تبديل إمدادات الطاقة - المبادئ العامة والمزايا والعيوب

اليوم ، من الصعب بالفعل العثور على محول حديد في أي جهاز منزلي أو مزود طاقة. في التسعينيات ، بدأت تتلاشى بسرعة في الماضي ، مما أفسح المجال لتبديل المحولات أو تبديل إمدادات الطاقة (اختصارها باسم SMPS).

يتجاوز تحويل إمدادات الطاقة المحولات من حيث الحجم وجودة جهد التيار المستمر الناتج ، ولديها خيارات واسعة لتنظيم جهد الخرج والتيار ، وهي مزودة تقليديًا بحماية من الحمل الزائد. وعلى الرغم من الاعتقاد بأن تبديل مصادر الطاقة هو الموفر الرئيسي للتداخل في الشبكة المنزلية ، إلا أنه لا يمكن التراجع عن استخدامها على نطاق واسع.

توريد المحولات:

تبديل التيار:

يدين تحويل مصادر الطاقة في كل مكان إلى مفاتيح أشباه الموصلات - تأثير الترانزستور الميدان و ديود شوتكي... إنه الترانزستور ذو التأثير الميداني ، الذي يعمل مع خنق أو محول ، وهذا هو قلب كل مصدر طاقة تحويل حديث: في العاكسات ، وآلات اللحام ، وإمدادات الطاقة غير المنقطعة ، وإمدادات الطاقة المدمجة لأجهزة التلفزيون ، والشاشات ، وما إلى ذلك. - في الوقت الحاضر ، يتم استخدام دوائر تحويل النبض فقط في كل مكان تقريبًا.

يعتمد المبدأ العام لتشغيل محول النبض على قانون الحث الكهرومغناطيسي وهو مشابه في هذا مع كل محول... الاختلاف الوحيد هو أن الجهد المتناوب بتردد شبكة 50 هرتز يتم تطبيقه مباشرة على الملف الأولي لمحول التيار الكهربائي التقليدي وتحويله مباشرة (ثم ، عند الضرورة ، تصحيحه) ، وفي مصدر طاقة التبديل ، جهد التيار الكهربائي يتم تصحيحه أولاً وتحويله إلى تيار مستمر ثم تحويله إلى نبضة ليتم زيادتها أو إنقاصها باستخدام دائرة تردد عالية خاصة (مقارنة بـ 50 هرتزًا رئيسيًا).

تشتمل دائرة إمداد الطاقة بالتبديل على عدة مكونات رئيسية: مقوم التيار الكهربائي ، ومفتاح (أو مفاتيح) ، ومحول (أو خنق) ، ومعدل إخراج ، ووحدة تحكم ، ووحدة استقرار وحماية. يشكل المقوم والمفتاح والمحول (الخنق) أساس جزء الطاقة لدائرة SMPS ، بينما تنتمي الكتل الإلكترونية (بما في ذلك وحدة التحكم PWM) إلى ما يسمى السائق.

لذلك ، يتم تغذية جهد التيار الكهربائي من خلال المعدل إلى مكثف مرشح التيار الكهربائي ، حيث يتم بهذه الطريقة الحصول على جهد ثابت ، يكون الحد الأقصى من 305 إلى 340 فولت ، اعتمادًا على متوسط ​​القيمة الحالية لجهد التيار الكهربائي ( من 215 إلى 240 فولت).

يتم تطبيق الجهد المعدل على الملف الأولي للمحول (الخنق) في شكل نبضات ، يتم تحديد تردد التكرار عادةً بواسطة دائرة التحكم الرئيسية ، ويتم تحديد مدتها بواسطة متوسط ​​التيار للحمل الموفر .

يقوم مفتاح بتردد يتراوح من عدة عشرات إلى عدة مئات من كيلوهرتز بتوصيل وفصل الملف الأولي للمحول أو الخنق إلى مكثف المرشح ، وبالتالي عكس مغنطة المحول أو قلب الخنق.

الفرق بين المحول والمخنق: في الخانق ، يتم فصل مراحل تخزين الطاقة من المصدر إلى اللب ونقل الطاقة من القلب عبر اللف إلى الحمل في الوقت المناسب ، بينما يحدث هذا في المحول في وقت واحد.

يتم استخدام الخانق في المحولات بدون عزل كلفاني للطوبولوجيا: التعزيز - التعزيز ، التنحي ، وكذلك في المحولات ذات العزل الجلفاني للطوبولوجيا العكسية. يتم استخدام المحول في المحولات ذات العزل الجلفاني للطبولوجيا التالية: جسر - جسر كامل ، نصف جسر - نصف جسر ، دفع - سحب - دفع - سحب - للأمام - للأمام.

يمكن أن يكون المفتاح واحدًا (محول باك ، أو محول أمامي ، أو محول باك بدون عزل كلفاني) أو يمكن أن يشتمل قسم الطاقة على عدة مفاتيح (نصف جسر ، جسر ، دفع).

تستقبل دائرة التحكم الخاصة بالمفتاح (المفاتيح) من خرج المصدر إشارة تغذية مرتدة للجهد أو للجهد والتيار للحمل ، وفقًا لقيمة هذه الإشارة ، عرض (دورة العمل) للنبضة ، والتي يتحكم في مدة الحالة الموصلة للمفتاح يتم ضبطه تلقائيًا.

يتم ترتيب الإخراج على النحو التالي. من اللف الثانوي للمحول أو المحرِّض ، أو من الملف الفردي للمحث (إذا كنا نتحدث عن محول بدون عزل كلفاني) ، من خلال الثنائيات شوتكي لمعدل الموجة الكاملة ، يتم توفير جهد نابض للمرشح مكثف.

يوجد أيضًا مقسم جهد يتم من خلاله استقبال إشارة التغذية المرتدة للجهد ، وقد يوجد أيضًا مستشعر تيار. يتم توصيل الحمل بمكثف المرشح من خلال مرشح تمرير منخفض إضافي للإخراج أو بشكل مباشر.