Byta strömförsörjning — Allmänna principer, fördelar och nackdelar
Idag är det redan svårt att hitta en järntransformator i någon hushållsapparat eller strömförsörjning. På 1990-talet började de snabbt tona in i det förflutna och gav plats för att byta omvandlare eller byta strömförsörjning (förkortat SMPS).
Switchande nätaggregat överträffar transformatorer när det gäller storlek, kvalitet på den resulterande likspänningen, har breda möjligheter att reglera utspänningen och strömmen och är traditionellt utrustade med utgångsöverbelastningsskydd. Och även om växlande strömförsörjning tros vara de främsta leverantörerna av störningar i hushållsnätverket, kan deras utbredda användning inte vändas.
Transformatorförsörjning:
Växlingsström:
Växlande strömförsörjning beror på sin spridning på halvledaromkopplare— fälteffekttransistorer och Diod Schottky… Det är fälteffekttransistorn, som arbetar tillsammans med en choke eller transformator, som är hjärtat i varje modern strömförsörjning: i växelriktare, svetsmaskiner, avbrottsfri strömförsörjning, inbyggd strömförsörjning för TV-apparater, monitorer, etc. — Nuförtiden används endast pulsomvandlingskretsar nästan överallt spänning.
Den allmänna principen för driften av en pulsomvandlare är baserad på lagen om elektromagnetisk induktion och är liknande i denna med varje transformator… Den enda skillnaden är att en växelspänning med en nätfrekvens på 50 Hz appliceras direkt på primärlindningen på en konventionell nättransformator och omvandlas direkt (sedan, vid behov, likriktad), och i en switchande strömförsörjning, nätspänningen likriktas först och omvandlas till DC och omvandlas sedan till en puls som ska ökas eller minskas ytterligare med hjälp av en speciell högfrekvenskrets (jämfört med 50 hertz nät).
En strömförsörjningskrets inkluderar flera huvudkomponenter: en nätlikriktare, en strömbrytare (eller strömbrytare), en transformator (eller drossel), en utgångslikriktare, en styrenhet och en stabiliserings- och skyddsenhet. Likriktaren, omkopplaren och transformatorn (choken) utgör basen för kraftdelen av SMPS-kretsen, medan de elektroniska blocken (inklusive PWM-styrenheten) tillhör den så kallade drivenheten.
Så nätspänningen matas genom likriktaren till nätfiltrets kondensator, där på detta sätt en konstant spänning erhålls, vars maximum är från 305 till 340 volt, beroende på det nuvarande medelvärdet för nätspänningen ( från 215 till 240 volt).
Den likriktade spänningen appliceras på transformatorns (choke) primärlindning i form av pulser, vars repetitionsfrekvens vanligtvis bestäms av nyckelstyrkretsen och varaktigheten bestäms av medelströmmen för den tillförda lasten .
En omkopplare med en frekvens på flera tiotals till flera hundra kilohertz ansluter och kopplar bort transformatorns eller chokens primärlindning till filterkondensatorn, och vänder därigenom magnetiseringen av transformatorn eller chokekärnan.
Skillnaden mellan en transformator och en choke: i en choke separeras faserna för att lagra energi från källan till kärnan och överföra energi från kärnan genom lindningen till lasten, medan i en transformator sker detta samtidigt.
Choken används i omvandlare utan galvanisk isolering av topologier: boost - boost, step - down, samt i omvandlare med galvanisk isolering av omvänd topologi. Transformatorn används i omvandlare med galvanisk isolering av följande topologier: bro-hel-brygga, halv-brygga-halv-brygga, tryck-drag-skjut-drag, framåt-framåt.
Omkopplaren kan vara en enda (buck-up-omvandlare, framåtriktare, boost- eller buck-omvandlare utan galvanisk isolering) eller så kan effektdelen inkludera flera switchar (halvbrygga, brygga, push).
Strömställarens/strömställarens styrkrets mottar från källans utgång en återkopplingssignal för spänning eller för lastens spänning och ström, i enlighet med värdet på denna signal, pulsens bredd (driftcykel), som kontrollerar varaktigheten av det ledande tillståndet för omkopplaren justeras automatiskt.
Utgången är anordnad enligt följande. Från sekundärlindningen av transformatorn eller induktorn, eller från induktorns enda lindning (om vi talar om en omvandlare utan galvanisk isolering), genom Schottky-dioderna i en helvågslikriktare, tillförs en pulsad spänning till filtret kondensator.
Det finns också en spänningsdelare från vilken spänningsåterkopplingssignalen tas emot, och en strömsensor kan också finnas. Lasten ansluts till filterkondensatorn genom ett extra utgångslågpassfilter eller direkt.