Прекидачки извори напајања — Општи принципи, предности и недостаци

Данас је већ тешко пронаћи гвоздени трансформатор у било ком кућном апарату или напајању. Током 1990-их, почели су брзо да нестају у прошлости, уступајући место прекидачким претварачима или прекидачким изворима напајања (скраћено СМПС).

Прекидачки извори за напајање превазилазе трансформаторе по величини, квалитету резултујућег једносмерног напона, имају широке могућности за регулисање излазног напона и струје и традиционално су опремљени заштитом од преоптерећења излаза. И иако се верује да су прекидачки извори напајања главни провајдери сметњи у кућној мрежи, њихова широка употреба се не може поништити.

Напајање трансформатора:

Преклопна струја:

Прекидачки извори напајања дугују своју свеприсутност полупроводничким прекидачима - транзистори са ефектом поља и Диоде Сцхоттки… То је транзистор са ефектом поља, који ради заједно са пригушивачем или трансформатором, који је срце сваког модерног прекидачког напајања: у инвертерима, апаратима за заваривање, беспрекидним изворима напајања, уграђеним изворима напајања за телевизоре, мониторе итд. — данас се скоро свуда користе само кола за конверзију импулса.

Општи принцип рада импулсног претварача заснован је на закону електромагнетне индукције и сличан је у овом са сваким трансформатором… Једина разлика је у томе што се наизменични напон са мрежном фреквенцијом од 50 Хз примењује директно на примарни намотај конвенционалног мрежног трансформатора и директно се претвара (затим, ако је потребно, исправља), ау прекидачком напону напајања мрежни напон се прво исправља и претвара у једносмерну струју, а затим се претвара у импулс који се даље повећава или смањује коришћењем специјалног кола високе фреквенције (у поређењу са мрежом од 50 херца).

Коло за прекидачко напајање укључује неколико главних компоненти: мрежни исправљач, прекидач (или прекидаче), трансформатор (или пригушницу), излазни исправљач, контролну јединицу и јединицу за стабилизацију и заштиту. Исправљач, прекидач и трансформатор (пригушница) чине основу енергетског дела СМПС кола, док електронски блокови (укључујући ПВМ контролер) припадају драјверу тзв.

Дакле, мрежни напон се преко исправљача доводи до кондензатора мрежног филтера, где се на тај начин добија константан напон, чији је максимум од 305 до 340 волти, у зависности од тренутне просечне вредности мрежног напона ( од 215 до 240 волти).

Исправљени напон се примењује на примарни намотај трансформатора (пригушница) у облику импулса, чија се учесталост понављања обично одређује помоћу кључног управљачког кола, а трајање је одређено просечном струјом напајаног оптерећења. .

Прекидач са фреквенцијом од неколико десетина до неколико стотина килохерца повезује и искључује примарни намотај трансформатора или пригушнице на кондензатор филтера, чиме се преокреће магнетизација трансформатора или језгра пригушнице.

Разлика између трансформатора и пригушнице: у пригушници су фазе складиштења енергије од извора до језгра и преношења енергије од језгра кроз намотај до оптерећења временски раздвојене, док се код трансформатора то дешава истовремено.

Пригушница се користи у претварачима без галванске изолације топологија: боост - боост, степ - довн, као и у претварачима са галванском изолацијом реверзне топологије. Трансформатор се користи у претварачима са галванском изолацијом следећих топологија: мост-пун-мост, полу-мост-полу-мост, потисни-повуците-повуците-повуците, напред-напред.

Прекидач може бити један (буцк-уп конвертор, унапред конвертор, боост или буцк конвертор без галванске изолације) или енергетски део може да садржи неколико прекидача (полу-мост, мост, потисни).

Управљачко коло прекидача(а) прима са излаза извора повратни сигнал за напон или за напон и струју оптерећења, у складу са вредношћу овог сигнала, ширину (радни циклус) импулса, који контролише трајање проводног стања прекидача се подешава аутоматски.

Излаз је распоређен на следећи начин. Из секундарног намотаја трансформатора или индуктора, или из појединачног намотаја индуктора (ако говоримо о претварачу без галванске изолације), преко Шоткијевих диода пуноталасног исправљача, импулсни напон се доводи до филтера кондензатор.

Постоји и раздјелник напона из којег се прима повратни сигнал напона, а може бити присутан и струјни сензор. Оптерећење је повезано са кондензатором филтера преко додатног излазног нископропусног филтера или директно.