0<D<1)	Vin	D×Vin/Lp×F	Vout+ (Vin×Ns/Np)	Iout	D/4
Single Switch Forward		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		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		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		Ns/Np×D (0<D<0.5)	Vin	Iout×Ns/Np	Vin×Ns/Np	0.5×Iout	Vout/2Vin ×Ns/Np
Push- pull		2Ns/Np×D (D<0.5)	2×Vin	Iout×Ns/Np	2Vin×Ns/Np	0.5×Iout	(Vout/4Vin) ×Ns/Np
Full bridge		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		2Ns/Np×D (0<D<0.5)	Vin	Iout×Ns/Np	Vin×Ns/Np	0.5×Iout	(Vout/2Vin) ×Ns/Np
LLC half bridge		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.

–>

Posted in: Elektronika by Dainius /