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.
- Предыдущая запись: Выбор материала и типа сердечника
- Следующая запись: ПОДВИЖНАЯ РАДИОСВЯЗЬ – ЧАСТЬ 1
- ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОГО РАДИОПРИЕМНИКА (0)
- УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РАЗВЯЗКИ АККУМУЛЯТОРОВ (0)
- ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АККУМУЛЯТОРА (0)
- ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИТИЙ-НОННОГО ЭЛЕМЕНТА КОНТРОЛЛЕР ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА (0)
- ОГРАНИЧИТЕЛЬ ЗАРЯДНОГО TOKA АККУМУЛЯТОРА (0)
- ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕСКОЛЬКИХ ЛИТИЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (0)
- ИНДИКАТОР НАПРЯЖЕНИЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ ПРОСТАЯ СХЕМА (0)