Импульсные источники питания с широтно- импульсной модуляцией

November 8, 2011 by admin Комментировать »

Хотя импульсные источники питания с широтно-импульсной модуляцией (далее, ШИМ) окружают нас уже давно, они не находили признания и широкого применения вплоть до середины 1970-х годов. Импульсные источники питания имеют много преимуществ перед линейными стабилизаторами.

Импульсные источники питания имеют более высокий КПД и меньшие размеры, чем линейные стабилизаторы с такими же номиналами, однако их сложнее проектировать, и они излучают больше электромагнитных помех.

На сегодняшний день существуют два подхода к проектированию импульсных источников питания. Проектирование импульсных источников питания постоянного тока (постоянный ток на входе и выходе), предназначенных для встраивания в платы, можно прямо копировать из спецификаций производителей полупроводников и использовать стандартные компоненты других производителей. Однако, если какие- либо требования выходят за рамки стандартизированных подходов, то такой проект становится индивидуальным и намного более сложным.

Данная книга организована таким образом, что весь громоздкий процесс проектирования нестандартных импульсных источников питания разбивается на небольшие, более доступные для понимания части. Каждая часть затем поясняется в терминах "не инженеров-энергетиков", а общепринятые подходы к проектированию иллюстрируются соответствующими расчетными формулами. Наша цель в том, чтобы читатель прочитал соответствующий раздел, выбрал лучший для своего проекта подход с использованием конкретных параметров своей системы и разработал подсхемы, которые затем могут быть вставлены в более крупный проект источника питания. Порядок проектирования — это путь, который опытные инженеры-энергетики используют для подхода к своим проектам, и который обеспечивает ответы прежде, чем будут заданы вопросы.

Основы импульсных источников питания с ШИМ

Работу импульсных источников питания понять достаточно просто. В отличие от линейных стабилизаторов, в которых используется мощный транзистор в линейном режиме, импульсные источники питания с ШИМ основаны на мощных транзисторах в состоянии насыщения и отсечки. В этих состояниях произведение "вольты • амперы" на мощном транзисторе всегда дает малый результат (насыщение — малое напряжении, большой ток; отсечка — большое напряжение, малый ток). Эта величина, называемая EI, внутри устройства питания, является потерей внутри всех мощных полупроводников.

Более эффективное функционирование импульсного источника питания с ШИМ "нарезкой" входного постоянного напряжения на импульсы, амплитуда которых равна величине входного напряжения, а рабочий цикл регулируется схемой управления импульсного регулятора. Как только входное напряжение преобразуется в переменное с прямоугольной формой волны, амплитуда может быть увеличена или уменьшена с помощью трансформатора. Дополнительные выходные напряжения можно получить путем добавления к преобразователю вторичных обмоток. В конце концов, формы волны переменного напряжения фильтруются для обеспечения постоянного выходного напряжения.

Схема управления, основная цель которой заключается в поддержании стабильного выходного напряжения, работает точно так же, как и схема управления линейного типа. То есть, функциональные блоки, опорное напряжение и усилитель ошибки таки же как в линейных стабилизаторах. Различие состоит в том, что выход усилителя ошибки здесь помещен в каскаде преобразователя напряжения перед схемой управления силовым переключателем (ключом).

Существует два функциональных типа импульсных источников питания: пря- моходовый (forward-mode) преобразователь и повышающий (boost-mode) преобразователь. Хотя размещение их элементов различается весьма незначительно, их функционирование очень отличается, и у каждого есть свои преимущества в определенных сферах применения.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты