Импульсный блок питания что такое: Чем отличается импульсный блок питания от обычного: особенности и отличия

Чем отличается импульсный блок питания от обычного: особенности и отличия

Обновлено: 23.04.2021 12:51:21

Подавляющее большинство современной электроники работает на постоянном токе с малыми значениями силы и напряжения. Например, роутеры потребляют 12 вольт и 5 ампер, а смартфоны в большинстве случаев – 5 вольт и 2 ампера. Вот только в бытовой сети распространяется совершенно другой ток – переменный, с частотой 60 Гц, напряжением 220 вольт и (обычно) силой до 6 ампер.

Соответственно, для использования электронных приборов в бытовой сети этот ток надо как-то преобразовать. Для этих целей и используются блоки питания. Их задача – трансформация тока для придания ему определённых параметров напряжения, силы, а также частоты (превращения переменного в постоянный).

И если требуется выбрать подходящий блок питания либо соорудить самостоятельно, то чаще всего можно встретить два варианта – обычный, он же трансформаторный, и импульсный. И в чём разница, кроме конструкционной сложности, не всегда понятно. Поэтому в этой статье мы разберёмся, чем отличается импульсный блок питания от обычного, рассмотрим их особенности и отличия.

Обычные блоки питания (трансформаторного типа)

Трансформаторные блоки питания – одни из первых устройств для преобразования электричества. Они относятся к аналоговому типу, отличаются конструкционной простотой и сравнительно высокой надёжностью. Впрочем, и существенные недостатки вроде слишком крупных габаритов у них также имеются.

Основной функциональный элемент таких БП – трансформатор. Он состоит из двух индукционных катушек. На первую подаётся электричество из бытовой 220-вольтовой сети и создаёт электромагнитное поле. Оно, в свою очередь, наводит индукцию и создаёт электродвижущую силу на второй. Таким образом достигается понижение напряжения.

В дальнейшем электрический ток, созданный на понижающей катушке, передаётся на выпрямляющее устройство. Как правило, оно состоит из нескольких силовых диодов, включённых по схеме моста. Для сглаживания пульсирующего напряжения используется конденсатор, подключённый параллельно диодному мосту, а затем силовые транзисторы его стабилизируют.

В итоге на выходе формируется постоянный ток заданного напряжения и силы. Для регулирования параметров его работы используются специальные резисторы подстройки, включаемые в схему стабилизации.

Обычные БП (трансформаторного типа) характеризуются максимальной конструкционной простотой. В принципиальной схеме элементарного устройства – всего три детали: система катушек, диодный мост и конденсатор.

Ключевые достоинства обычных блоков питания:

1. 
   Простота сборки и конструирования. БП необходимой мощности можно собрать самостоятельно – достаточно лишь понимать принцип работы и точно осознавать, для каких целей планируется использовать аппарат;

2. 
   Высокая надёжность и долговечность. При правильной эксплуатации срок работы аппаратов практически не ограничен. Так, сегодня ещё можно найти функционирующие модели, выпущенные более нескольких десятилетий назад;

3. 
   Доступность комплектующих. Все необходимые детали можно приобрести на радиорынках, у радиолюбителей и в специальных магазинах, заказывать какие-то определённые микросхемы из-за рубежа не требуется;

4. 
   Не создают паразитные радиоволновые токи. Благодаря этому помехи в питающей сети или в конечных потребителях практически не наблюдаются.

Ключевые недостатки обычных блоков питания:

1. 
   Низкий КПД. При передаче электричества трансформаторным способом огромная часть мощности просто теряется. Кроме того, из-за использования стабилизатора на выходе для получения стабильных параметров работы часть КПД дополнительно теряется;

2. 
   Крупногабаритные. Причём чем мощнее БП – тем больше его вес и размеры. Как следствие, высокомощные и вовсе могут быть маломобильными;

3. 
   Создают значительное электромагнитное поле. Тем самым они могут образовывать наводки в других линиях передачи сигнала – например, коаксиальных кабелях или «витой паре».

Все эти недостатки оказываются настолько критическими, что сегодня обычные БП в быту практически не используются. Вместо этого применяются импульсные.

Импульсные блоки питания

Импульсные блоки питания имеют сложную конструкцию и являются устройствами инверторного типа. Их ключевое отличие от обычных заключается в том, что входное напряжение подаётся сразу на выпрямитель. Затем оно формирует импульсы определённой частоты. За это отвечает отдельная подсистема управления, так что импульсные БП являются полноценными цифровыми устройствами.

Поскольку импульсные БП отличаются конструкционной и принципиальной сложностью, рассматривать схему их работы в рамках этой статьи не целесообразно. и

1. 
   Ток из сети поступает на сетевой фильтр, минимизирующий входящие и исходящие искажения;

2. 
   Преобразователь трансформирует синусоиду переменного тока в импульсный постоянный ток;

3. 
   Инвертор, контролируемый через модуль управления, формирует из импульсного постоянного тока прямоугольные высокочастотные сигналы;

4. 
   Ток поступает на импульсный трансформатор, который подаёт напряжение на различные элементы самого БП, а также на нагрузку;

5. 
   После этого ток поступает на выходной выпрямитель, а затем сглаживается на выходном фильтре.

Такая система обеспечивает не только высокий коэффициент полезного действия, но и малые размеры устройства. Причём чем выше частота импульсов – тем компактнее БП за счёт уменьшения габаритов трансформатора.

Ключевые достоинства импульсных блоков питания:

1. 
   Высокий КПД, составляющий, как правило, около 98%. Небольшие потери создаются их-за переходных процессов, возникающих при переключении ключа. Но они слишком незначительны, чтобы брать их в расчёт;

2. 
   Компактные размеры и малый вес. Это достигается за счёт того, что импульсным БП не требуется массивный трансформатор.

Ключевые недостатки импульсных блоков питания:

1. 
   Конструкционная сложность. Собрать такое устройство в домашних условиях без знаний в области электроники или электротехники практически невозможно;

2. 
   Заметный нагрев при работе. Поэтому высокомощные импульсные БП оснащаются дополнительными системами охлаждения, которые приводят к увеличению размера и массы устройства;

3. 
   Наличие высокочастотных помех. Как следствие, для использования в чувствительной аппаратуре такие блоки питания оснащаются фильтром помех, но и он не даёт 100% защиты от такого «мусорного сигнала»;

4. 
   Мощность нагрузки должна входить в номинальный диапазон. При превышении или понижении её будут наблюдаться изменения выходного напряжения. Как правило, производители предусматривают это явление и устанавливают защиту от подобных нештатных ситуаций.

Компактные размеры и высокое значение КПД помогли импульсным БП распространиться максимально широко. Сегодня они применяются в зарядных устройствах мобильной электроники, компьютерной и бытовой техники, а также в системах электронного балласта осветительных приборов.

Сравнение импульсного и обычного блоков питания

Сравним эти два типа устройств, определив, какие лучше использовать в той или иной ситуации.

При прочих равных предпочтительнее использовать импульсные БП. Они обеспечивают больший КПД, а ещё весят от нескольких десятков граммов. Но в некоторых высокоточных, прецизионных устройствах лучше применять обычные (трансформаторные) модели, поскольку они не засоряют выходной сигнал помехами.

Импульсный и аналоговый блоки питания, принципы работы и основные отличия | Энергофиксик

Практически все современные электронные устройства уже используют для своей работы импульсные блоки питания и простые (аналоговые) блоки питания становятся довольно редкими. Для понимания того, по какой причине так случилось, давайте изучим алгоритмы их функционирования, а также сильные и слабые стороны.

Блок питания с силовым трансформатором

Для простоты понимания давайте изучим упрощенную схему подобного блока питания (БП)

yandex. ru

yandex.ru

Из выше представленного рисунка видно, что на входе расположен понижающий трансформатор. Благодаря ему выполняется трансформация входящего напряжения, например 230 вольт, на выходное напряжение, например 12 Вольт. Так же трансформатор служит гальванической развязкой высокой и низкой стороны.

Далее идет блок выпрямителя, в котором происходит преобразование синусоидального тока в импульсный. Для этого в рассматриваемом блоке применяются диоды, соединенные мостом.

В третьем блоке совмещены сразу две функции, а именно: сглаживание напряжения (для этого применяется конденсатор с подобранной емкостью) и его стабилизация (чтобы избежать провалов при возрастании нагрузки).

Еще раз скажу, что представленная схема довольно сильно упрощена, так как не указаны входной фильтр и цепи защиты, но для понимания принципа работы эти опущения допустимы.

Недостатки и достоинства блоков питания с трансформатором

Минусы

— Главным слабым элементом, а, следовательно, недостатком подобных блоков питания является трансформатор. Его размеры просто физически не позволяют создать компактные зарядные устройства, а его стоимость зачастую в несколько раз больше стоимости всех остальных комплектующих изделия.

yandex.ru

yandex.ru

— Также у подобных блоков питания низкий КПД (по сравнению с импульсным блоком питания).

— Для стабилизации выходного напряжения необходимо дополнительно использовать стабилизатор, который еще сильнее уменьшает КПД (за счет дополнительных потерь).

Плюсы

Помимо слабых сторон у таких изделий есть и неоспоримые плюсы, а именно:

— Высокая надежность изделия.

— Подобные блоки питания не генерируют паразитных радиоволновых помех (в отличие от импульсных блоков питания).

— Довольно простая конструкция.

Импульсные блоки питания

Давайте теперь рассмотрим упрощенную структурную схему импульсного блока питания:

Принцип работы подобных блоков питания имеет существенную разницу от трансформаторных блоков питания и в первую очередь она обусловлена тем, что здесь отсутствует сам трансформатор. А теперь давайте познакомимся с алгоритмом подробнее:

yandex.ru

yandex.ru

— Сетевое напряжение поступает на сетевой фильтр. Главная функция представленного элемента — снижение сетевых помех, которые возникают непосредственно в самом блоке питания и присутствуют в приходящем из сети напряжении.

— Затем подключается к работе преобразовательный блок, который трансформирует напряжение синусоидальной формы в постоянное напряжение импульсного характера. Затем подключается сглаживающий фильтр.

— Далее инвертор формирует прямоугольный высокочастотный сигнал. При этом обратная связь с инвертором выполняется через блок управления.

— Дальнейшим элементом, вступающим в работу, является блок ИТ (силовой трансформатор). Данный блок выполняет гальваническую развязку. Так же ИТ нужен для автоматического генераторного режима и для запитывания цепей защиты, управления и нагрузки. Сердечник элемента производится из ферромагнитных материалов, которые гарантируют передачу высокочастотных сигналов, находящиеся в пределе от 20 кГц до 100 кГц.

— Следующим элементом, вступающим в процесс преобразования, является выходной выпрямитель. Так как здесь происходит работа с напряжением высокой частоты, то в этом блоке применяются диоды Шоттки.

— И на завершающем этапе на выходном фильтре происходит сглаживание напряжения и выдача преобразованного напряжения на нагрузку.

Вот мы и рассмотрели алгоритм работы импульсного блока питания, давайте теперь узнаем, какие у них есть преимущества и недостатки

Плюсы и минусы импульсных блоков питания

Плюсы

По сравнению с трансформаторными аналогами импульсные блоки питания аналогичной мощности имеют довольно скромные габариты, а вследствие этого и довольно малый вес устройства.

У импульсных БП КПД достигает 98% (потери в устройстве обусловлены лишь с переходными процессами во время открывания ключей).

По причине очень широкого распространения комплектующих, готовые изделия имеют относительно низкую стоимость.

Минусы

— Высокочастотные помехи. Так как сам принцип работы подобных устройств построен на преобразовании высокочастотных импульсов, то неизбежна выработка паразитных составляющих.

Существуют ограничения по мощности

Особенность импульсных блоков питания заключена в том, что их нельзя не только перегружать, но и недогружать. В случае того, если потребление тока в цепи упадет ниже критического предела, то схема запуска может просто отказаться работать либо выходное напряжение будет иметь характеристики далекие от рабочего диапазона.

yandex.ru

yandex.ru

Заключение

Итак, мы рассмотрели алгоритмы работы импульсных и трансформаторных блоков питания. Как вы видите, несмотря на очень широкое распространение импульсных блоков питания, трансформаторные БП все так же находят свое применение в аппаратуре, чувствительной к высокочастотным помехам.

Статья оказалась вам полезна и интересна, тогда оцените ее пальцем вверх. Спасибо за ваше внимание!

Как ремонтировать импульсный блок питания

Импульсный источник питания — это инверторная система, в которой входное переменное напряжение выпрямляется, а потом полученное постоянное напряжение преобразуется в импульсы высокой частоты и установленой скважности, которые как правило, подаются на импульсный трансформатор.

Немного о применении и устройстве ИБП

Под аббревиатурой ИБП достаточно часто упоминается источник бесперебойного питания. Чтобы не было разночтений, условимся, что в данной статье это Импульсный Блок Питания.

Практически все импульсные блоки питания, применяющиеся в электронной аппаратуре построены по двум функциональным схемам.

Рис.1. Функциональные схемы импульсных блоков питания

По полумостовой схеме выполняются, как правило, достаточно мощные блоки питания, например компьютерные. По двухтактной схеме изготавливаются также блоки питания мощных эстрадных УМЗЧ и сварочных аппаратов.

Кому доводилось ремонтировать усилители мощностью 400 и более ватт, прекрасно знает, какой у них вес. Речь идет, естественно, об УМЗЧ с традиционным трансформаторным блоком питания. ИБП телевизоров, мониторов, DVD-проигрывателей чаще всего делаются по схеме с однотактным выходным каскадом.

Хотя реально существуют и другие разновидности выходных каскадов, которые показаны на рисунке 2.

Рис.2. Выходные каскады импульсных блоков питания

Здесь показаны только силовые ключи и первичная обмотка силового трансформатора.

Если внимательно посмотреть на рисунок 1, нетрудно заметить, что всю схему можно разделить на две части — первичную и вторичную. Первичная часть содержит сетевой фильтр, выпрямитель напряжения сети, силовые ключи и силовой трансформатор. Эта часть гальванически связана с сетью переменного тока.

Кроме силового трансформатора в импульсных блоках питания применяются еще развязывающие трансформаторы, через которые управляющие импульсы ШИМ – контроллера подаются на затворы (базы) силовых транзисторов. Таким способом обеспечивается гальваническая развязка от сети вторичных цепей. В более современных схемах эта развязка осуществляется при помощи оптронов.

Вторичные цепи гальванически отвязаны от сети при помощи силового трансформатора: напряжение с вторичных обмоток подается на выпрямитель, и далее в нагрузку. От вторичных цепей питаются также схемы стабилизации напряжения и защиты.

Очень простые импульсные блоки питания

Выполняются на базе автогенератора, когда задающий ШИМ контроллер отсутствует. В качестве примера такого ИБП можно привести схему электронного трансформатора Taschibra.

Рис.3. Электронный трансформатор Taschibra

Подобные электронные трансформаторы выпускаются и другими фирмами. Их основное назначение — питание галогенных ламп. Отличительная особенность подобной схемы — простота и малое количество деталей. Недостатком можно считать то, что без нагрузки эта схема просто не запускается, выходное напряжение нестабильно и имеет высокий уровень пульсаций. Но лампочки все-таки светят! При этом вторичная цепь полностью отвязана от питающей сети.

Совершенно очевидно, что ремонт такого блока питания сводится к замене транзисторов, резисторов R4, R5, иногда диодного моста VDS1 и резистора R1, выполняющего роль предохранителя. Просто нечему больше в этой схеме сгореть. При небольшой цене электронных трансформаторов чаще просто покупается новый, а ремонт делается, что называется, «из любви к искусству».

Сначала техника безопасности

Коль скоро имеется такое весьма неприятное соседство первичной и вторичной цепей, которые в процессе ремонта обязательно, пусть, даже случайно, придется пощупать руками, то следует напомнить некоторые правила техники безопасности.

Прикасаться к включенному источнику можно только одной рукой, ни в коем случае не сразу обеими. Это известно каждому, кто работает с электрическими установками. Но лучше не касаться вовсе, или, только после отключения от сети путем выдергивания вилки из розетки. Также не следует на включенном источнике что-то паять или просто крутить отверткой.

В целях обеспечения электробезопасности на платах блоков питания «опасная» первичная сторона платы обводится достаточно широкой полосой или заштриховывается тонкими полосками краски, чаще белого цвета. Это предупреждение о том, что трогать руками эту часть платы опасно.

Даже выключенный импульсный блок питания можно касаться руками только через некоторое время, не менее 2…3 минут после выключения: на высоковольтных конденсаторах заряд сохраняется достаточно долго, хотя в любом нормальном блоке питания параллельно конденсаторам установлены разрядные резисторы. Помните, как в школе предлагали друг другу заряженный конденсатор! Убить, конечно, не убьет, но удар получается достаточно чувствительный.

Но самое страшное даже не в этом: ну, подумаешь, чуть щипнуло. Если сразу после выключения прозвонить электролитический конденсатор мультиметром, то вполне возможно пойти в магазин за новым.

Когда такое измерение предвидится, конденсатор нужно разрядить, хотя бы пинцетом. Но лучше это сделать с помощью резистора сопротивлением в несколько десятков КОм. В противном случае разряд сопровождается кучей искр и достаточно громким щелчком, да и для конденсатора такое КЗ не очень полезно.

И все же, при ремонте приходится касаться включенного импульсного блока питания, хотя бы для проведения каких-то измерений. В этом случае максимально обезопасить себя любимого от поражения электричеством поможет развязывающий трансформатор, часто его называют трансформатор безопасности.

Если же в двух словах, то это трансформатор с двумя обмотками на 220В, мощностью 100…200Вт (зависит от мощности ремонтируемого ИБП), электрическая схема показана на рисунке 4.

Рис.4. Трансформатор безопасности

Левая по схеме обмотка включается в сеть, к правой обмотке через лампочку подключается неисправный импульсный блок питания. Самое главное при таком включении это то, что ОДНОЙ рукой прикасаться к любому концу вторичной обмотки можно безбоязненно, равно как и ко всем элементом первичной цепи блока питания.

О роли лампочки и ее мощности

Чаще всего ремонт импульсного блока питания выполняется без развязывающего трансформатора, но в качестве дополнительной меры безопасности включение блока производится через лампочку мощностью 60…150Вт. По поведению лампочки можно, в общем, судить о состоянии блока питания. Конечно, такое включение не обеспечит гальванической развязки от сети, трогать руками не рекомендуется, но от дыма и взрывов вполне может защитить.

Если при включении в сеть лампочка зажигается в полный накал, то следует искать неисправность в первичной цепи. Как правило, это пробитый силовой транзистор или выпрямительный мост. При нормальной работе блока питания лампочка сначала вспыхивает достаточно ярко (заряд конденсаторов), а потом нить накала продолжает слабо светиться.

Насчет этой лампочки существует несколько мнений. Кто-то говорит, что она не помогает избавиться от непредвиденных ситуаций, а кто-то считает, что намного снижается риск спалить только что запаянный транзистор. Будем придерживаться этой точки зрения, и лампочку для ремонта использовать.

О разборных и неразборных корпусах

Чаще всего импульсные блоки питания выполняются в корпусах. Достаточно вспомнить компьютерные блоки питания, различные адаптеры, включаемые в розетку, зарядные устройства для ноутбуков, мобильных телефонов и т.п.

В случае компьютерных блоков питания все достаточно просто. Из металлического корпуса выкручиваются несколько винтиков, снимается металлическая же крышка и, пожалуйста, вся плата с деталями уже в руках.

Если корпус пластмассовый, то следует поискать на обратной стороне, где находится сетевая вилка, маленькие шурупчики. Тогда все просто и понятно, отвернул и снял крышку. В этом случае можно сказать, что просто повезло.

Но в последнее время все идет по пути упрощения и удешевления конструкций, и половинки пластмассового корпуса просто склеиваются, причем достаточно прочно. Один товарищ рассказывал, как возил в какую-то мастерскую подобный блок. На вопрос, как же его разобрать мастера сказали: «Ты, что не русский?». После чего взяли молоток и быстренько раскололи корпус на две половинки.

На самом деле это единственный способ для разборки пластиковых клееных корпусов. Вот только колотить надо аккуратно и не очень фанатично: под действием ударов по корпусу могут оборваться дорожки, ведущие к массивным деталям, например, трансформаторам или дросселям.

Помогает также вставленный в шов нож, и легкое постукивание по нему все тем же молотком. Правда, после сборки остаются следы этого вмешательства. Но пусть уж будут незначительные следы на корпусе, зато не придется покупать новый блок.

Как найти схему

Если в прежние времена практически ко всем устройствам отечественного производства прилагались принципиальные электрические схемы, то современные иностранные производители электроники делиться своими секретами не хотят. Вся электронная техника комплектуется лишь руководством пользователя, где показывается, какие надо нажимать кнопки. Принципиальные схемы к пользовательскому руководству не прилагаются.

Предполагается, что устройство будет работать вечно или ремонт будет производиться в авторизованных сервисных центрах, где имеются руководства по ремонту, именуемые сервис мануалами (service manual). Сервисные центры не имеют права делиться со всеми желающими этой документацией, но, хвала интернету, на многие устройства эти сервис мануалы находить удается. Иногда это может получиться безвозмездно, то есть, даром, а иногда нужные сведения можно получить за незначительную сумму.

Но даже если нужную схему найти не удалось, отчаиваться не стоит, тем более при ремонте блоков питания. Практически все становится понятно при внимательном рассмотрении платы. Вот этот мощный транзистор — не что иное как выходной ключ, а эта микросхема — ШИМ контроллер.

В некоторых контроллерах мощный выходной транзистор «спрятан» внутри микросхемы. Если эти детали достаточно габаритные, то на них имеется полная маркировка, по которой можно найти техническую документацию (data sheet) микросхемы, транзистора, диода или стабилитрона. Именно эти детали составляют основу импульсных блоков питания.

Даташиты содержат весьма полезную информацию. Если это микросхема ШИМ контроллера, то можно определить, где какие выводы, какие на них приходят сигналы. Тут же можно найти внутреннее устройство контроллера и типовую схему включения, что очень помогает разобраться с конкретной схемой.

Несколько сложнее найти даташиты на малогабаритные компоненты SMD. Полная маркировка на маленьком корпусе не помещается, вместо нее на корпусе ставится кодовое обозначение из нескольких (три, четыре) букв и цифр. По этому коду с помощью таблиц или специальных программ, добытых опять-таки в интернете, удается, правда не всегда, найти справочные данные неведомого элемента.

Измерительные приборы и инструмент

Для ремонта импульсных блоков питания потребуется тот инструмент, который должен быть у каждого радиолюбителя. В первую очередь это несколько отверток, кусачки-бокорезы, пинцет, иногда пассатижи и даже упомянутый выше молоток. Это для слесарно-монтажных работ.

Для паяльных работ, конечно же, понадобится паяльник, лучше несколько, различной мощности и габаритов. Вполне подойдет обычный паяльник мощностью 25…40Вт, но лучше, если это будет современный паяльник с терморегулятором и стабилизацией температуры.

Для отпаивания многовыводных деталей хорошо иметь под руками если не супердорогую паяльную станцию, то хотя бы простенький недорогой паяльный фен. Это позволит без особых усилий и разрушения печатных плат выпаивать многовыводные детали.

Для измерения напряжений, сопротивлений и несколько реже токов понадобится цифровой мультиметр, пусть даже не очень дорогой, или старый добрый стрелочный тестер. О том, что стрелочный прибор еще рано списывать со счетов, какие он дает дополнительные возможности, которых нет у современных цифровых мультиметров, можно прочитать в статье «Стрелочные и цифровые мультиметры — достоинства и недостатки».

Неоценимую помощь в ремонте импульсных блоков питания может оказать осциллограф. Тут тоже вполне возможно воспользоваться стареньким, даже не очень широкополосным электронно-лучевым осциллографом. Если конечно есть возможность приобрести современный цифровой осциллограф, то это еще лучше. Но, как показывает практика, при ремонте импульсных блоков питания можно обойтись и без осциллографа.

Собственно при ремонте возможны два исхода: либо отремонтировать, либо сделать еще хуже. Тут уместно вспомнить закон Хорнера: «Опыт растет прямо пропорционально числу выведенной из строя аппаратуры». И хотя закон этот содержит изрядную долю юмора, в практике ремонта дела обстоят именно таким образом. Особенно в начале пути.

Поиск неисправностей

Импульсные блоки питания выходят из строя намного чаще, чем другие узлы электронной аппаратуры. В первую очередь сказывается то, что присутствует высокое сетевое напряжение, которое после выпрямления и фильтрации становится еще выше. Поэтому силовые ключи и весь инверторный каскад работают в очень тяжелом режиме, как электрическом, так и тепловом. Чаще всего неисправности кроются именно в первичной цепи.

Неисправности можно разделить на два типа. В первом случае отказ импульсного блока питания сопровождается дымом, взрывами, разрушением и обугливанием деталей, иногда дорожек печатной платы.

Казалось бы, что вариант простейший, достаточно только поменять сгоревшие детали, восстановить дорожки, и все заработает. Но при попытке определить тип микросхемы или транзистора выясняется, что вместе с корпусом улетучилась и маркировка детали. Что тут было, без схемы, которой чаще под рукой нет, узнать невозможно. Иногда ремонт на этой стадии и заканчивается.

Второй тип неисправности тихий, как говорил Лёлик, без шума и пыли. Просто бесследно пропали выходные напряжения. Если этот импульсный блок питания представляет собой простой сетевой адаптер вроде зарядника для сотового или ноутбука, то в первую очередь следует проверить исправность выходного шнура.

Чаще всего происходит обрыв либо около выходного разъема, либо у выхода из корпуса. Если блок включается в сеть при помощи шнура с вилкой, то в первую очередь следует убедиться в его исправности.

После проверки этих простейших цепей уже можно лезть в дебри. В качестве этих дебрей возьмем схему блока питания 19-дюймового монитора LG_flatron_L1919s. Собственно неисправность была достаточно простой: вчера включался, а сегодня не включается.

При кажущейся серьезности устройства — как-никак монитор, схема блока питания достаточно проста и наглядна.

Описание схемы и рекомендации по ремонту

После вскрытия монитора было обнаружено несколько вздутых электролитических конденсаторов (C202, C206, C207) на выходе блока питания. В таком случае лучше поменять сразу все конденсаторы, всего шесть штук. Стоимость этих деталей копеечная, поэтому не стоит ждать, когда они тоже вспучатся. После такой замены монитор заработал. Кстати, такая неисправность у мониторов LG достаточно частая.

Вспученные конденсаторы вызывали срабатывание схемы защиты, о работе которой будет рассказано чуть позже. Если после замены конденсаторов блок питания не заработал, придется искать другие причины. Для этого рассмотрим схему более подробно.

Рис 5. Блок питания монитора LG_flatron_L1919s (для увеличения нажмите на рисунок)

Сетевой фильтр и выпрямитель

Сетевое напряжение через входной разъем SC101, предохранитель F101, фильтр LF101 поступает на выпрямительный мост BD101. Выпрямленное напряжение через термистор Th201 поступает на сглаживающий конденсатор C101. На этом конденсаторе получается постоянное напряжение 310В, которое поступает на инвертор.

Если это напряжение отсутствует или намного меньше указанной величины, то следует проверить сетевой предохранитель F101, фильтр LF101, выпрямительный мост BD101, конденсатор C101, и термистор Th201. Все указанные детали легко проверить с помощью мультиметра. Если возникает подозрение на конденсатор C101, то лучше поменять его на заведомо исправный.

Кстати, сетевой предохранитель просто так не сгорает. В большинстве случаев его замена не приводит к восстановлению нормальной работы импульсного блока питания. Поэтому следует искать другие причины, приводящие к перегоранию предохранителя.

Предохранитель следует ставить на тот же ток, который указан на схеме, и ни в коем случае не «умощнять» предохранитель. Это может привести к еще более серьезным неисправностя.

Инвертор

Инвертор выполнен по однотактной схеме. В качестве задающего генератора используется микросхема ШИМ-контроллера U101 к выходу которой подключен силовой транзистор Q101. К стоку этого транзистора через дроссель FB101 подключена первичная обмотка трансформатора T101 (выводы 3-5).

Дополнительная обмотка 1-2 с выпрямителем R111, D102, C103 используется для питания ШИМ контроллера U101 в установившемся режиме работы блока питания. Запуск ШИМ контроллера при включении производится резистором R108.

Выходные напряжения

Блок питания вырабатывает два напряжения: 12В/2А для питания инвертора ламп подсветки и 5В/2А для питания логической части монитора.

От обмотки 10-7 трансформатора T101 через диодную сборку D202 и фильтр C204, L202, C205 получается напряжение 5В/2А.

Последовательно с обмоткой 10-7 соединена обмотка 8-6, от которой с помощью диодной сборки D201 и фильтра C203, L201, C202, C206, C207 получается постоянное напряжение 12В/2А.

Защита от перегрузок

В исток транзистора Q101 включен резистор R109. Это датчик тока, который через резистор R104 подключен к выводу 2 микросхемы U101.

При перегрузке на выходе ток через транзистор Q101 увеличивается, что приводит к падению напряжения на резисторе R109, которое через резистор R104 подается на вывод 2CS/FB микросхемы U101 и контроллер перестает вырабатывать управляющие импульсы (вывод 6OUT). Поэтому напряжения на выходе блока питания пропадают.

Именно эта защита и срабатывала при вспученных электролитических конденсаторах, о которых было упомянуто выше.

Уровень срабатывания защиты 0,9В. Этот уровень задается источником образцового напряжения внутри микросхемы. Параллельно резистору R109 подключен стабилитрон ZD101 с напряжением стабилизации 3,3В, что обеспечивает защиту входа 2CS/FB от повышенного напряжения.

К выводу 2CS/FB через делитель R117, R118, R107 подается напряжение 310В с конденсатора С101, что обеспечивает срабатывание защиты от повышенного напряжения сети. Допустимый диапазон сетевого напряжения, при котором монитор нормально работает находится в диапазоне 90…240В.

Стабилизация выходных напряжений

Выполнена на регулируемом стабилитроне U201 типа A431. Выходное напряжение 12В/2А через делитель R204, R206 (оба резистора с допуском 1%) подается на управляющий вход R стабилитрона U201. Как только выходное напряжение становится равным 12В, стабилитрон открывается и засвечивается светодиод оптрона PC201.

В результате открывается транзистор оптрона, (выводы 4, 3) и напряжение питания контроллера через резистор R102 подается на вывод 2CS/FB. Импульсы на выводе 6OUT пропадают, и напряжение на выходе 12В/2А начинает падать.

Напряжение на управляющем входе R стабилитрона U201 падает ниже опорного напряжения (2,5В), стабилитрон запирается и выключает оптрон PC201. На выходе 6OUT появляются импульсы, напряжение 12В/2А начинает возрастать и цикл стабилизации повторяется снова. Подобным образом цепь стабилизации построена во многих импульсных блоков питания, например, в компьютерных.

Таким образом, получается, что на вход 2CS/FB контроллера с помощью проводного ИЛИ подключены сразу три сигнала: защита от перегрузок, защита от превышения напряжения сети и выход схемы стабилизатора выходных напряжений.

Вот тут как раз уместно вспомнить, как можно проверить работу этой петли стабилизации. Для этого достаточно при ВЫКЛЮЧЕННОМ!!! из сети блоке питания подать на выход 12В/2А напряжение от регулируемого блока питания.

На выход оптрона PC201 зацепиться лучше стрелочным тестером в режиме измерения сопротивлений. Пока напряжение на выходе регулируемого источника ниже 12В, сопротивление на выходе оптрона будет большим.

Теперь будем увеличивать напряжение. Как только напряжение станет больше 12В, стрелка прибора резко упадет в сторону уменьшения сопротивления. Это говорит о том, что стабилитрон U201 и оптопара PC201 исправны. Следовательно, стабилизация выходных напряжений должна работать нормально.

В точности так же можно проверить работу петли стабилизации у компьютерных импульсных блоков питания. Главное разобраться в том, к какому напряжению подключен стабилитрон.

Если все указанные проверки прошли удачно, а блок питания не запускается, то следует проверить транзистор Q101, выпаяв его из платы. При исправном транзисторе виновата, скорей всего, микросхема U101 или ее обвязка. В первую очередь это электролитический конденсатор C105, который лучше всего проверить заменой на заведомо исправный.

Ранее ЭлектроВести писали, что ОП «Энергоатом-Трейдинг» на торгах Украинской энергетической биржи (УЭБ) реализовал 168 тыс. МВт*ч «ночной» электроэнергии по цене 682,35 грн/МВт*ч, что на 43,2% ниже стартовой цены, составляющей 1200 грн/Мвт*ч.

По материалам: electrik.info.

Импульсный блок питания для телетайпа из 1940х (со светящимися ртутными тиратронами!)

Недавно мы начали процесс восстановления телетайпа Model 19, военно-морской системы связи из 1940х

[1]

.

Этот телетайп питался от массивного блока питания постоянного напряжения, который звался «Выпрямитель REC-30». В нём использовались специальные тиратроны на ртутных парах, которые выдавали жуткое голубое свечение при включении, как на фото ниже.

Тиратронные трубки в блоке питания REC-30 выдают такое голубое свечение. Оранжевый свет исходит от неоновой лампы, используемой как источник опорного напряжения.

REC-30 интересный экземпляр в первую очередь из-за того, что это очень ранний импульсный блок питания. (Я знаю, что весьма спорно называть этот девайс импульсным блоком питания, но, тем не менее, я не вижу хорошей причины не делать этого). Несмотря на то, что в наши дни импульсные блоки питания используются повсеместно (из-за дешевизны высоковольтных транзисторов), они были диковинкой в 1940х. REC-30 огромен — его вес превышает 45 килограмм! Если сравнить его с 300 граммами блока питания для MacBook’а, то виден впечатляющий прогресс в развитии блоков питания с 1940х годов. В данной записи я загляну внутрь блока питания, опишу принципы его работы и сравню его с БП для MacBook’a.

Что же такое телетайп?

Телетайп Model 19. Изображение из журнала BuShips Electron от 1945 года.

Teletype является брендом производителя телепринтеров, которые, по сути, являются пишущими машинками, способными сообщаться через проводное соединение на длинных дистанциях. Возможно, вы знакомы с телетайпами через старые фильмы о журналистике, в которых эти устройства использовали для передачи новостных бюллетеней. Или, может быть, вы видели компьютеры из 1970х с телетайпом ASR33 в качестве терминала. Большая часть терминологии для технологии последовательных портов в современных компьютерах исходит из эры телетайпов: стартовый и стоповый биты, бодрейт, TTY и даже клавиша Break. Телетайпы также умели записывать и считывать символы с перфолент, используя 5-битное кодирование [2].

«Телетайп останется навсегда.» На фотографии показана перфолента для 5-битного кодирования, используемого телетайпами. Изображение из журнала BuShips Electron от 1945 года.

Телетайпы появились в ранних 1900х. В этой доэлектронной эре выбор символа, сериализация и печать достигались за счет использования сложных электромеханических устройств: электромагнитов, переключателей, рычагов, шестеренок и кулачковых механизмов. Нажатие на клавишу в телетайпе замыкало определенный набор переключателей, ассоциированных с символом. Моторизованный распределитель сериализовал этот набор бит для передачи по проводу. На принимающей стороне электромагниты преобразовывали полученные биты данных в движения механических избирательных гребней. Передвижение гребней образует сочетание выемок, соответствующее принятому символу, и совпадает с типовым рычагом, связанным со знаком. В результате получаем напечатанный символ [3].

Частично разобранный телетайп Model 19

Токовая петля

Телетайпы сообщаются друг с другом через 60мА токовую петлю: наличие тока в цепи даёт значение «маркер» (телетайп, соответственно, дырявит перфоленту), а если течение тока прерывается, то получаем значение, называемое «пробел». Каждый символ передаётся семью битами: стартовый бит, 5 бит данных и стоп-бит. Если вы когда-либо использовали последовательные устройства на вашем ПК, то знайте — именно телетайпы ввели понятия стартовых и стоповых битов. А бодрейт получил название по имени изобретателя 5-битного кодирования —

Эмиля Бодо

. Блок питания REC-30 выдавал 900 мА при 120В постоянного тока, достаточного для питания 15 телетайпов.

Возможно вы гадаете, почему же телетайпы просто не использовали уровни напряжения вместо этой странной токовой петли? Главная причина заключается в том, что при посылке сигналов по проводам в другой город очень трудно узнать какое же итоговое напряжение будет на том конце, из-за падения напряжения по пути. Но если вы отправляете 60мА, приемник получит те же самые 60мА (если не будет короткого замыкания, конечно же) [4]. Большой ток необходим для того, чтобы приводить в движение электромагниты и реле в телетайпах. В дальнейшем телетайпы стали чаще использовать 20мА токовую петлю вместо 60мА.

Зачем использовать именно импульсный блок питания?

Существует несколько путей разработки стабилизирующего источника питания. Наиболее простой и очевидный — линейный блок питания, который построен на лампах или транзисторах для стабилизации напряжения. Блок питания ведёт себя как переменный резистор, понижая входное напряжение до необходимого выходного уровня. Проблема с линейными блоками питания заключается в том, что они в принципе не очень-то и эффективны, ибо избыточное напряжение конвертируется в никому не нужное тепло.

Действительно, более современные блоки питания являются импульсными. Они с высокой частотой включаются и выключаются, таким образом доводя среднее напряжение до желаемого выходного уровня. Так как переключающий элемент (не важно активен он или нет) не имеет такого высокого сопротивления как линейный источник питания, то импульсные блоки тратят зазря совсем немного энергии. Кроме того, обычно они еще намного меньше и легче, но, очевидно, что разработчики REC-30 не следовали этому канону (его ширина больше 60см) [5]. Большинство блоков питания, которые попадутся вам на глаза, являются импульсными — начиная от зарядки для телефона, заканчивая блоком питания вашего компьютера. Импульсные БП набрали свою популярность в 1970х после разработки высоковольтных полупроводников, поэтому REC-30, с ламповой компонентной базой, является весьма необычным экземпляром.

Блок питания телетайпа REC-30 в своём сером окрашенном корпусе. Кабели питания выходят сверху. Лампы находятся за дверцей справа.

Внутри блока питания REC-30

На фото ниже можете увидеть основные компоненты блока питания. Переменный ток поступает слева и подаётся в большой

автотрансформатор

. Автотрансформатор — это специальный однообмоточный многоцелевой трансформатор, который преобразует напряжение входного переменного тока (которое может быть от 95В до 250В)

[6]

в фиксированные 230В. Благодаря этому, блок питания способен переваривать широкий спектр входных напряжений, путём простого подключения провода к соответствующей клемме автотрансформатора. Выходные 230В от автотрансформатора подаются на анодный трансформатор (управляющий), который выдаёт 400В для тиратронных трубок

[7]

.

Они, в свою очередь, выпрямляют и стабилизируют напряжение, превращая переменный ток в постоянный. Затем ток фильтруется конденсаторами (их не видно на фото) и катушками индуктивности (дроссели) и окончательно на выходе получается 120В постоянного тока.

Основные компоненты REC-30

Опустим пока само переключение питания. Преобразование переменного тока в постоянный в REC-30 происходит через использование полноволнового выпрямителя и трансформатора со средней точкой (управляющий трансформатор), примерно так, как на схеме ниже (вместо диодов для выпрямления тока используются тиратроновые трубки). Обмотки трансформатора выдают две синусоиды в противофазе, поэтому у нас всегда будет положительная фаза тока, которую мы проводим через одну из тиратроновых трубок, получая пульсирующий постоянный ток (другими словами, отрицательная фаза переменного тока инвертируется и получается положительный выходной сигнал). Затем блок питания, с помощью катушек индуктивности (дросселей) и фильтрующих конденсаторов, сглаживает пульсацию и предоставляет ровное напряжения на выходе.

Схема полноволнового выпрямителя (по центру), который преобразует переменный ток (слева) в пульсирующий постоянный (справа). Изображение принадлежит Wdwd, CC BY 3.0.

В отличие от диодов на схеме выше, тиратроновые трубки в блоке питания могут включаться и отключаться, давая, таким образом, возможность контролировать выходное напряжение. Основная идея заключается в том, чтобы включать тиратрон в определенную фиксированную фазу цикла переменного тока, как на анимации снизу. Если тиратрон включен полный цикл, то мы получаем полное напряжение, если включен пол-цикла, то половину напряжения, а если всего на какую-то малую долю цикла, то на выходе будет совсем небольшое напряжение [8]. Такая техника называется фазовым регулированием, потому что устройство включается только в определенный фазовый угол (к примеру, между 0° и 180° для синусоиды переменного тока). Очень похожий метод используется в обычном диммере освещения, разве что в них используются полупроводниковые симисторы вместо тиратроновых трубок [9].

Схема фазовой регуляции. Верхняя часть анимации показывает какая часть импульса используется, а нижняя показывает момент в котором тиратрон включен. Изображение принадлежит Zureks, CC BY-SA 2.5.

Тиратроновые трубки блока питания напоминают радиолампы, но в отличие от них содержат аргон и ртутные пары внутри стеклянной колбы (тогда как в радиолампах поддерживается вакуум). Тиратроновые трубки состоят из трех компонент: нить накаливания (катод), анод и сетка. Нить накаливания, похожая на те, которые используются в обычных лампочках, нагревается и испускает электроны. Анод, закрепленный сверху трубки, улавливает эти электроны, позволяя, таким образом, течение тока от катода к аноду. Контрольный электрод (сетка), находящийся между анодом и катодом служит цели блокировки потока электронов. Когда электроны текут к аноду, ртутный пар ионизируется, открывая таким образом тиратрон и производя побочный эффект в виде синего свечения, которое вы можете наблюдать на фото (а вот в обычных радиолампах хотя и имеется поток электронов, но ионизировать нечего). Ионизированная ртуть создаёт высокопроводящий тракт между катодом и анодом, позволяя течь довольно сильному току (1.5А). Как только ртуть ионизируется, сетка больше не управляет тиратроном, и он остаётся открытым до тех пор, пока напряжение между анодом и катодом не упадёт до нуля. В этот момент ионизация спадает и трубка выключается, пока её опять не переведут в открытое состояние.

Блок питания REC-30 для телетайпа. Видно синие свечение тиратроновых трубок оранжевое свечение неоновой лампы, используемой как источник опорного напряжения. Таймер и реле заметны слева сверху

Напряжение на сетке управляет тиратроном. Отрицательное напряжение отражает отрицательно-заряженные электроны, препятствуя таким образом току электронов между катодом и анодом. Но когда напряжение на аноде становится достаточно сильным, электроны преодолевают отталкивание сетки, и тиратрон открывается. Важный момент заключается в том, что чем выше отрицательное напряжение на сетке, тем более сильное отталкивание происходит и тем более высокое напряжение требуется, чтобы открыть тиратрон. Таким образом, напряжение на сетке управляет фазой цикла переменного тока, в которой тиратрон открывается.

Управляющая схема блока питания стабилизирует выходное напряжение через изменение напряжение на сетке, контролируя тайминги тиратрона [10]. Я использовал регулировочный потенциометр блока питания чтобы показать как меняется напряжение при смене таймингов. У меня получалось выставить выходное напряжение (синий на осциллограмме) в интервале от 114В до 170В. Стабилизирующая схема регулировала напряжение сетки (розовый), и через него управляя таймингами тиратронов (сине-зелёный и желтый) [11]. Осцилограмма устроена немного хитро — обратите внимание на соответствующее примечание. Главная деталь, которую важно подметить, это то, как пики сине-зелёной и желтой кривых сдвигаются влево с увеличением выходного напряжения, и это означает что тиратроны срабатывают раньше.

Изменением фазы регулируется выходное напряжения от 130В до 170В. Желтым и сине-зеленым обозначаются напряжения на тиратронах. Розовым — сигнал управляющей сетки. Синим — инвертированное выходное напряжение.

На изображении ниже показана схема блока питания REC-30 (крупнее — здесь). Входная цепь переменного напряжения выделена зеленым. В ней автотрансформатор стабилизирует входное напряжение до 230В и подаёт его на управляющий трансформатор. Установленные тиратроновые трубки имеют интересную особенность — они должны быть предварительно прогреты перед использованием, дабы гарантировать то, что ртуть находится в газообразном состоянии. Выполняется прогрев за счет использования биметаллического таймера на 20 секунд [13]. Вторичная сторона управляющего трансформатора, которая выдаёт 400В напряжение маркирована красным, стабилизированное тиратронами напряжение выделено оранжевым, а низкое напряжение — синим [14]. Цепь управления (нижняя часть схемы) чуть сложнее. Лампа управляющей сетки (пентод 6J6) обеспечивает управляющее напряжение на сетки тиратронов, контролирую когда они должны быть включены. Эта лампа принимает напряжение обратной связи (пин 5) через потенциометр (используя деление напряжения). Выходной контакт лампы (пин 3) задаёт напряжение сетки тиратронов и таким образом держит выходное напряжение стабилизированным. Падение напряжения на неоновой лампе практически постоянно, что позволяет ей вести себя как источник опорного напряжения и выдавать фиксированное напряжение на катод управляющей лампы (пин 8)

Схема блока питания REC-30. По какой-то неведомой причине, на чертеже Омы маркируются омегой в нижнем регистре (ω) вместо привычной Ω

Сравнение с блоком питания MacBook’а

Интересно сравнить данный блок питания с современным блоком питания для MacBook’а дабы проследить насколько сильно импульсные блоки питания развились за последние 70 лет. Адаптер питания для Apple MacBook’а более-менее сопоставим с блоком питания REC-30: он выдает 85Вт постоянного тока, преобразуя входной переменный (у REC-30 этот показатель равен 108 ваттам). Однако при этом блок питания MacBook’а весит примерно 280грамм, в то время как вес REC-30 около 45 килограмм. Кроме того, размер так же значительно меньше чем даже 1% от габаритов REC-30, что наглядно показывает невероятные успехи в миниатюризации электроники с 1940х годов. Массивные тиратроны для переключения питания были заменены компактными MOSFET’ами. Резисторы уменьшились от размеров пальца до размеров меньше зернышка риса. Современные конденсаторы стали меньше, но не в такой пропорции как резисторы — они являются одним из наиболее крупным компонентом зарядки для MacBook’а, в чем вы можете убедиться на фото ниже.

Внутри 85-ваттного блока питания для Apple MacBook. Несмотря на его небольшое размер, блок питания устроен намного сложнее в сравнение с REC-30. В нём есть цепь коррекции коэффициента мощности (PFC) для улучшения эффективности линии питания. Многочисленные функции безопасности (ради которых в схеме даже есть 16-битный микроконтроллер!) отслеживают состояние блока питания, и отключает его в случае какой-либо угрозы или ошибки.

Большую часть веса зарядное устройство от MacBook’а сбросило за счет замены громадных автотрансформатора и анодного управляющего трансформатора небольшими высокочастотными трансформаторами. Блок питания MacBook’а работает на частотах в 1000 раз больших, чем REC-30, что позволяет катушкам индуктивности и трасформаторам быть намного меньших размеров. (Я написал более подробную статью про зарядку MacBook’a здесь, а про историю блоков питания — здесь.)

В таблице ниже я резюмировал различия между REC-30 и блоком питания MacBook’a.

Я измерил качество выходного сигнала REC-30 (на изображении ниже). Блок питания выдаёт куда более качественный сигнал чем я ожидал — пульсация всего в 200мВ (волны на синей горизонтальной линии), что весьма близко к уровню устройств от Apple. Однако на осцилограмме также можно видеть узкие всплески (вертикальные линии) примерно в 8 вольт, которые происходят при переключении тиратронов. Эти всплески весьма велики по сравнению с блоком питания от Apple, но всё равно куда меньше чем в дешёвых зарядных устройствах.

Выходной сигнал блока питания REC-30. Видно небольшую пульсацию и всплески при переключении питания.

Заключение

Блок питания REC-30 выдаёт более 100 Ватт мощности постоянного тока для телетайпа. Вышедший в 1940х, REC-30 был крайне ранним импульсным блоком питания, использующим ртутные тиратроновые трубки ради большей эффективности. Он был чудовищно большим для 100Вт-ного блока питания: вес был более 45 килограмм. Сравнимый современный блок питания компактнее и легче более чем в 100 раз. Несмотря на свой возраст, блок питания работал безупречно, как вы можете убедиться в видео Марка. Кроме того, сам процесс работы выглядит весьма красиво — голубое свечение от тиратронов и оранжевое от большой неоновой лампы.

Спасибо Carl Claunch и Marc Verdiell за их работу с этим блоком питания!

Примечания

1. Первое упоминание о внедрении телетайпов для ВМФ было в журнале

BuShips Electron

от сентября 1945го. Разработка радиотелетайпа (RTTY), в котором обычно используется частотная манипуляция (FSK), позволила применять телетайпы для нужд ВМФ. Сначала флот использовал радиотелетайпы только для связи береговых станций между собой, и только потом стал применять их и на кораблях. Ключевым преимуществом телетайпа была скорость: он был в четыре раза быстрее чем отправка сообщения по радио оператором вручную. Кроме того, сообщения на перфоленте можно было автоматически копировать и пересылать. А еще телетайп мог быть интегрирован с криптографическим оборудованием, таким как

SIGTOT

, основанным на криптосистеме одноразовых блокнотов. Больше про телетайпы Второй мировой войны можете почитать

здесь

.

↑

2. В 1870х Эмиль Бодо изобрел 5-битовый код, названный его именем. Другой 5-битовый код создал Дональд Мюррей в 1901 году и был стандартизован как ITA-2 (CCITT-2). Обе схемы кодирования выглядят бессистемно — символы кажутся разбросанными в случайном порядке. Однако оригинальный код Бодо являлся так же и кодом Грея, а код Мюррея был оптимизирован для того, чтобы делать меньшее число перфораций для наиболее встречающихся символов, что позволяло уменьшить износ механизмов. 5-битные кода были актуальны до стандартизации ASCII в 1960х, в котором алфавитный и бинарный порядок символов совпадают. ↑

3. Более подробная информация о том, как работает телетайп — здесь. Кроме этого, есть еще более обширный документ — Fundamentals of Telegraphy (Teletypewriter), Army Technical Manual TM 11-655, 1954. Чертежи на REC-30 можно скачать отсюда, а документацию — здесь.↑

4. Учтите, что в противоположность системе, основанной на измерении напряжения, компоненты токовой петли, как следует из названия, и должны формировать топологическую петлю для того, чтобы ток мог протекать через них. Если исключить какое-либо устройство из цепи, то петля разорвется в случае отсутствия механизма замыкания петли. В результате, в системе коммуникации телетайпов содержится множество сокетов, которые замыкаются при отключении компонента для того, чтобы токовая петля продолжала функционировать.↑

5. Главная причина того, что REC-30 такой большой и тяжелый, в сравнении с современными импульсными блоками питания, заключается в том, что частота импульсов всего 60Гц, в то время как современные БП работают на частоте в десятки килогерц. Так как ЭДС трансформатора пропорциональна частоте его работы, то высокочастотные трансформаторы могут быть гораздо меньше по размеру чем низкочастотные (подробнее). ↑

6. REC-30 может работать с широким набором входных напряжений (95, 105, 115, 125, 190, 210, 230, 250 вольт переменного тока) и током различной частоты (25, 40, 50 и 60 Гц). Современные импульсные блоки питания автоматически подстраиваются к входному напряжению, но REC-30 требует подключения контакта к соответствующей клемме автотрансформатора для смены входного напряжения. Возможно, вам покажется частота в 25Гц весьма странной для входного тока блока питания, но многие регионы США использовали 25-герцовое питание в 1900х. В частности, Ниагарский водопад генерировал электрический ток в 25Гц из-за особенностей дизайна турбин. В 1919 более чем 2/3 выработки энергии в Нью-Йорке была с частотой в 25Гц, а в Буффало только в 1952 году стали использовать 60Гц ток в больших объемах чем 25Гц. Из-за такой популярности 25Гц тока многие перфораторы IBM ранних 1900х могли работать на 25 герцах (подробнее). ↑

7. Изоляция входного переменного тока от выходного постоянного тока является ключевым элементом безопасности в большинстве блоков питания, включая зарядные устройства, блоки питания компьютеров и рассматриваемый REC-30. Такая развязка предотвращает сильный удар током при соприкосновении с выходными контактами. Для REC-30 критическую роль изолятора выполняет анодный трансформатор. Заметьте, что автотрансформатор не предоставляет никакой изоляционной защиты, так как у него только одна главная обмотка и прикоснуться к его выводу тоже самое что и коснуться входного переменного тока. Остальная цепь аккуратно спроектирована с таким расчетом, что нет прямого пути между входом и выходом: система управления находится целиком на вторичной стороне, нити накаливания тиратронов питаются от обмотки, изолированной от автотрансформатора, а реле обеспечивают изоляцию таймеру. Кроме этого, 120В выход сделан двухтактным вместо заземления одного из контактов: это означает, что нужно схватить сразу за 2 контакта чтобы получить удар током. ↑

8. Современные импульсные блоки питания используют схемы с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) для переключения питания с частотой в тысячи раз за секунду. Это позволяет им иметь гораздо меньший размер и более ровный выходной сигнал по сравнению с блоками питания, которые переключаются только единожды за один цикл переменного тока. Но в то же время, им нужна куда более сложная система управления.↑

9. Современным твердотельным эквивалентом тиратронов является кремниевый выпрямитель, который так же называют SCR или тиристор (комбинация слов «тиратрон» и «транзистор»). SCR имеет четыре полупроводниковых слоя (в сравнении с 2-слойным диодом и 3-слойным транзистором). Точно так же как и тиратрон, SCR находится в выключенном состоянии до тех пор, пока не будет подан ток на управляющий электрод. SCR остаётся включенным и работает в роли диода до тех пор, пока напряжение не падает до 0 (строго говоря, пока протекающий ток не становится меньше тока удержания). Симистор это полупроводниковый элемент, весьма похожий на SCR, за исключениме того, что он пропускает ток в обоих направлениях, что делает его более удобным в схемах с переменным током. ↑

10. Изначально я полагал, что, с увеличением нагрузки, тиратроны будут открыты на более длительные временные промежутки дабы выдать больше тока. Однако, после подключения осциллографа и изучения поведения тиратронов под различной нагрузкой, я не заметил никакого смещения фазы. Оказалось, что это ожидаемое поведение: трансформатор выдаёт в общем-то постоянное напряжение, вне зависимости от нагрузки. Таким образом, и тайминги тиратронов остаются постоянными при изменениях в нагрузке, а трансформатор просто выдаёт больше тока. В этом видео можете заметить, как меняется свечение тиратронов при увеличении силы тока. ↑

11. Под небольшой нагрузкой блок питания может даже иногда пропускать цикл переменного тока полностью, вместо того, чтобы переключать тиратроны посреди него. Визуально это можно наблюдать как мерцание тиратронов, вместо постоянного свечения. Не уверен в том, баг ли это или фича.↑

12. На осцилограмме желтые и сине-зеленые линии обозначают напряжение на двух тиратронах. Плоская часть линий (в этот момент разница в напряжениях около нуля) означает, что в этот момент тиратрон включается. Тиратроновые трубки несимметричны, и поэтому та, за которой закреплен желтый сигнал, обычно включается позже (визуально можно наблюдать как один тиратрон светится ярче чем другой). Розовая линия — напряжение управляющей сетки. Отметьте, что оно возрастает дабы повысить выходное напряжение, и это увеличение заставляет тиратроны срабатывать раньше. Вертикальный всплеск розовой линии это просто шум из-за срабатывания тиратронов. Синия линия снизу — выходное напряжение (инвертированное: линия идёт вниз при возрастании напряжения).

Для меня загадка почему всегда хотя бы один тиратрон работает — постоянно либо желтая, либо сине-зеленая линия находятся в нуле. Я ожидал бы увидеть разрыв между нулевым напряжением на одном тиратроне и моментом открытия второго. Я подозреваю, что большие катушки индуктивности нагнетают отрицательный заряд на катод, таким образом, даже, когда сам анод отрицательный, разница потенциалов между катодом и анодом всё равно положительная. ↑

13. 20-секундная задержка перед подачей питания на трубки достигается за счет таймера и реле. В таймере используется биметаллическая пластина с подогревателем. Когда вы включаете блок питания, катод получает питание незамедлительно

для прогрева трубок. В то же время, подогреватель внутри таймера прогревает биметаллическую пластину и в какой-то момент пластина изгибается достаточно для замыкания контактов и питания трубок. В этот же момент срабатывает реле и в свою очередь тоже замыкает контакты.↑

14. Цепь, относящаяся к катодам, немного каверзная, так как нити накаливания тиратронов используются как в качестве подогрева трубок, так и непосредственно в качестве катодов. На них подаётся 2.5В от автотрансформатора. Кроме этого, так как в тиратронах нити накаливания еще и катоды, они сами производят выходное напряжение и подсоединены к высокой стороне выходного сигнала. Дабы обеспечить выполнение обоих задач, расщепленная обмотка автотрансформатора накладывает напряжение в 2. 5В на нить накаливания, но в то же время напрямую пропускает выходное напряжение. Оба тиратрона используют в сумме 35Вт только на нити накаливания, так что, как можете видеть, подогрев тратит кучу энергии и выделяется много тепла, и таким образом, в некотором роде, сводит на нет преимущества импульсного блока питания. ↑

Импульсный блок питания — ROZETKA

В настоящее время импульсные блоки питания стали особенно популярны из-за потребности покупателей в менее дорогих ресурсах энергии и введения 12W линии. Большое количество устройств подключаются к сети через приборы энергоснабжения, встроенные или внешние, которые служат для стабилизации тока, его частотного преобразования и понижения напряжения. Лидерами продаж и сейчас на рынке источников питания являются электроимпульсные блоки. Главным их достоинством перед силовыми трансформаторными — высокое КПД и снижения расхода в режиме без нагрузки.

Назначение и особенности импульсных блоков питания

Главная задача этих установок — передача тока к устройству, а также его преобразование из переменного в постоянный. Аппараты с регуляторами напряжения или предохранителями формируют импульсы, понижают напряжение в сети и защищают тем самым аппараты от их скачков и перегрузок.

12W модули в настоящий момент имеют в себе выпрямители и стабилизаторы напряжения на транзисторной схеме, что дает возможность принимать 12 Вольт на выбранном устройстве энергоснабжения независимо от его загруженности. К примеру, если ваш выбор пал на стабилизированный импульсный блок 12W с мощностью 2А и подключении его к камере внешнего наблюдения с общим расходом тока 1.7А, данный механизм при измерении представит пользователю те же 12W с незначительной разницей.

Разновидности

Разделяют классические трансформаторные аппараты и современные импульсные в зависимости от элементной схемы, представленной внутри. Классические используют зачастую в промышленных агрегатах (щитовых и др.), а современные — для использования в быту и полупромышленных установках. Последние же делаться на 12 и 24 вольтные. Представленные двадцативольтные генераторы энергии с корпусом из металла имеют особую популярность в промышленности из-за удобства установки. Так же в определенных моделях данных установок с металлическим корпусом встроена разводка на небольшое количество линий специально для камер видеонаблюдения. Беря во внимание то, что камеры  обычно используют не более 0,8А, максимальная нагрузка на линию выделена до 1,1А.

Перфорированный механизм 12W пользуется популярностью у потребителей из-за простоты монтажа и отсутствия необходимости в покупке разветвителя. С помощью клемного способа крепления кабеля, перфорированные импульсные блоки питания более востребованные, чем стандартные в пластике.

Электроимпульсные устройства в пластиковом корпусе — это основное защищающие от пыли решение для любых задач с выходом Power. Они идеально подходят при соединении их с одиночным оборудованием. При помощи нескольких веток для энергоснабжения камер видеонаблюдения, более сильные источники электроэнергии 12Вольт, к примеру, такие как 3А или 5А могут быть использованы. Иногда этот способ даже надёжнее, так как ИБП в пластике оснащены базовой защитой и защитой от пыли (класс — IP50), тогда как перфорированные приборы имеют степень защищенности либо ниже, либо вообще без нее — IP00.

Импульсные генераторы 24W — незаменимы. По тому, что по стандарту они способны подключит большее количество устройств, для чего и предназначены данные установки. Существуют так же особенные аппараты 24W с преобразованием в POE. 

Это особая группа ИБП для оборудования сети— POE, принцип работы которых заключается в передаче и энергии, и информации с помощи одного и того же кабеля передачи данных.  Как правило, такой кабель — это витая пара. Важно учитывать, что представленные источники чувствительны к характеристикам сети.

Выбор БП

Выбирать требуемый источник питания стоит с учётом условий его работы. Изначально следует определить количество устройств, которые будут подключаться, а также позаботиться о том, как подключить и куда вмонтировать (в стойку, щит, шкаф). Стоит и рассчитать сумму потребляемой мощности — полученное значение — минимум, БП стоит выбирать с запасом в 1,2–1,5 раза. Учитывать стоит и факторы окружающей среды такие как — охлаждение, влажность, запыленность.

Энергоблок для внешнего использования к примеру, для телефонных аппаратов, роутеров или другой домашней и офисной техники зачастую выпускаться в корпусе из пластика, со штепселем для подсоединения к розетке и с индивидуальным штекером под конкретное гнездо. Встраиваемые приборы поступают в продажу в металлическом перфорированном кожухе, подключение пользователей происходит через клеммные разъемы. Цена формируется в зависимости от типа импульсного блока питания и его характеристик.

Импульсные источники питания | OMRON, Россия

Номинальное входное напряжение от 100 до 240 B~ () 320 — 576 В перем. тока () 90 – 350 В постоянного тока ()

3x 320 — 576 В перем. тока

от 100 до 240 B~ 90 – 350 В постоянного тока

от 100 до 240 B~ 90 – 350 В постоянного тока

от 100 до 240 B~

от 100 до 240 B~ 90 – 350 В постоянного тока

3x 320 — 576 В перем. тока

от 100 до 240 B~

от 100 до 240 B~

от 100 до 240 B~

от 100 до 240 B~

от 100 до 240 B~

Выходной ток на базе 24В= 0 — 5 А () 6 — 10 А () 11 — 20 А () 21 — 50 А ()

10 A 20 A 40 A

2. 5 A 3.75 A 5 A 10 A 20 A

1.3 A 2.5 A 5 A 10 A 20 A

2.5 A 5 A 10 A 20 A

0.65 A 1.3 A 2.5 A 5 A 10 A 20 A

5 A 10 A 20 A 40 A

2.5 A 3.8 A 5 A 7.5 A 10 A 20 A

10 А с 6 каналами 20 А с 8 каналами

0.7 A 1.1 A 1.5 A 2.2 A 3.2 A 4.5 A 6.5 A 8.8 A 14.6 A

0.65 A 1.5 A 2.2 A 4.5 A 6.5 A 14 A 27 A

2.5 A 5 A 7.5 A 10 A

Особенности EN61000-3-2 () Резервирование постоянного тока () Резервирование конденсаторов () Сигнализация пониженного напряжения () Защита от повышенного напряжения () Защита от перегрузки () Монтаж на DIN-рейку () Винтовое крепление () Защита от электромагнитных помех класса B () UL класса 2 () Резервирование N+1 () Параллельная работа () Форсирование мощности () Индикация выходного значения () Прогнозирование необходимости технического обслуживания () Контроль выполнения задач () Indication monitor (7 — segment LED) () Network (Ethernet/IP , Modbus TCP) () Replacement Time Calculation Function () Display of output voltage/current/peak hold current () Display of total run time () Self-diagnostics function () Светодиодный индикатор и индикатор выходного сигнала ()

EN61000-3-2 Резервирование конденсаторов Защита от повышенного напряжения Защита от перегрузки Монтаж на DIN-рейку Защита от электромагнитных помех класса B Форсирование мощности 150% (5 В при 50 Вт, 12 В) Форсирование мощности 150% (модели 240 Вт и 480 Вт) Светодиодный индикатор и индикатор выходного сигнала

EN61000-3-2 Резервирование конденсаторов Сигнализация пониженного напряжения Защита от повышенного напряжения Защита от перегрузки Монтаж на DIN-рейку Защита от электромагнитных помех класса B UL Class 2 (up to 90 W) Резервирование N+1 Параллельная работа 2 устройств Форсирование мощности 120% (модели 30 Вт, 60 Вт и 120 Вт) Форсирование мощности 150% (модели 240 Вт и 480 Вт) Indication monitor (7 — segment LED) Network (Ethernet/IP , Modbus TCP) Replacement Time Calculation Function Display of output voltage/current/peak hold current Display of total run time Self-diagnostics function

EN61000-3-2 Резервирование конденсаторов Сигнализация пониженного напряжения (модели 240 Вт и 480 Вт) Защита от повышенного напряжения Защита от перегрузки Монтаж на DIN-рейку Защита от электромагнитных помех класса B UL класса 2 (до 60 Вт) Резервирование N+1 Параллельная работа 2 устройств Форсирование мощности 120% (модели 30 Вт, 60 Вт и 120 Вт) Форсирование мощности 150% (модели 240 Вт и 480 Вт)

Резервирование конденсаторов Защита от повышенного напряжения Защита от перегрузки Монтаж на DIN-рейку Винтовое креплекние (с кронштейном) Резервирование N+1

EN61000-3-2 Резервирование конденсаторов Защита от повышенного напряжения Защита от перегрузки Монтаж на DIN-рейку Винтовое креплекние (с кронштейном) Защита от электромагнитных помех класса B UL класса 2 (до 60 Вт) Резервирование N+1 Параллельная работа 2 устройств Форсирование мощности 120%

EN61000-3-2 Резервирование конденсаторов Защита от повышенного напряжения Защита от перегрузки Монтаж на DIN-рейку Винтовое креплекние (с кронштейном) Защита от электромагнитных помех класса B Резервирование N+1 Параллельная работа 2 устройств Форсирование мощности 120%

EN61000-3-2 Сигнализация пониженного напряжения Защита от повышенного напряжения Индикация выходного значения Прогнозирование необходимости технического обслуживания Контроль выполнения задач

EN61000-3-2 Сигнализация пониженного напряжения Защита от повышенного напряжения Индикация выходного значения Прогнозирование необходимости технического обслуживания Контроль выполнения задач

EN61000-3-2 (до 150 Вт) Защита от повышенного напряжения Защита от перегрузки Монтаж на DIN-рейку Винтовое креплекние (с кронштейном) Защита от электромагнитных помех класса B (до 150 Вт)

EN61000-3-2 Защита от повышенного напряжения Защита от перегрузки Монтаж на DIN-рейку Винтовое креплекние (с кронштейном) Защита от электромагнитных помех класса B Параллельная работа 5 устройств (600 Вт / 24 В пост. тока)

Резервирование постоянного тока Резервирование конденсаторов Защита от повышенного напряжения Защита от перегрузки Монтаж на DIN-рейку Защита от электромагнитных помех класса B UL класса 2 Резервирование N+1 Параллельная работа (только модели 24/12 В)

Аксессуары S8VK-R () S8T-DCBU-02 () S8T-DCBU-01 () S8M () S8V-NF () S8V-CP ()

S8VK-R S8T-DCBU-02 S8V-CP

—

S8VK-R S8T-DCBU-02 S8M S8V-NF

S8VK-R S8T-DCBU-02 S8M S8V-NF

S8VK-R S8T-DCBU-02 S8M S8V-NF

S8VK-R S8T-DCBU-02 S8M

S8VK-R S8T-DCBU-02 S8M S8V-NF

S8VK-R S8T-DCBU-02 S8V-NF

S8VK-R S8T-DCBU-02 S8M S8V-NF

S8VK-R S8T-DCBU-02 S8M S8V-NF

S8VK-R S8T-DCBU-02 S8T-DCBU-01 S8M S8V-NF

ПРОСТОЙ ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ЛАМПЫ

ПРОСТОЙ ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ЛАМПЫ

      В этой статье Вы найдёте подробное описание
процесса изготовления импульсных блоков питания разной мощности
на базе электронного балласта компактной люминесцентной лампы.
     
Импульсный блок питания на 5… 20 Ватт вы сможете изготовить
менее чем за час. На изготовление 100-ваттного блока питания
понадобится несколько часов. Можно изготовить и более мощные электронные трансформаторы, например на IR2153, а можно КУПИТЬ ГОТОВЫЙ и переделать под свои напряжения.

      В настоящее время получили широкое распространение
Компактные Люминесцентные Лампы (КЛЛ). Для уменьшения размеров
балластного дросселя в них используется схема высокочастотного
преобразователя напряжения, которая позволяет значительно
снизить размер дросселя.

      В случае выхода из строя электронного
балласта, его можно легко отремонтировать. Но, когда выходит
из строя сама колба, то лампочку обычно выбрасывают.

      Однако электронный балласт такой лампочки,
это почти готовый импульсный Блок Питания (БП), причем довольно компактный. Единственное,
чем схема электронного балласта отличается от настоящего импульсного
блока питания, это отсутствием разделительного трансформатора и выпрямителя,
если он необходим.

      В то же время, современные радиолюбители
испытывают большие трудности при поиске силовых трансформаторов
для питания своих самоделок. Если даже трансформатор найден,
то его перемотка требует использования большого количества
медного провода, да и массо-габаритные параметры изделий,
собранных на основе силовых трансформаторов не радуют. А ведь
в подавляющем большинстве случаев силовой трансформатор можно
заменить импульсным блоком питания. Если же для этих целей
использовать балласт от неисправных энергосберегающих ламп, то экономия составит
значительную сумму, особенно, если речь идёт о трансформаторах
на 100 Ватт и больше.

Отличие схемы балласта энергосберегающей лампы от импульсного блока питания

      Это одна из самых распространённых электрических
схем энергосберегающих ламп. Для преобразования схемы КЛЛ
в импульсный блок питания достаточно установить всего одну
перемычку между точками А – А’ и добавить импульсный трансформатор
с выпрямителем. Красным цветом отмечены элементы, которые
можно удалить.

Схема энергосберегающей лампы

      А это уже законченная схема импульсного
блока питания, собранная на основе балласта люминисцентной лампы с использованием дополнительного
импульсного трансформатора.

      Для упрощения, удалена люминесцентная
лампа и несколько деталей, которые были заменены перемычкой.

      Как видите, схема КЛЛ не требует больших
изменений. Красным цветом отмечены дополнительные элементы,
привнесённые в схему.

Законченная схема импульсного блока питания

Какой мощности блок питания можно
изготовить из КЛЛ?

      Мощность импульсного блока питания ограничивается
габаритной мощностью импульсного трансформатора, максимально
допустимым током ключевых транзисторов и величиной радиатора
охлаждения, если он используется.

      Блок питания небольшой мощности можно
построить, намотав вторичную обмотку прямо на каркас уже имеющегося
дросселя.

БП с вторичной обмоткой прямо на каркас уже имеющегося дросселя

      В случае если окно дросселя не позволяет
намотать вторичную обмотку или если требуется построить блок
питания мощностью, значительно превышающей мощность КЛЛ, то
понадобится дополнительный импульсный трансформатор.

БП с дополнительным импульсным трансформатором

      Если требуется получить блок питания
мощностью свыше 100 Ватт, а используется балласт от лампы
на 20-30 Ватт, то, скорее всего, придётся внести небольшие
изменения и в схему электронного балласта.

      В частности, может понадобиться установить
более мощные диоды VD1-VD4 во входной мостовой выпрямитель
и перемотать входной дроссель L0 более толстым проводом. Если
коэффициент усиления транзисторов по току окажется недостаточным,
то придётся увеличить базовый ток транзисторов, уменьшив номиналы
резисторов R5, R6. Кроме этого придётся увеличить мощность
резисторов в базовых и эмиттерных цепях.

      Если частота генерации окажется не очень
высокой, то возможно придётся увеличить емкость разделительных
конденсаторов C4, C6.

Импульсный трансформатор для блока
питания

      Особенностью полумостовых импульсных
блоков питания с самовозбуждением является способность адаптироваться
к параметрам используемого трансформатора. А тот факт, что
цепь обратной связи не будет проходить через наш самодельный
трансформатор и вовсе упрощает задачу расчёта трансформатора
и наладки блока. Блоки питания, собранные по этим схемам прощают
ошибки в расчётах до 150% и выше. Проверено на практике.

      Не пугайтесь! Намотать импульсный трансформатор
можно в течение просмотра одного фильма или даже быстрее,
если Вы собираетесь выполнять эту монотонную работу сосредоточенно.

Ёмкость входного фильтра и пульсации
напряжения

      Во входных фильтрах электронных балластов,
из-за экономии места, используются конденсаторы небольшой
ёмкости, от которых зависит величина пульсаций напряжения
с частотой 100 Hz.

      Чтобы снизить уровень пульсаций напряжения
на выходе блока питания, нужно увеличить ёмкость конденсатора входного
фильтра. Желательно, чтобы на каждый Ватт мощности БП приходилось
по одной микрофараде или около того. Увеличение ёмкости С0
повлечёт за собой рост пикового тока, протекающего через диоды
выпрямителя в момент включения БП. Чтобы ограничить этот ток,
необходим резистор R0. Но, мощность исходного резистора КЛЛ
мала для таких токов и его следует заменить на более мощный.

      Если требуется построить компактный
блок питания, то можно использовать электролитические конденсаторы,
применяющиеся в лампах вспышках плёночных «мальниц». Например,
в одноразовых фотоаппаратах Kodak установлены миниатюрные
конденсаторы без опознавательных знаков, но их ёмкость аж
целых 100µF при напряжении 350 Вольт.

Блок питания мощностью 20 Ватт

Блок
питания мощностью 20 Ватт

      Блок питания мощностью, близкой к мощности
исходной КЛЛ, можно собрать, даже не мотая отдельный трансформатор.
Если у оригинального дросселя есть достаточно свободного места
в окне магнитопровода, то можно намотать пару десятков витков
провода и получить, например, блок питания для зарядного устройства
или небольшого усилителя мощности.

      На картинке видно, что поверх имеющейся
обмотки был намотан один слой изолированного провода. Я использовал
провод МГТФ (многожильный провод во фторопластовой изоляции).
Однако таким способом можно получить мощность всего в несколько
Ватт, так как большую часть окна будет занимать изоляция провода,
а сечение самой меди будет невелико.

      Если требуется бо’льшая мощность, то
можно использовать обыкновенный медный лакированный обмоточный
провод.

      Внимание! Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети!
При описанной выше доработке, обязательно побеспокойтесь о
надёжной межобмоточной изоляции, особенно, если вторичная
обмотка мотается обычным лакированным обмоточным проводом.
Даже если первичная обмотка покрыта синтетической защитной
плёнкой, дополнительная бумажная прокладка необходима!

      Как видите, обмотка дросселя покрыта
синтетической плёнкой, хотя часто обмотка этих дросселей вообще
ничем не защищена.

      Наматываем поверх плёнки два слоя электрокартона
толщиной 0,05мм или один слой толщиной 0,1мм. Если нет электрокартона,
используем любую подходящую по толщине бумагу.

      Поверх изолирующей прокладки мотаем
вторичную обмотку будущего трансформатора. Сечение провода
следует выбирать максимально возможное. Количество витков
подбирается экспериментальным путём, благо их будет немного.

      Мне, таким образом, удалось получить
мощность на нагрузке 20 Ватт при температуре трансформатора
60°C, а транзисторов – 42°C. Получить ещё большую мощность,
при разумной температуре трансформатора, не позволила слишком
малая площадь окна магнитопровода и обусловленное этим сечение
провода.

На картинке действующая модель БП

            Мощность, подводимая
к нагрузке – 20 Ватт.
            Частота автоколебаний
без нагрузки – 26 кГц.
            Частота автоколебаний
при максимальной нагрузке – 32 кГц
            Температура трансформатора
– 60?С
            Температура транзисторов
– 42?С

Блок питания мощностью 100 Ватт

      Для увеличения мощности блока питания
пришлось намотать импульсный трансформатор TV2. Кроме этого,
я увеличил ёмкость конденсатора фильтра сетевого напряжения
C0 до 100µF.

Блок питания мощностью 100 Ватт

      Так как КПД блока питания вовсе не равен
100%, пришлось прикрутить к транзисторам какие-то радиаторы.

      Ведь если КПД блока будет даже 90%,
рассеять 10 Ватт мощности всё равно придётся.

      Мне не повезло, в моём электроном балласте
были установлены транзисторы 13003 поз. 1 такой конструкции,
которая, видимо, рассчитана на крепление к радиатору при помощи
фасонных пружин. Эти транзисторы не нуждаются в прокладках,
так как не снабжены металлической площадкой, но и тепло отдают
намного хуже. Я их заменил транзисторами 13007 поз.2 с отверстиями,
чтобы их можно было прикрутить к радиаторам обычными винтами.
Кроме того, 13007 имеют в несколько раз большие предельно-допустимые
токи. Купить отдельно MJE13007 можно ЗДЕСЬ.

      Если пожелаете, можете смело прикручивать
оба транзистора на один радиатор. Я проверил, это работает.

      Только, корпуса обоих транзисторов должны
быть изолированы от корпуса радиатора, даже если радиатор
находится внутри корпуса электронного устройства.

      Крепление удобно осуществлять винтами
М2,5, на которые нужно предварительно надеть изоляционные
шайбы и отрезки изоляционной трубки (кембрика). Допускается
использование теплопроводной пасты КПТ-8, так как она не проводит
ток.

      Внимание! Транзисторы находятся под напряжением сети, поэтому изоляционные
прокладки должны обеспечивать условия электробезопасности!

Действующий стоваттный импульсный блок питания

      Резисторы эквивалента нагрузки помещены
в воду, так как их мощность недостаточна.
      Мощность, выделяемая на нагрузке – 100
Ватт.
      Частота автоколебаний при максимальной
нагрузке – 90 кГц.
      Частота автоколебаний без нагрузки –
28,5 кГц.
      Температура транзисторов – 75?C.
      Площадь радиаторов каждого транзистора
– 27см?.
      Температура дросселя TV1 – 45?C.
      TV2 – 2000НМ (O28 х O16 х 9мм)

Выпрямитель

      Все вторичные выпрямители полумостового
импульсного блока питания должны быть обязательно двухполупериодным.
Если не соблюсти это условие, то магинтопровод может войти
в насыщение.

      Существуют две широко распространённые
схемы двухполупериодных выпрямителей.

      1. Мостовая схема.
      2. Схема с нулевой точкой.

      Мостовая схема позволяет сэкономить
метр провода, но рассеивает в два раза больше энергии на диодах.

      Схема с нулевой точкой более экономична,
но требует наличия двух совершенно симметричных вторичных
обмоток. Асимметрия по количеству витков или расположению
может привести к насыщению магнитопровода.

      Однако именно схемы с нулевой точкой
используются, когда требуется получить большие токи при малом
выходном напряжении. Тогда, для дополнительной минимизации
потерь, вместо обычных кремниевых диодов, используют диоды
Шоттки, на которых падение напряжения в два-три раза меньше.

            Пример.
      Выпрямители компьютерных блоков питания
выполнены по схеме с нулевой точкой. При отдаваемой в нагрузку
мощности 100 Ватт и напряжении 5 Вольт даже на диодах Шоттки
может рассеяться 8 Ват.

      100 / 5 * 0,4 = 8(Ватт)

      Если же применить мостовой выпрямитель,
да ещё и обычные диоды, то рассеиваемая на диодах мощность
может достигнуть 32 Ватт или даже больше.

      100 / 5 * 0,8 * 2 = 32(Ватт).

      Обратите внимание на это, когда будете
проектировать блок питания, чтобы потом не искать, куда исчезла
половина мощности.

      В низковольтных выпрямителях лучше использовать
именно схему с нулевой точкой. Тем более что при ручной намотке
можно просто намотать обмотку в два провода. Кроме этого,
мощные импульсные диоды недёшевы.

Как правильно подключить импульсный
блок питания к сети?

      Для наладки импульсных блоков питания
обычно используют вот такую схему включения. Здесь лампа накаливания
используется в качестве балласта с нелинейной характеристикой
и защищает ИБП от выхода из строя при нештатных ситуациях.
Мощность лампы обычно выбирают близкой к мощности испытываемого
импульсного БП.

      При работе импульсного БП на холостом
ходу или при небольшой нагрузке, сопротивление нити какала
лампы невелико и оно не влияет на работу блока. Когда же,
по каким-либо причинам, ток ключевых транзисторов возрастает,
спираль лампы накаливается и её сопротивление увеличивается,
что приводит к ограничению тока до безопасной величины.

      На этом чертеже изображена схема стенда
для тестирования и наладки импульсных БП, отвечающая нормам
электробезопасности. Отличие этой схемы от предыдущей в том,
что она снабжена разделительным трансформатором, который обеспечивает
гальваническую развязку исследуемого ИБП от осветительной
сети. Выключатель SA2 позволяет блокировать лампу, когда блок
питания отдаёт большую мощность.

      Важной операцией при тестировании БП
является испытание на эквиваленте нагрузки. В качестве нагрузки
удобно использовать мощные резисторы типа ПЭВ, ППБ, ПСБ и
т.д. Эти «стекло-керамические» резисторы легко найти на радиорынке
по зелёной раскраске. Красные цифры – рассеиваемая мощность.

      Из опыта известно, что мощности эквивалента
нагрузки почему-то всегда не хватает. Перечисленные же выше
резисторы могут ограниченное время рассеивать мощность в два-три
раза превышающую номинальную. Когда БП включается на длительное
время для проверки теплового режима, а мощность эквивалента
нагрузки недостаточна, то резисторы можно просто опустить
в воду.

      Будьте осторожны, берегитесь ожога!
Нагрузочные резисторы этого типа могут нагреться до температуры
в несколько сотен градусов без каких-либо внешних проявлений!
То есть, ни дыма, ни изменения окраски Вы не заметите и можете
попытаться тронуть резистор пальцами.

Как наладить импульсный блок питания?

      Собственно, блок питания, собранный
на основе исправного электронного балласта, особой наладки
не требует.

      Его нужно подключить к эквиваленту нагрузки
и убедиться, что БП способен отдать расчетную мощность.

      Во время прогона под максимальной нагрузкой,
нужно проследить за динамикой роста температуры транзисторов
и трансформатора. Если слишком сильно греется трансформатор,
то нужно, либо увеличить сечение провода, либо увеличить габаритную
мощность магнитопровода, либо и то и другое.

      Если сильно греются транзисторы, то
нужно установить их на радиаторы.

      Если в качестве импульсного трансформатора
используется домотанный дроссель от КЛЛ, а его температура
превышает 60… 65?С, то нужно уменьшить мощность нагрузки.

      Не рекомендуется доводить температуру
трансформатора выше 60… 65?С, а транзисторов выше 80… 85?С.

ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ
ЛАМП маломощный импульсный блок питания из подручных материалов
своими руками

Каково назначение элементов схемы
импульсного блока питания?

Схема импульсного блока питания

R0 – ограничивает пиковый ток, протекающий через диоды выпрямителя,
в момент включения. В КЛЛ также часто выполняет функцию предохранителя.

VD1… VD4 – мостовой выпрямитель.

L0, C0 – фильтр питания.

R1, C1, VD2, VD8 – цепь запуска преобразователя.

      Работает узел запуска следующим образом.
Конденсатор C1 заряжается от источника через резистор R1.
Когда напряжения на конденсаторе C1 достигает напряжения пробоя
динистора VD2, динистор отпирается сам и отпирает транзистор
VT2, вызывая автоколебания. После возникновения генерации,
прямоугольные импульсы прикладываются к катоду диода VD8 и
отрицательный потенциал надёжно запирает динистор VD2.

R2, C11, C8 – облегчают запуск преобразователя.

R7, R8 – улучшают запирание транзисторов.

R5, R6 – ограничивают ток баз транзисторов.

R3, R4 – предотвращают насыщение транзисторов и исполняют
роль предохранителей при пробое транзисторов.

VD7, VD6 – защищают транзисторы от обратного напряжения.

TV1 – трансформатор обратной связи.

L5 – балластный дроссель.

C4, C6 – разделительные конденсаторы, на которых напряжение
питания делится пополам.

TV2 – импульсный трансформатор.

VD14, VD15 – импульсные диоды.

C9, C10 – конденсаторы фильтра.

По материалам сайта http://www.ruqrz.com/

      Для большей наглядности приведено несколько принципиальных схем ламп популярных
производителей:

РЕМОНТ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП

ОПИСАНИЕ И СХЕМА БОЛЕЕ МОЩНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ

Адрес администрации сайта: admin@soundbarrel. ru
   

Импульсный источник питания

: преимущества использования и принцип работы | Статья

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ СТАТЬЯ

Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик — рассылается один раз в месяц

Мы ценим вашу конфиденциальность

Что такое блок питания?

Источник питания — это электрическое устройство, которое преобразует электрический ток, поступающий от источника питания, в значение напряжения, необходимое для питания нагрузки, такой как двигатель или электронное устройство.

Существует две основные конструкции источников питания: линейный источник питания и импульсный источник питания.

• Линейный: В линейных источниках питания используется трансформатор для понижения входного напряжения. Затем напряжение выпрямляется и превращается в напряжение постоянного тока, которое затем фильтруется для улучшения качества сигнала. В линейных источниках питания используются линейные стабилизаторы для поддержания постоянного напряжения на выходе. Эти линейные регуляторы рассеивают любую дополнительную энергию в виде тепла.
• Коммутация: конструкция импульсного источника питания — это новая методология, разработанная для решения многих проблем, связанных с конструкцией линейного источника питания, включая размер трансформатора и регулирование напряжения. В импульсных конструкциях блоков питания входное напряжение больше не снижается; вместо этого он выпрямляется и фильтруется на входе. Затем напряжение проходит через прерыватель, который преобразует его в высокочастотную последовательность импульсов. Прежде чем напряжение достигнет выхода, оно еще раз фильтруется и выпрямляется.

Как работает импульсный источник питания?

В течение многих лет линейные блоки питания переменного/постоянного тока преобразовывали энергию переменного тока из коммунальной сети в напряжение постоянного тока для работы бытовой техники или освещения. Потребность в меньших по размеру источниках питания для мощных приложений означает, что линейные источники питания стали использоваться в конкретных промышленных и медицинских целях, где они по-прежнему необходимы из-за их низкого уровня шума. Но импульсные источники питания взяли верх, потому что они меньше по размеру, более эффективны и способны работать с большой мощностью. На рис. 1 показано общее преобразование переменного тока (AC) в постоянный ток (DC) в импульсном источнике питания.

Рис. 1. Изолированный импульсный источник питания переменного/постоянного тока

Исправление входных данных

Выпрямление — это процесс преобразования переменного напряжения в постоянное. Выпрямление входного сигнала является первым шагом в импульсных источниках питания переменного/постоянного тока.

Принято считать, что напряжение постоянного тока представляет собой прямую, непоколебимую линию постоянного напряжения, наподобие той, которая выходит из батареи.Однако то, что определяет постоянный ток (DC), является однонаправленным потоком электрического заряда. Это означает, что напряжение течет в одном и том же направлении, но не обязательно постоянно.

Синусоидальная волна является наиболее типичной формой волны переменного тока (AC) и положительна в течение первого полупериода, но отрицательна в остальной части цикла. Если отрицательный полупериод обратить или устранить, то ток перестает быть переменным и становится постоянным током. Это может быть достигнуто с помощью процесса, называемого исправлением.

Выпрямление может быть достигнуто с помощью пассивного полумостового выпрямителя для исключения отрицательной половины синусоиды с помощью диода (см. рис. 2) . Диод позволяет току течь через него во время положительной половины волны, но блокирует ток, когда он течет в противоположном направлении.

Рисунок 2: Полумостовой выпрямитель

После исправления полученная синусоида будет иметь низкую среднюю мощность и не сможет эффективно питать устройства.Гораздо более эффективным методом было бы изменить полярность отрицательной полуволны и сделать ее положительной. Этот метод называется двухполупериодным выпрямлением, и для него требуется всего четыре диода в мостовой конфигурации (см. рис. 3) . Такое расположение поддерживает стабильное направление тока, независимо от полярности входного напряжения.

Рисунок 3: Мостовой выпрямитель

Полностью выпрямленная волна имеет более высокое среднее выходное напряжение, чем напряжение, создаваемое полумостовым выпрямителем, но она все еще очень далека от постоянной формы волны постоянного тока, необходимой для питания электронных устройств.Хотя это волна постоянного тока, использование ее для питания устройства было бы неэффективным из-за формы волны напряжения, которая очень быстро и очень часто меняет значение. Это периодическое изменение напряжения постоянного тока называется пульсацией — уменьшение или устранение пульсации имеет решающее значение для эффективного источника питания.

Самым простым и наиболее часто используемым методом уменьшения пульсаций является использование большого конденсатора на выходе выпрямителя, называемого накопительным конденсатором или сглаживающим фильтром (см. рис. 4) .

Конденсатор накапливает напряжение во время пика волны, затем подает ток на нагрузку до тех пор, пока его напряжение не станет меньше, чем нарастающая волна выпрямленного напряжения. Результирующая форма сигнала намного ближе к желаемой форме, и ее можно рассматривать как напряжение постоянного тока без составляющей переменного тока. Эта окончательная форма волны напряжения теперь может использоваться для питания устройств постоянного тока.

Рисунок 4: Мостовой выпрямитель со сглаживающим фильтром

Пассивное выпрямление использует полупроводниковые диоды в качестве неуправляемых переключателей и является самым простым методом выпрямления волны переменного тока, но не самым эффективным.

Диоды являются относительно эффективными переключателями; они могут быстро включаться и выключаться с минимальной потерей мощности. Единственная проблема с полупроводниковыми диодами заключается в том, что они имеют прямое падение напряжения смещения от 0,5 В до 1 В, что снижает эффективность.

Активное выпрямление заменяет диоды управляемыми переключателями, такими как полевые МОП-транзисторы или биполярные транзисторы (см. рис. 5) . Это имеет двойное преимущество: во-первых, выпрямители на основе транзисторов устраняют фиксированное падение напряжения от 0,5 В до 1 В, связанное с полупроводниковыми диодами, поскольку их сопротивления можно сделать сколь угодно малыми и, следовательно, иметь небольшое падение напряжения.Во-вторых, транзисторы являются управляемыми переключателями, а это означает, что частотой переключения можно управлять и, следовательно, оптимизировать.

Недостатком является то, что активные выпрямители требуют более сложных схем управления для достижения своей цели, что требует дополнительных компонентов и, следовательно, делает их более дорогими.

Рисунок 5: Мостовой активный выпрямитель

Коррекция коэффициента мощности (PFC)

Вторым этапом в конструкции импульсного источника питания является коррекция коэффициента мощности (PFC).

Цепи

PFC имеют мало общего с фактическим преобразованием мощности переменного тока в мощность постоянного тока, но являются критическим компонентом большинства коммерческих источников питания.

Рис. 6. Кривые напряжения и тока на выходе выпрямителя

Если вы посмотрите на форму кривой тока накопительного конденсатора выпрямителя (см. рис. 6) , вы увидите, что зарядный ток протекает через конденсатор в течение очень короткого промежутка времени, особенно от точки, где напряжение на входе конденсатор больше, чем заряд конденсатора до пика выпрямленного сигнала.Это создает серию коротких всплесков тока в конденсаторе, что создает серьезную проблему не только для источника питания, но и для всей энергосистемы из-за большого количества гармоник, которые эти всплески тока вводят в сеть. Гармоники могут генерировать искажения, которые могут повлиять на другие источники питания и устройства, подключенные к сети.

В конструкции импульсного источника питания целью схемы коррекции коэффициента мощности является минимизация этих гармоник путем их фильтрации.Для этого есть два варианта: активная и пассивная коррекция коэффициента мощности.

• Пассивные схемы ККМ состоят из пассивных фильтров нижних частот, которые пытаются устранить высокочастотные гармоники. Однако источники питания, особенно в приложениях большой мощности, не могут соответствовать международным нормам по гармоническим шумам, используя только пассивную коррекцию коэффициента мощности. Вместо этого они должны применять коррекцию активной мощности.
• Active PFC изменяет форму кривой тока и заставляет ее следовать за напряжением.Гармоники перемещаются на гораздо более высокие частоты, что облегчает их фильтрацию. Наиболее широко используемой схемой для этих случаев является повышающий преобразователь, также называемый повышающим преобразователем.

Изоляция: изолированные и неизолированные импульсные блоки питания

Независимо от того, присутствует схема PFC или нет, последним этапом преобразования мощности является понижение выпрямленного постоянного напряжения до значения, необходимого для предполагаемого применения.

Поскольку входной сигнал переменного тока был выпрямлен на входе, выходное напряжение постоянного тока будет высоким: если нет PFC, выходное постоянное напряжение выпрямителя будет около 320 В. Если имеется активная схема PFC, на выходе повышающего преобразователя будет постоянное напряжение постоянного тока 400 В или более.

Оба сценария чрезвычайно опасны и бесполезны для большинства приложений, которые обычно требуют значительно более низких напряжений. В таблице 1 показаны некоторые аспекты преобразователя и приложения, которые следует учитывать при выборе правильной топологии изоляции.

,

Таблица 1: Изолированные и изолированныеНеизолированные источники питания переменного/постоянного тока

Основной проблемой при выборе метода понижения является безопасность.

Блок питания подключен к сети переменного тока на входе, а значит, при утечке тока на выходе поражение электрическим током такой пропорции может привести к тяжелым травмам или смерти, а также повредить любое устройство, подключенное к выходу.

Безопасность может быть обеспечена за счет магнитной изоляции входных и выходных цепей источника питания переменного/постоянного тока, подключенного к сети.Наиболее широко используемыми цепями в изолированных источниках питания переменного/постоянного тока являются обратноходовые преобразователи и резонансные LLC-преобразователи, поскольку они включают гальваническую или магнитную изоляцию (см. рис. 7) .

Рис. 7. Обратноходовой преобразователь (слева) и LLC-резонансный преобразователь (справа)

Использование трансформатора означает, что сигнал не может быть постоянным напряжением. Вместо этого должно быть изменение напряжения и, следовательно, изменение тока, чтобы передавать энергию с одной стороны трансформатора на другую посредством индуктивной связи. Следовательно, как обратноходовые, так и LLC-преобразователи «режут» входное постоянное напряжение на прямоугольную волну, которую можно понизить с помощью трансформатора. Затем выходная волна должна быть снова выпрямлена перед выходом.

Обратноходовые преобразователи в основном используются для маломощных приложений. Обратноходовой преобразователь представляет собой изолированный повышающе-понижающий преобразователь, что означает, что выходное напряжение может быть выше или ниже входного напряжения, в зависимости от соотношения витков трансформатора между первичной и вторичной обмотками.

Работа обратноходового преобразователя очень похожа на работу повышающего преобразователя.

Когда переключатель замкнут, первичная катушка заряжается от входа, создавая магнитное поле. Когда переключатель разомкнут, заряд первичной катушки индуктивности переносится на вторичную обмотку, которая подает ток в цепь, питая нагрузку.

Преобразователи обратного хода

относительно просты в конструкции и требуют меньшего количества компонентов, чем другие преобразователи, но они не очень эффективны из-за значительных потерь из-за жесткого переключения из-за принудительного произвольного включения и выключения транзистора (см. рис. 8).Особенно в приложениях с высокой мощностью это очень вредно для жизненного цикла транзистора и приводит к значительным потерям мощности, поэтому обратноходовые преобразователи лучше подходят для приложений с низким энергопотреблением, обычно до 100 Вт.

Резонансные преобразователи LLC чаще используются в приложениях большой мощности. Эти цепи также имеют магнитную изоляцию через трансформатор. Преобразователи LLC основаны на явлении резонанса, которое представляет собой усиление определенной частоты, когда она совпадает с собственной частотой фильтра.В этом случае резонансная частота LLC-преобразователя определяется последовательно включенными катушкой индуктивности и конденсатором (LC-фильтр) с добавленным эффектом первичной катушки индуктивности (L) трансформатора, отсюда и название LLC-преобразователь.

Резонансные преобразователи LLC

предпочтительны для приложений большой мощности, поскольку они могут производить переключение с нулевым током, также известное как мягкое переключение (см. рис. 8) . Этот метод переключения включает и выключает переключатель, когда ток в цепи приближается к нулю, минимизируя коммутационные потери транзистора, что, в свою очередь, снижает электромагнитные помехи и повышает эффективность.К сожалению, за эти улучшенные характеристики приходится платить: сложно разработать LLC-резонансный преобразователь, который может обеспечить плавное переключение для широкого диапазона нагрузок. С этой целью компания MPS разработала специальный инструмент проектирования LLC, который помогает убедиться, что преобразователь работает точно в правильном резонансном состоянии для оптимальной эффективности переключения.

Рис. 8. Потери при жестком переключении (слева) и при мягком переключении (справа)

Ранее в этой статье мы обсуждали, почему одним из ограничений источников питания переменного/постоянного тока являются размер и вес входного трансформатора, который из-за низкой рабочей частоты (50 Гц) требует больших катушек индуктивности и магнитных сердечников, чтобы избежать насыщения. .

В импульсных источниках питания частота колебаний напряжения значительно выше (выше 20кГц как минимум). Это означает, что понижающий трансформатор может быть меньше, поскольку высокочастотные сигналы вызывают меньшие магнитные потери в линейных трансформаторах. Уменьшение размера входных трансформаторов позволяет миниатюризировать систему до такой степени, что весь блок питания помещается в корпус размером с зарядные устройства для мобильных телефонов, которые мы используем сегодня.

Существуют устройства постоянного тока, которым не требуется изоляция, обеспечиваемая трансформатором.Это обычно наблюдается в устройствах, к которым пользователю не нужно напрямую прикасаться, таких как источники света, датчики, IoT и т. д., поскольку любые манипуляции с параметрами устройства выполняются с отдельного устройства, такого как мобильный телефон. планшет или компьютер.

Это предлагает большие преимущества с точки зрения веса, размера и производительности. Эти преобразователи снижают уровни выходного напряжения с помощью высоковольтного понижающего преобразователя, также называемого понижающим преобразователем. Эта схема может быть описана как инверсия повышающего преобразователя, описанного ранее.В этом случае, когда транзисторный ключ закрыт, ток, протекающий через катушку индуктивности, создает напряжение на катушке индуктивности, которое противодействует напряжению от источника питания, уменьшая напряжение на выходе. Когда ключ размыкается, катушка индуктивности высвобождает ток, протекающий через нагрузку, поддерживая значение напряжения на нагрузке, пока цепь отключена от источника питания.

В импульсных источниках питания переменного/постоянного тока используется высоковольтный понижающий преобразователь, поскольку полевой МОП-транзистор, работающий в качестве переключателя, должен выдерживать большие изменения напряжения (см. рис. 9) .Когда ключ замкнут, напряжение на МОП-транзисторе близко к 0 В; но когда он открывается, это напряжение возрастает до 400 В для однофазных приложений или до 800 В для трехфазных преобразователей. Эти большие резкие изменения напряжения могут легко повредить обычный транзистор, поэтому используются специальные высоковольтные полевые МОП-транзисторы.

Рис. 9. Неизолированный импульсный источник питания переменного/постоянного тока с активной коррекцией коэффициента мощности

Понижающие преобразователи

гораздо проще интегрировать, чем трансформатор, поскольку требуется только одна катушка индуктивности.Они также намного более эффективны при понижении напряжения с нормальным КПД выше 95%. Такой уровень эффективности возможен благодаря тому, что транзисторы и диоды почти не имеют потерь мощности при переключении, поэтому единственные потери приходятся на дроссель.

Одним из примеров неизолированного выходного стабилизатора переменного/постоянного тока является семейство MPS MP17xA. Это семейство может управлять множеством различных топологий преобразователей, таких как понижающий, повышающий, повышающе-понижающий или обратноходовой. Его можно использовать для напряжения до 700 В, то есть он предназначен для однофазного питания.Он также имеет вариант зеленого режима, в котором частота коммутации и пиковый ток уменьшаются пропорционально нагрузке, повышая общую эффективность блока питания. На рис. 10 показана типичная схема применения MP173A, где он регулирует понижающий преобразователь, состоящий из катушки индуктивности (L1), диода (D1) и конденсатора (C4). Резисторы (R1 и R2) образуют делитель напряжения, который обеспечивает напряжение обратной связи (вывод FB), замыкая контур управления.

Рисунок 10: Типовая прикладная схема MP173A

Импульсные блоки питания переменного/постоянного тока

обеспечивают повышенную производительность при небольшом размере, что и сделало их такими популярными.Недостатком является то, что их схемы значительно сложнее, и они требуют более точных схем управления и фильтров шумоподавления. Несмотря на дополнительную сложность, MPS предлагает простые и эффективные решения, облегчающие разработку вашего источника питания переменного/постоянного тока.

Резюме

Импульсные блоки питания переменного/постоянного тока

в настоящее время являются наиболее эффективным способом преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока. Мощность преобразуется в три этапа:

1. Выпрямление на входе: Этот процесс берет сетевое напряжение переменного тока и преобразует его в выпрямленное напряжение постоянного тока с помощью диодного моста.На выходе моста добавлен конденсатор для уменьшения пульсаций напряжения.
2. Коррекция коэффициента мощности (PFC): из-за нелинейного тока в выпрямителе содержание гармоник в токе довольно велико. Есть два способа решить эту проблему. Первый — это пассивная коррекция коэффициента мощности, в которой используется фильтр для ослабления влияния гармоник, но он не очень эффективен. Второй вариант, называемый активной коррекцией коэффициента мощности, использует импульсный повышающий преобразователь, чтобы форма кривой тока соответствовала форме входного напряжения.Активная коррекция коэффициента мощности — это единственный метод проектирования силового преобразователя, который соответствует современным стандартам размера и эффективности.
3. Изоляция: Импульсные источники питания могут быть изолированными или неизолированными. Устройство изолировано, когда вход и выход источника питания физически не связаны. Изоляция осуществляется с помощью трансформаторов, которые гальванически развязывают две половины цепи. Однако трансформаторы могут передавать электроэнергию только при изменении тока, поэтому выпрямленное постоянное напряжение расщепляется на высокочастотную прямоугольную волну, которая затем передается во вторичную цепь, где снова выпрямляется и, наконец, передается на выход.

При проектировании импульсного источника питания необходимо учитывать множество различных аспектов, особенно связанных с безопасностью, производительностью, размером, весом и т. д. Схемы управления для импульсных источников питания также более сложны, чем в линейных источниках питания, поэтому многие разработчики считают полезным использовать встроенные модули в своих источниках питания.

MPS предлагает широкий спектр модулей, упрощающих проектирование импульсных источников питания, таких как силовые преобразователи, контроллеры, выпрямители и т. д.

_________________________

Вам было интересно? Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик — рассылка раз в месяц!

В чем разница между линейными и импульсными блоками питания?

Существует две основные конструкции блоков питания постоянного тока: линейные блоки питания постоянного тока и импульсные блоки питания постоянного тока. Традиционные линейные источники питания, как правило, тяжелые, прочные и имеют низкий уровень шума на низких и высоких частотах. По этой причине они в основном подходят для приложений с низким энергопотреблением, где вес не представляет проблемы.Импульсные источники питания намного легче, эффективнее, долговечнее и имеют ограниченный высокочастотный шум благодаря своей конструкции. По этой причине импульсные источники питания не подходят для высокочастотных звуковых приложений, но отлично подходят для приложений с высокой мощностью. Кроме того, эти два типа в значительной степени взаимозаменяемы для различных приложений, и их производство стоит примерно одинаково. Импульсные источники питания в настоящее время используются более широко, чем линейные источники питания, мы видели, как некоторые интернет-продавцы говорили, что импульсные источники питания не подходят для гальванопокрытия (гальванизации) или ионизации, это вводит в заблуждение и не соответствует действительности.

Если вы хотите узнать больше о линейных источниках питания постоянного тока и импульсных источниках питания постоянного тока, прочитайте более подробное введение ниже.

Линейный источник питания постоянного тока

Линейные источники питания постоянного тока были основой преобразования энергии до конца 1970-х годов. С развитием технологии импульсных источников питания линейные источники питания сегодня менее популярны, но по-прежнему незаменимы в приложениях, требующих очень низких пульсаций и шума.В линейном источнике питания используется большой трансформатор для снижения напряжения от сети переменного тока до гораздо более низкого напряжения переменного тока, а затем используется ряд схем выпрямителя и процесс фильтрации для получения очень чистого постоянного напряжения. Это низкое напряжение постоянного тока затем регулируется до желаемого уровня путем снижения разности напряжений на транзисторе или ИС (шунтовом регуляторе). Типичные области применения линейных источников питания постоянного тока включают, помимо прочего:

• студийный микшер/усилитель звука

• малошумящие усилители

• обработка сигналов

• сбор данных, включая датчики, мультиплексоры, аналого-цифровые преобразователи и схемы выборки и хранения.

• автоматическое испытательное оборудование

• лабораторное испытательное оборудование

• цепи управления

• везде, где требуется отличное регулирование и/или низкая пульсация

В течение трех десятилетий компания Mastech производит регулируемые линейные источники питания с исключительно низкими пульсациями и шумом по низкой цене по сравнению с известными брендами. Наш успех привлек множество подражателей с похожими продуктами. За последние три года мы внедрили новые конструкции, которые выводят надежность и отказоустойчивость линейных источников питания постоянного тока на новый уровень. После трех лет испытаний мы рады подтвердить, что новая линейка линейных источников питания постоянного тока Volteq оправдала все наши ожидания в отношении регулирования напряжения и тока, шума и надежности и является предпочтительным линейным источником питания постоянного тока для большинство наших клиентов.

Если у вас есть звуковое приложение, вам следует придерживаться оригинальной конструкции линейных блоков питания постоянного тока Mastech для работы без вентилятора.

Для всех других применений мы рекомендуем линейные источники питания постоянного тока Volteq из-за повышенной надежности благодаря защите от перенапряжения и обратного напряжения.

Есть технический вопрос? посетите наш форум поддержки .

Нужна помощь в поиске нужного продукта? Ознакомьтесь с нашим  Руководством по выбору .

Импульсный источник питания постоянного тока

Импульсные источники питания постоянного тока были впервые представлены в конце 1970-х годов. Сегодня они являются наиболее популярной формой источников питания постоянного тока на рынке благодаря их исключительной энергоэффективности и отличной общей производительности.Импульсный источник питания постоянного тока (также известный как импульсный источник питания) регулирует выходное напряжение с помощью процесса, называемого широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Процесс ШИМ генерирует некоторый высокочастотный шум, но позволяет создавать импульсные источники питания с очень высокой энергоэффективностью и малым форм-фактором. Импульсный источник питания с хорошей конструкцией может иметь отличную стабилизацию нагрузки и сети. Типичные приложения для переключения источников питания постоянного тока включают:

• общего назначения, включая НИОКР, производство и испытания
• применение с высокой мощностью / высоким током
• системы связи, мобильные станции, сетевое оборудование и т. д.
• гальваника, анодирование, гальванопластика, электрофорез и т. д.
• Зарядка и выравнивание заряда литий-ионных аккумуляторов, авиационных, морских и автомобильных аккумуляторов
• электролиз, обработка отходов, генератор водорода, топливные элементы и т. д. 
• Двигатели постоянного тока, игровые автоматы, авиационное и морское оборудование и т. д.

В течение трех десятилетий компания Mastech производит регулируемые импульсные источники питания с наименьшим уровнем шума и пульсаций в отрасли.Наши импульсные источники питания широко используются в научно-исследовательской и лабораторной среде из-за их исключительных шумовых характеристик. Выбор конструкции для минимизации шума имеет некоторые недостатки: более медленный отклик и большая чувствительность к обратной ЭДС от нагрузки. В результате импульсные источники питания Mastech не подходят для зарядки аккумуляторов, анодирования, применения светодиодов, гальваники (использование в качестве выпрямителей для гальваники) и анодирования, электролиза, гальванопластики, производства водорода и любых электрохимических применений.

Признавая недостатки, в 2012 году мы запустили новую линейку импульсных источников питания под брендом Volteq , чтобы удовлетворить растущие потребности клиентов в зарядке аккумуляторов, светодиодных устройствах, двигателях постоянного тока, гальванике и анодировании, электролизе и производстве водорода, игровых автоматах. , автомобильные, авиационные и морские приложения. Импульсные источники питания Volteq ,  со встроенной защитой от перенапряжения и обратного напряжения прочны как камень, но при этом обеспечивают превосходные характеристики шума и пульсаций благодаря использованию самых современных технологий.

Есть технический вопрос? посетите наш форум поддержки .

Нужна помощь в поиске нужного продукта? Ознакомьтесь с нашим  Руководством по выбору .

Как выбрать блок питания

Power Buyer’s Guide: Общие сведения об источниках питания

Есть старая поговорка: «Используйте правильный инструмент для работы!» Но иногда есть несколько «правильных инструментов» для работы, так как же узнать, какой из них использовать? Чтобы выбрать правильный блок питания, необходимо понять несколько важных основ.

Линейка продуктов питания от Jameco Electronics включает в себя широкий выбор блоков питания. Они обеспечивают все ваши потребности в источниках питания от настенных адаптеров и
настольные блоки питания для
открыть/
закрытые блоки питания переменного тока в постоянный и преобразователи постоянного тока/инверторы постоянного тока в переменный. Какой бы инструмент вы ни выбрали в качестве источника энергии, вы можете быть уверены, что получите продукцию отличного качества, подходящую для работы.

Условия электропитания

Прежде всего, давайте проясним некоторые термины, которые часто сбивают людей с толку, но важны при выборе правильного блока питания сетевого адаптера.«Переключающие» источники питания переменного тока в постоянный по сравнению с «линейными» источниками питания часто вводят в заблуждение тех, кто с ними не знаком.

Линейные источники питания принимают на вход переменный ток (обычно 120 В переменного тока или 240 В переменного тока), понижают напряжение с помощью трансформатора, затем выпрямляют и фильтруют входной сигнал на выходе постоянного тока.

Импульсный источник питания принимает на вход переменный ток, но сначала выпрямляет и фильтрует его в постоянный ток, затем снова преобразует в переменный ток с некоторой высокой частотой коммутации, понижает напряжение с помощью трансформатора, затем выпрямляет и фильтрует на выходе постоянный ток.

Разница между линейным и переключающим процессами заключается в том, что они позволяют использовать разные компоненты. Линейный источник питания обычно менее эффективен, в нем используется более крупный и тяжелый трансформатор, а также более крупные компоненты фильтра. Импульсный источник питания обеспечивает более высокий КПД благодаря высокой частоте переключения, что позволяет использовать меньший по размеру и менее дорогой высокочастотный трансформатор, а также более легкие и менее дорогие компоненты фильтра.
Импульсные блоки питания содержат больше габаритных компонентов, поэтому обычно дороже.

Примечание:
Существует разница между «переключением» на стороне входа и «переключением» на стороне вывода. То, что мы только что обсудили, относится к переключению на стороне выхода. Говоря о входной стороне, существует 2 типа «переключаемых» источников питания:

1) Переключение — автоматическое переключение между входами переменного тока и частотами или
2) Выбор переключателя — на источнике питания имеется ручной переключатель, который изменяет диапазон и частота входного переменного тока.

Подводя итоги, хотя линейный процесс кажется более эффективным из-за его более короткого процесса, импульсный источник питания на самом деле более эффективен.

Astec ACV15N4.5 — линейный блок питания 15 В, 4,5 А
Размер: 7,0″ Д x 4,8″ Ш x 2,7″ В
Mean Well PS-65-15 — Импульсный блок питания 15 В, 4,2 А
Размер: 5,0″ Д x 3,0 «Ш x 1,7» В

Много вопросов также возникает, когда речь идет о «регулируемых» и «нерегулируемых» источниках питания. Эти термины относятся к цепи управления источника питания.

В нерегулируемом источнике питания переключающий транзистор работает с постоянным рабочим циклом, поэтому выход не регулируется. Выходы не остаются на определенном значении; вместо этого они немного колеблются при приложении различных нагрузок.Только очень низкое напряжение приведет к отключению питания.

В регулируемом источнике питания выходная мощность поддерживается очень близкой к номинальной за счет изменения рабочего цикла для компенсации изменений нагрузки. Это обеспечивает лучшую защиту ваших устройств и более точные результаты.

Основными отличиями регулируемых и нерегулируемых блоков питания являются защита и цена. Регулируемые источники питания обеспечивают лучшую эффективность и защиту, но нерегулируемые источники питания значительно дешевле по стоимости.

Jameco ReliaPro 12 В, 1 А Регулируемый линейный настенный адаптер
1 шт. Цена: $14,95

Нерегулируемый линейный настенный адаптер Jameco ReliaPro 12 В, 1 А
1 шт. Цена: $9,95

Теперь, когда вы знаете, что искать, убедитесь, что у вас есть все необходимые детали. Если по какой-то причине вы не можете найти то, что вам нужно, просто напишите нам, и мы сделаем все возможное, чтобы найти это для вас.

Есть еще вопросы? Напишите нам на [email protected]

Назад в Центр ресурсов власти >>

Каковы различия между линейными и импульсными источниками питания?

Номинальная температура окружающей среды относится к соотношению между номинальной мощностью, указанной на этикетке, рабочей температурой окружающей среды и фактической мощностью после требуемого снижения, если это необходимо.Многие производители указывают номинальные характеристики своих блоков питания, исходя из температуры окружающей среды 40⁰C. Это означает, что номинальная мощность, указанная на паспортной табличке (например, 60 Вт), применяется только в том случае, если устройство эксплуатируется в среде с температурой окружающей среды 40⁰C или ниже. Если блок работает при температуре выше 40⁰C, мощность блока должна быть значительно снижена, при этом полное снижение номинальных характеристик обычно происходит при 50⁰C. В этом примере конструкция мощностью 60 Вт при 40⁰C будет переоценена как 30 Вт при температуре окружающей среды 45⁰ и неработоспособна при 50⁰. Тем не менее, блоки питания Micron рассчитаны на работу при температурах до 60 ⁰C.Конструкция Micron по-прежнему может работать при температуре выше 60 ⁰C, но должна постепенно снижаться по мере того, как температура окружающей среды приближается к 70 ⁰C. Это важно в двух отношениях. Во-первых, инженер-разработчик должен согласовать рабочую температуру окружающей среды с соответствующей конструкцией источника питания, чтобы избежать перегрузки источника питания. Во-вторых, покупатель блока питания должен обратить внимание на разницу в рабочих температурах, чтобы принять разумное решение о покупке, поскольку различия в производительности между конструкциями 40⁰ и 60⁰ значительны, следовательно, стоимость единицы продукции меньше для меньшей конструкции.

Также важно знать разницу между «рабочим диапазоном» и «диапазоном рабочей мощности». Многие производители указывают «рабочий диапазон» своих блоков питания от -20 до 70⁰C, хотя конструкция для 40⁰C не обеспечивает мощность выше 49⁰C. Если есть какие-либо вопросы, касающиеся пригодности конкретной конструкции источника питания в отношении ожидаемых рабочих температур окружающей среды, пользователь должен запросить диаграмму кривой зависимости температуры от мощности, которая должна отображать точку и диапазон требуемого снижения мощности для устройства.

Конструкция блока питания

: импульсный и линейный

Источники питания постоянного тока

доступны либо в импульсном (также называемом переключением), либо в линейном исполнении. Хотя оба типа обеспечивают питание постоянного тока, метод, используемый для получения этой мощности, отличается. В зависимости от приложения каждый тип источника питания имеет преимущества перед другим. Давайте рассмотрим различия между этими двумя технологиями, а также соответствующие преимущества и недостатки каждой конструкции.

Импульсный источник питания преобразует сетевую мощность переменного тока напрямую в напряжение постоянного тока без трансформатора, а это необработанное постоянное напряжение затем преобразуется в сигнал переменного тока более высокой частоты, который используется в цепи регулятора для получения желаемого напряжения и тока. .Это приводит к тому, что трансформатор намного меньше и легче для повышения или понижения напряжения, чем это было бы необходимо при частоте сети переменного тока 60 Гц. Эти трансформаторы меньшего размера также значительно более эффективны, чем трансформаторы на 60 Гц, поэтому коэффициент преобразования мощности выше.

В конструкции линейного источника питания сетевое напряжение переменного тока подается на силовой трансформатор для повышения или понижения напряжения перед подачей на схему регулятора. Поскольку размер трансформатора косвенно пропорционален рабочей частоте, это приводит к тому, что блок питания становится больше и тяжелее.

Каждый тип работы блока питания имеет свой набор преимуществ и недостатков. Импульсный источник питания на 80 % меньше и легче, чем соответствующий линейный источник питания, но он генерирует высокочастотный шум, который может мешать работе чувствительного электронного оборудования. В отличие от линейных источников питания, импульсные источники питания способны выдерживать небольшие потери мощности переменного тока в диапазоне 10-20 мс, не влияя на выходы.

Линейный источник питания требует более крупных полупроводниковых устройств для регулирования выходного напряжения и, следовательно, выделяет больше тепла, что приводит к снижению энергоэффективности.Линейный источник питания обычно работает с эффективностью около 60% для выходов 24 В, тогда как импульсный источник питания работает с эффективностью 80% или более. Линейные источники питания имеют переходное время отклика до 100 раз быстрее, чем их аналоги с импульсным режимом, что важно в некоторых специализированных областях.

В целом импульсный блок питания лучше всего подходит для портативного оборудования, так как он легче и компактнее. Поскольку электрический шум ниже и его легче сдерживать, линейный источник питания лучше подходит для питания чувствительных аналоговых схем.

Импульсные источники питания

Начиная с $27,95

Компактный, легкий и эффективный. Купить сейчас >

Линейные источники питания

Начиная с $49,00

Низкие пульсации и шумы, высокая надежность. Купить сейчас >

История импульсных источников питания (SMPS).

новости XP

Блоки питания

— как далеко мы продвинулись?

Недавно я обедал с клиентом, с которым мы работаем с конца 1990-х годов.За это время мы увидели много изменений, и когда подали основное блюдо, мы начали говорить о том, как за эти годы продвинулись технологии источников питания. Это было наиболее заметно в областях эффективности и удельной мощности.

Первым блоком, который он разработал с использованием XP Power, был блок питания 3 x 5 дюймов мощностью 40 Вт. В то время это могло считаться революционным, но если учесть, что в его последнем продукте использовался блок питания 350 Вт в том же пространстве, то становится ясно, как далеко мы продвинулись.

Технический прогресс 

Я провел небольшое исследование по этому вопросу после нашего рабочего обеда, и, насколько я могу судить, самые первые импульсные блоки питания были разработаны в 1958 году компанией IBM. Они были основаны на технологии электронных ламп. Примерно в то же время корпорация General Motors подала несколько патентов на «транзисторные колебания».

С этим притоком технологического прогресса дизайнеры внезапно получили возможность выбирать из множества компонентов и нескольких производителей, что дало им беспрецедентное количество вариантов и потенциально новаторских конструкций.

В центре этого интенсивного периода разработки был традиционный линейный регулятор — самые яркие умы пытались понять, как они могли бы заменить устаревший трансформаторный и резистивный метод изменения входного напряжения более эффективной конструкцией.

Идея, на которую они пришли, заключалась в использовании транзистора для увеличения входного напряжения со средним значением, меньшим, чем начальное входное напряжение (у нас есть фантастический магазин технических статей здесь, на сайте, если вы хотите более подробное описание работы SMPS) .

Благодаря более высокой эффективности и меньшему количеству магнитных материалов новая технология была меньше, легче и выделяла меньше тепла. Как и в случае с современными изобретениями с такими характеристиками, это решение 1950-х годов было чрезвычайно привлекательным для предприятий в целом ряде секторов — от электроники до аэрокосмической отрасли, связи и вычислительной техники. Было множество первых пользователей, каждый из которых пытался максимально эффективно использовать этот новый источник питания. технологии.

Расчетная мощность

В течение следующих нескольких лет появилось множество патентов и разработок, многие из которых мы используем до сих пор.В 1972 году Hewlett Packard использовала импульсный источник питания в своем первом карманном калькуляторе. В 1976 году был подан первый патент, в котором использовался термин импульсный источник питания (SMPS).

Калькулятор HP

действительно был компьютером, хотя и в несколько ином формате, чем мы знаем его сегодня. В то время оригинальный дизайн весил более 40 фунтов. SMPS был использован в конструкции для экономии места и веса, что стало первым шагом на пути к ультратонким и невероятно легким компьютерам, ноутбукам и планшетам, которые мы используем сегодня. Точно так же производители аэрокосмической техники, размышляя о том, как они могут сэкономить вес и пространство, также начали искать нестандартные импульсные источники питания для создания гораздо более эффективных конструкций.

Охлаждение в 70-х и 80-х 

1970-е годы были напряженным десятилетием, когда был сделан первоначальный прорыв, а инновации продолжались очень приличными темпами. Несколько компаний в Великобритании, США и Японии начали продавать стандартные блоки питания. На сегодняшний день существует около дюжины компаний, которые утверждают, что они первыми разработали и успешно выпустили на рынок импульсный источник питания, поэтому мы не будем вдаваться в подробности!

В журналах по электронике той эпохи публиковались статьи и реклама SMPS.Лидером в то время была Boschert Inc., американская корпорация, основанная в Калифорнии. Он заменил линейные источники питания для принтеров импульсными конструкциями. Эта компания выросла до более чем 1000 человек, предлагая широкий ассортимент открытых, корпусных и модульных блоков питания. В конце концов, в середине 80-х она была приобретена Computer Products Inc.

Компания Apple Computers впервые представила импульсный источник питания для компьютера Apple II в 1970-х годах. Эта небольшая высокоэффективная технология означала, что Apple могла создать меньший и легкий компьютер без охлаждающего вентилятора.

Этот тип конструкции с конвекционным охлаждением был уникальным в то время. Эта технология зажила собственной жизнью и использовалась в десятках потребительских приложений. Блоки питания IBM PC также перешли в режим переключения, хотя и с охлаждающими вентиляторами, аналогичными тем, которые сегодня используются в блоках питания типа ATX.

В конце 1980-х и начале 1990-х годов мы были ошеломлены, когда стали доступны стандартные блоки питания 3 x 5 дюймов с входом с автоматическим выбором диапазона, который определял, подключен ли он к 120 В переменного тока или 230 В переменного тока, и регулировал его соответствующим образом.Эти продукты имели мощность от 25 до 40 Вт или от 1,66 до 2,66 Вт/дюйм2

Встряска ЕС

По мере того, как все больше и больше компаний выходили на рынок, вокруг обычных размеров, таких как 3×5 дюймов, появились некоторые свободные отраслевые стандарты. Плотность мощности начала улучшаться по мере развития магнетизма, переключающих транзисторов и интегральных схем контроллеров. Эти изменения обеспечили более высокую эффективность и сделали возможной лучшую удельную мощность.

К началу 90-х соотношение W/In2, доступное из нескольких источников, увеличилось более чем вдвое.

ЕС вмешался с новым законодательством и общесоюзными директивами, которые означали, что больше внимания было уделено электромагнитным излучениям и коэффициенту мощности источников питания. По сути, по мере того, как все больше и больше продуктов использовали эту технологию, возрастала потребность в контроле электрических помех. Свою роль также сыграли проблемы с сечением проводников, необходимых для подачи электроэнергии туда, где она нужна в сети.

Законодательство ЕС было особенно разрушительным для рынка импульсных источников питания, поскольку технология переключения намного более шумная, чем линейные источники питания.Также требовались дополнительные схемы для приведения входного тока к синусоидальной форме — это позволяло им удовлетворять требованиям по коэффициенту мощности и предотвращать появление избыточных гармоник, вызывающих проблемы с электросетью.

Сегодняшнее меню

Итак, где мы находимся сегодня с точки зрения удельной мощности? Итак, клиент, с которым я обедал, только что одобрил наш новейший блок питания 3×5” мощностью 350 Вт с удельной мощностью 23 Вт/дюйм2. Это более чем в 10 раз превышает мощность первого блока питания, который он купил у меня.

Что интересно, так это то, что благодаря коммерциализации технологии, большим объемам и низкозатратному азиатскому производству этот продукт доступен по цене, очень близкой к более ранним устройствам мощностью 40 Вт.

Pressman, Abraham, Billings, Keith, Morey, Taylor: 9780071482721: Amazon.com: Books

Примечание издателя. Издатель не гарантирует качество, подлинность или доступ к каким-либо онлайн-разрешениям на продукты, приобретенные у сторонних продавцов. с продуктом.

Обновленное руководство №1 по проектированию блоков питания!

Более 25 лет признанный во всем мире как полное руководство по проектированию источников питания, документ «Конструкция импульсного источника питания» был обновлен с учетом последних инноваций в области технологий, материалов и компонентов. В этом третьем издании представлены основные принципы наиболее часто используемых топологий и представлена ​​важная информация, необходимая для проектирования передовых источников питания.Этот экспертный ресурс наполнен примерами проектирования, уравнениями и диаграммами с помощью учебного пособия, подхода «как и почему». Третье издание документа «Проектирование импульсных источников питания» содержит:

• Конструкции для многих наиболее распространенных топологий импульсных источников питания
• Основные принципы, необходимые для решения повседневных задач проектирования
• Особое внимание уделяется основным основам конструкции трансформатора и магнитных элементов
• Новое в этом издании: полная глава о конструкции дросселя и оптимальных условиях привода для современных быстродействующих БТИЗ Топологии преобразователя прямого и полумостового типа * Топологии преобразователя с полумостовым и полным мостом * Топологии обратноходового преобразователя * Топологии с токовым режимом и с питанием от тока * Различные топологии * Конструкция трансформатора и магнитных компонентов * Конструкция высокочастотного дросселя * Оптимальные условия возбуждения для биполярных силовых транзисторов, полевых МОП-транзисторов , силовые транзисторы и IGBT * Схемы управления магнитными усилителями * Пострегуляторы * Turn-o n, потери при переключении и демпферы с малыми потерями * Стабилизация контура обратной связи * Резонансные преобразователи сигналов * Коэффициент мощности и коррекция коэффициента мощности * Высокочастотные источники питания для люминесцентных ламп и регуляторы низкого входного напряжения для портативных компьютеров и портативного оборудования

  .