اصل منبع تغذیه خطی و مقایسه منبع تغذیه سوئیچینگ

اصل منبع تغذیه خطی و مقایسه منبع تغذیه سوئیچینگ

1. مقدمه ای بر منبع تغذیه خطی:
منبع تغذیه خطی ابتدا برق AC را از طریق یک ترانسفورماتور تبدیل می کند و سپس آن را از طریق یک مدار یکسو کننده یکسو و فیلتر می کند تا یک ولتاژ DC ناپایدار به دست آید. برای دستیابی به ولتاژ DC با دقت بالا، ولتاژ خروجی باید از طریق بازخورد ولتاژ تنظیم شود. از نقطه نظر عملکرد اصلی، این فناوری منبع تغذیه بسیار بالغ است، می تواند به ثبات بالایی دست یابد، ریپل نیز بسیار کوچک است و هیچ تداخل و سر و صدایی که منبع تغذیه سوئیچینگ دارد وجود ندارد. مدار بازخورد ولتاژ به صورت خطی کار می کند و افت ولتاژ مشخصی روی لوله تنظیم وجود دارد. هنگام خروجی یک جریان عملیاتی زیاد، مصرف برق لوله تنظیم بسیار زیاد است و راندمان تبدیل پایین است.

منبع تغذیه خطی به این معنی است که لوله های مورد استفاده برای تنظیم ولتاژ در ناحیه خطی کار می کنند. به همین ترتیب، منبع تغذیه سوئیچینگ نیز وجود دارد، به این معنی که لوله مورد استفاده برای تنظیم ولتاژ در مناطق اشباع و قطع، یعنی حالت سوئیچینگ کار می کند.

منبع تغذیه خطی به طور کلی از ولتاژ خروجی نمونه برداری می کند و سپس آن را به تقویت کننده ولتاژ مقایسه با ولتاژ مرجع ارسال می کند. خروجی تقویت کننده ولتاژ به عنوان ورودی لوله تنظیم ولتاژ برای کنترل لوله تنظیم استفاده می شود تا ولتاژ اتصال با ورودی تغییر کند و در نتیجه خروجی آن تنظیم شود. ولتاژ. اما منبع تغذیه سوئیچینگ با تغییر زمان روشن و خاموش شدن لوله رگلاتور، یعنی چرخه وظیفه، ولتاژ خروجی را تغییر می دهد.

لوله های مورد استفاده برای تنظیم ولتاژ در منابع تغذیه خطی در ناحیه خطی کار می کنند. به همین ترتیب، منبع تغذیه سوئیچینگ نیز وجود دارد، به این معنی که لوله مورد استفاده برای تنظیم ولتاژ در مناطق اشباع و قطع، یعنی حالت سوئیچینگ کار می کند.

منبع تغذیه خطی به طور کلی از ولتاژ خروجی نمونه برداری می کند و سپس آن را به تقویت کننده ولتاژ مقایسه با ولتاژ مرجع ارسال می کند. خروجی تقویت کننده ولتاژ به عنوان ورودی لوله تنظیم ولتاژ برای کنترل لوله تنظیم استفاده می شود تا ولتاژ اتصال با ورودی تغییر کند و در نتیجه خروجی آن تنظیم شود. ولتاژ. اما منبع تغذیه سوئیچینگ با تغییر زمان روشن و خاموش شدن لوله رگلاتور، یعنی چرخه وظیفه، ولتاژ خروجی را تغییر می دهد. 2. اصل منبع تغذیه خطی: منبع تغذیه خطی عمدتاً شامل ترانسفورماتور فرکانس قدرت، فیلتر یکسو کننده خروجی، مدار کنترل، مدار حفاظتی و غیره است. منبع تغذیه خطی ابتدا برق AC را از طریق یک ترانسفورماتور تبدیل می کند و سپس آن را از طریق یک مدار یکسو کننده یکسو و فیلتر می کند تا یک ولتاژ DC ناپایدار به دست آورد. برای دستیابی به ولتاژ DC با دقت بالا، ولتاژ خروجی باید از طریق بازخورد ولتاژ تنظیم شود. این فناوری منبع تغذیه بسیار بالغ است و می تواند به پایداری بسیار بالا، موج دار شدن کوچک و بدون تداخل و نویز منبع تغذیه سوئیچینگ دست یابد. اما عیب آن این است که نیاز به ترانسفورماتور عظیم و سنگین دارد و حجم و وزن خازن فیلتر مورد نیاز نیز بسیار زیاد است و مدار بازخورد ولتاژ به صورت خطی کار می کند و افت ولتاژ مشخصی روی آن وجود دارد. لوله تنظیم، و خروجی نسبتا بزرگ است. در این زمان، مصرف برق لوله تنظیم بسیار زیاد است، راندمان تبدیل پایین است و باید یک هیت سینک بزرگ نصب شود. این نوع منبع تغذیه برای نیازهای کامپیوتر و سایر تجهیزات مناسب نیست و به تدریج با منبع تغذیه سوئیچینگ جایگزین می شود. 3. مقایسه منبع تغذیه سوئیچینگ: منبع تغذیه سوئیچینگ عمدتا شامل فیلتر شبکه ورودی، فیلتر یکسوسازی ورودی، اینورتر، فیلتر یکسوسازی خروجی، مدار کنترل و مدار حفاظتی است. توابع آنها عبارتند از:

1. فیلتر شبکه ورودی: از بین بردن تداخل شبکه، مانند راه اندازی موتور، کلید لوازم الکتریکی، برخورد صاعقه و غیره و همچنین جلوگیری از پخش شدن صدای فرکانس بالا تولید شده توسط منبع تغذیه سوئیچینگ به شبکه توری.

2. فیلتر یکسوسازی ورودی: ولتاژ ورودی شبکه را اصلاح و فیلتر کنید تا ولتاژ DC برای مبدل فراهم شود.

3. اینورتر: بخش کلیدی منبع تغذیه سوئیچینگ است. ولتاژ DC را به یک ولتاژ متناوب فرکانس بالا تبدیل می کند و در جداسازی قسمت خروجی از شبکه ورودی نقش دارد.

4. فیلتر یکسوسازی خروجی: خروجی ولتاژ متناوب فرکانس بالا را توسط مبدل تصحیح و فیلتر کنید تا ولتاژ DC مورد نیاز را بدست آورید و در عین حال از تداخل نویز فرکانس بالا با بار جلوگیری کنید.

5. مدار کنترل: ولتاژ DC خروجی را شناسایی کنید، آن را با ولتاژ مرجع مقایسه کنید و آن را تقویت کنید. عرض پالس نوسانگر برای کنترل مبدل برای ثابت نگه داشتن ولتاژ خروجی مدوله شده است.

6. مدار حفاظت: هنگامی که منبع تغذیه سوئیچینگ دارای اضافه ولتاژ یا اتصال کوتاه اضافه جریان باشد، مدار حفاظتی منبع تغذیه سوئیچینگ را متوقف می کند تا از بار و خود منبع تغذیه محافظت کند.

منبع تغذیه سوئیچینگ ابتدا جریان متناوب را به جریان مستقیم اصلاح می کند، سپس جریان مستقیم را به جریان متناوب معکوس می کند و سپس ولتاژ جریان مستقیم مورد نیاز را یکسو کرده و خروجی می دهد. به این ترتیب منبع تغذیه سوئیچینگ باعث صرفه جویی در ترانسفورماتور در منبع تغذیه خطی پایین و مدار بازخورد ولتاژ می شود. مدار اینورتر در منبع تغذیه سوئیچینگ کاملاً دیجیتال تنظیم است که می تواند به دقت تنظیم بسیار بالایی نیز دست یابد.

اصل کار منبع تغذیه سوئیچینگ این است که لوله های Mos پل بالایی و پل پایینی به نوبه خود روشن می شوند. ابتدا جریان از طریق لوله Mos پل بالایی وارد می شود و انرژی الکتریکی با استفاده از تابع ذخیره سیم پیچ در سیم پیچ انباشته می شود. در نهایت لوله Mos پل بالایی خاموش می شود و پل پایینی روشن می شود. لوله Mos، سیم پیچ و خازن پل به طور مداوم برق را به بیرون تامین می کند. سپس تیوب Mos پل پایینی را خاموش کنید و سپس پل بالایی را باز کنید تا جریان وارد شود و همینطور تکرار کنید زیرا لوله Mos به نوبه خود نیاز به روشن و خاموش شدن دارد بنابراین به آن منبع تغذیه سوئیچینگ می گویند.

منبع تغذیه خطی متفاوت است. از آنجایی که هیچ کلیدی در کار نیست، لوله آب بالایی همیشه آب را تخلیه می کند. اگر آب زیاد باشد، نشت می کند. این چیزی است که ما اغلب در برخی از منابع تغذیه خطی می بینیم. لوله Mos گرمای زیادی تولید می کند. انرژی الکتریکی بی پایان همه به انرژی گرمایی تبدیل می شود. از این منظر، راندمان تبدیل منبع تغذیه خطی بسیار پایین است و زمانی که گرما زیاد باشد، عمر اجزاء کاهش می‌یابد و بر اثر استفاده نهایی تأثیر می‌گذارد.

تفاوت بین منبع تغذیه سوئیچینگ و منبع تغذیه خطی عمدتاً در نحوه کار آنها است.

دستگاه تغذیه منبع تغذیه خطی در حالت خطی کار می کند، یعنی دستگاه برق همیشه در هنگام استفاده کار می کند، بنابراین منجر به راندمان کاری پایین آن می شود، معمولا بین 50[[ درصد ]]~60[ [ درصد ]] و باید گفت که منبع تغذیه خطی بسیار خوبی است. روش کار منبع تغذیه خطی، داشتن یک دستگاه ولتاژ را برای تغییر از فشار قوی به ولتاژ پایین ضروری می کند. به طور کلی، این یک ترانسفورماتور است و موارد دیگری مانند منبع تغذیه KX وجود دارد که سپس ولتاژ DC را اصلاح و خروجی می کند. در نتیجه حجم او بزرگ، سنگین، با راندمان پایین است و گرمای زیادی تولید می کند. او همچنین مزایای خود را دارد: موج کوچک، نرخ تنظیم خوب و تداخل خارجی کوچک. مناسب برای استفاده با مدارهای آنالوگ، تقویت کننده های مختلف و غیره.

منبع تغذیه سوئیچ دستگاه های برق آن در حالت سوئیچ کار می کنند (یکی روشن و یکی خاموش، یکی روشن و یکی خاموش، فرکانس بسیار سریع است، فرکانس منبع تغذیه سوئیچینگ پنل عمومی 100 ~ 200 کیلوهرتز و فرکانس منبع تغذیه ماژول 300 است. ~ 500 کیلوهرتز). به این ترتیب تلفات آن کم و بازده آن بالاست. همچنین الزاماتی برای ترانسفورماتورها وجود دارد که باید از موادی با نفوذپذیری مغناطیسی بالا ساخته شوند. کمی جوهر، ترانسفورماتورش کلمه کوچکی است. راندمان 80 تا 90 درصد گفته می شود که بهترین ماژول های VICOR در ایالات متحده به 99 درصد می رسد. منبع تغذیه سوئیچینگ دارای راندمان بالا و اندازه کوچک است، اما در مقایسه با منبع تغذیه خطی، ریپل و نرخ تنظیم ولتاژ و جریان آن کاهش یافته است.

اصل کار اصلی منبع تغذیه خطی
روند کار مدار اصلی منبع تغذیه خطی به این صورت است که منبع تغذیه ورودی ابتدا توسط مدار ولتاژ از پیش تثبیت شده تثبیت شده و سپس از طریق جداسازی و یکسوسازی ترانسفورماتور اصلی کار به منبع تغذیه DC تبدیل می شود. توسط مدار کنترل و کنترل کننده میکرو پردازش تک تراشه کنترل می شود. عنصر تنظیم خطی به خوبی تنظیم شده است تا منبع ولتاژ DC با دقت بالا را تولید کند.

1. ترانسفورماتور قدرت و یکسوسازی: 380 ولت AC را به DC مورد نیاز تبدیل کنید.

2. مدار پیش تثبیت: از اجزای رله یا اجزای تریستور برای پیش تنظیم و تثبیت اولیه ولتاژ AC یا DC ورودی استفاده می شود و در نتیجه مصرف برق اجزای تنظیم خطی کاهش می یابد و راندمان کار بهبود می یابد. و از دقت بالای منبع ولتاژ خروجی و پایداری بالا اطمینان حاصل کنید.

3. عنصر تنظیم خطی: ولتاژ DC فیلتر شده را به خوبی تنظیم کنید تا ولتاژ ورودی مطابق با مقدار مورد نیاز و دقت مورد نیاز باشد.

4. مدار فیلتر: می تواند از موج ضربان دار، تداخل و نویز منبع تغذیه DC به حداکثر میزان جلوگیری و جذب کند، تا اطمینان حاصل شود که ولتاژ خروجی منبع تغذیه DC دارای ریپل کم، نویز کم و تداخل کم است.

5. سیستم کنترل ریز کامپیوتر تک تراشه: کنترل کننده ریز پردازش تک تراشه سیگنال های مختلف شناسایی شده را مقایسه، قضاوت، محاسبه، تجزیه و تحلیل و پردازش می کند و سپس دستورالعمل های کنترلی مربوطه را برای ایجاد سیستم تثبیت ولتاژ کلی منبع تغذیه تثبیت شده DC صادر می کند. به طور معمول و قابل اعتماد کار کنید. ، هماهنگی

6. منبع تغذیه کمکی و منبع ولتاژ مرجع: منبع ولتاژ مرجع با دقت بالا و منبع تغذیه مورد نیاز برای کار مدارهای الکترونیکی برای سیستم تثبیت ولتاژ DC.

7. نمونه برداری ولتاژ و تنظیم ولتاژ: مقدار ولتاژ خروجی منبع تغذیه تنظیم شده DC را تشخیص داده و مقدار ولتاژ خروجی منبع تغذیه تنظیم شده DC را تنظیم و تنظیم کنید.

8. مدار مقایسه و تقویت: پس از مقایسه مقدار ولتاژ خروجی منبع تغذیه تثبیت شده DC با ولتاژ منبع مرجع برای به دست آوردن سیگنال ولتاژ خطا، بازخورد تقویت را انجام دهید و عنصر تنظیم خطی را کنترل کنید تا از پایداری ولتاژ خروجی اطمینان حاصل کنید. .

9. مدار تشخیص جریان: مقدار جریان خروجی منبع تغذیه تثبیت شده DC را برای محدود کردن جریان یا اطلاعات کنترل حفاظتی بدست آورید.

10. مدار محرک: مدار تقویت کننده قدرت که برای به حرکت درآوردن عنصر اجرایی تنظیم شده است.

11. نمایشگر: نمایش مقدار ولتاژ خروجی و مقدار جریان خروجی منبع تغذیه تنظیم شده DC.