Astăzi majoritatea echipamentelor hobby folosesc surse de alimentare de 12 sau 13,8V.
Avansarea tehnologiei a dus, de asemenea, la faptul că aceste echipamente au un grad ridicat de sofisticare și, prin urmare, sunt foarte sensibile la supratensiuni, modificări bruște sau zgomot în tensiunile de alimentare. Acest lucru a făcut esențială utilizarea surselor de alimentare reglementate care garantează stabilitatea tensiunii care intră în echipament.

Pe de altă parte, pentru a obține puteri de ieșire de ordinul a 100 wați cu tensiunile scăzute cerute de tranzistoarele de curent (12 volți), sunt necesari curenți de alimentare mari (20 amperi sau mai mult). Acest lucru ne obligă să luăm anumite măsuri de precauție (cabluri groase, terminale mari etc.) și impune o provocare puternică în proiectarea surselor reglementate, mărind costul acestora.

Poate că tocmai din aceste motive construirea caselor a surselor de alimentare reglementate nu este o practică obișnuită în rândul radioamatorilor. Cu toate acestea, tehnologia calculatoarelor personale și reducerea mare a costurilor observate în componentele sale, ne permite astăzi să construim acasă o sursă de alimentare reglementată cu caracteristici mult superioare celorlalte care sunt pe piață la doar o fracțiune din cost. a unei surse comerciale.

SCOP GENERAL

  • Faceți diferența între o sursă comună și o sursă comutată
  • Identificați aplicațiile unei surse de comutare atât în ​​interiorul, cât și în afara industriei
  • Cunoașteți perspectiva pe termen scurt, mediu și lung a surselor de alimentare comutate

OBIECTIV PARTICULAR

  • Cunoașteți principalele caracteristici ale unei surse comutate
  • Identificați componentele unei surse de comutare
  • Proiectați o sursă de comutare
  • Cunoașteți procedurile matematice pentru proiectarea unei surse comutate

Cadrul istoric

Revenind puțin în istorie, vom descrie că industria nu avea echipamente electrice, apoi au început să fie introduse dispozitive electrice nu foarte sofisticate, astfel încât să nu fie foarte sensibile la supratensiuni, apoi au sosit cele mai moderne echipamente care aveau nevoie de tensiuni joase. a început construcția surselor de alimentare care să asigure o tensiune suficientă pentru aceste dispozitive. Tehnologie avansată, desigur, echipamente mai bune pentru industrie și casă, dar acest lucru a contribuit la creșterea sensibilității dispozitivelor electronice la supratensiuni, așa că știu că a trebuit să proiectez surse reglementate care să garanteze tensiunea necesară pentru buna funcționare a acestor dispozitive.

Principalele limitări

Biblioteca școlară nu are informații adecvate despre subiect, așa că a fost necesar să căutăm informațiile în tehnologic.
Pe Internet, căutarea a fost dificilă, deoarece au existat doar informații din surse comutate ale magazinelor care vând acest produs, s-a găsit, de asemenea, doar agendele tehnologice și universitare, dar doar acea „agendă”.
Tovarășii au refuzat și cu motive întemeiate să transmită informații.

CONFIGURĂRI DE BAZĂ:

Sursele de comutare sunt circuite relativ complexe, dar putem diferența întotdeauna patru elemente de bază:

unei surse

CONFIGURĂRI DE BAZĂ RECOMANDATE

Configurațiile cele mai recomandate de producători diferă în ceea ce privește puterea, modul, prețul, utilitatea și calitatea. Următoarele configurații sunt foarte frecvente:

CIRCUIT - PUTERE

  • Convertoare de curent continuu (Buck) - 5 wați
  • Flyback - 50 wați
  • Înainte (Boost) - 100 wați
  • Half-Bridge - 200 wați
  • Full-Bridge - 500 wați

FLYBACK ȘI FORWARD (BOOST):

  • Gama de la 50 la 250 de wați.
  • Variația tensiunii de intrare: Vin + 10%, -20%
  • Eficiența convertorului: h = 80%
  • Reglarea prin variația ciclului de funcționare: d (max) = 0,4
  • Max. curent de lucru în tranzistor:

Iw = 2 Pout/(h d (max) Vin (min) 1,41) = 5,5 Pout/Vin (FLYBACK)

Iw = Pout/(h d (max) Vin (min) 1,41) = 2,25 Pout/Vin (FORWARD)

  • Max. tensiune de lucru a tranzistorului: Vw = 2 Vin (max) 1,41 + tensiune de protecție

În regulatorul flyback, modul de lucru poate fi subtil variat, continuu sau discontinuu.
Mod discontinuu: este strict modul Boost, unde puterea este complet evacuată din inductor înainte ca tranzistorul să se repornească.
Mod continuu: înainte ca bobina să se golească, tranzistorul pornește din nou. Avantajul acestui mod este că tranzistorul trebuie să comute doar o jumătate de curent de vârf mare pentru a furniza aceeași putere sarcinii.

Regulatorul Forward diferă de Flyback prin faptul că adaugă încă o diodă pentru a fi utilizată ca diodă cu rol liber în filtrul LC și încă o înfășurare în transformator pentru a realiza resetarea. Mulțumită tuturor, acesta poate furniza energie sarcinii în timp ce tranzistorul este pornit. Ciclul de funcționare nu poate depăși 50%.

  • Gama de la 100 la 500 de wați.
  • Variația tensiunii de intrare: Vin + 10%, -20%
  • Eficiența convertorului: h = 80%
  • Reglarea prin variația ciclului de funcționare: d (max) = 0,8
  • Max. curent de lucru în tranzistor:

Iw = Pout/(h d (max) Vin (min) 1,41) = 1,4 Pout/Vin (FORWARD)

  • Max. tensiune de lucru tranzistor: Vw = 2 Vin (max) 1,41 + tensiune de protecție

  • Gama de la 100 la 500 de wați.
  • Variația tensiunii de intrare: Vin + 10%, -20%
  • Eficiența convertorului: h = 80%
  • Reglarea prin variația ciclului de funcționare: d (max) = 0,8
  • Max. curent de lucru în tranzistor:

Iw = 2 Pout/(h d (max) Vin (min) 1,41) = 2,8 Pout/Vin (FORWARD)

  • Max. tensiune de lucru a tranzistorului: Vw = Vin (max) 1,41 + tensiune de protecție

Opțional adăugarea unui condensator de cuplare:

  • Gama de la 500 la 1000 de wați.
  • Variația tensiunii de intrare: Vin + 10%, -20%
  • Eficiența convertorului: h = 80%
  • Reglarea prin variația ciclului de funcționare: d (max) = 0,8
  • Max. curent de lucru în tranzistor:

Iw = Pout/(h d (max) Vin (min) 1,41) = 1,4 Pout/Vin (FORWARD)

  • Max. tensiune de lucru a tranzistorului: Vw = Vin (max) 1,41 + tensiune de protecție

Comutat vs. fonturi liniare

În principiu, există două modalități de a realiza o sursă de alimentare reglementată.
Una dintre ele constă în realizarea unei surse care furnizează o tensiune mai mare decât cea necesară la ieșire. Un dispozitiv de reglare este plasat între sursă și sarcină care nu face altceva decât să scadă tensiunea sursei la o valoare dorită, menținându-l constant. Pentru a realiza acest lucru, se utilizează tranzistoare care funcționează ca rezistențe variabile. În acest fel, o parte din puterea de la sursă ajunge la sarcină și o parte este transformată în căldură care este apoi disipată în aer.
Aceste dispozitive se numesc regulatoare liniare și se caracterizează prin generarea de căldură suficientă pentru puteri medii și mari (figura 1).

Alte tipuri de regulatoare sunt capabile să preia de la sursă doar puterea necesară sarcinii. În acest fel, practic nu există energie disipată sub formă de căldură și, prin urmare, eficiența sa este mult mai mare.
Principiul de funcționare al acestor regulatoare constă în transformarea tensiunii directe a sursei într-o serie de impulsuri care au o anumită lățime. Aceste impulsuri sunt apoi integrate și transformate înapoi într-o tensiune directă. Prin variația lățimii impulsurilor este posibilă controlul tensiunii de ieșire. Regulatorii care folosesc acest principiu sunt numiți regulatori comutați (figura 2).

După cum vă puteți imagina, complexitatea circuitului regulatoarelor comutate a retrogradat utilizarea lor, până nu cu mult timp în urmă, în domeniul puterilor mari sau al aplicațiilor speciale. Cu toate acestea, acum există circuite integrate care facilitează și reduc costurile acestui tip de regulator, care și-a extins utilizarea enorm în ultimii ani.

Surse de alimentare pentru PC-uri

Fiecare computer de astăzi are o sursă de alimentare cu comutare de înaltă calitate și performanță.

Aceste surse pot fi obținute ca o componentă separată în activitatea sucursalei. Există diferite versiuni care oferă puteri de ieșire diferite, cele mai frecvente fiind cele de 200 și 250 de wați.

Fiecare sursă are conectori pentru cablul de intrare 220V sau 110V și un ventilator. Totul într-o cutie mică din metal, cu multe găuri de ventilație.

Aceste surse sunt de fapt surse de comutare care utilizează un circuit integrat bine conceput, TL494. Datorită acestui sistem integrat, sursele de comutare pot fi realizate la un cost redus, deoarece toate circuitele de control necesare sunt prezente în acesta și este necesar doar să adăugați câteva componente pasive (rezistențe și condensatori) și tranzistoare de putere.

Proiectarea unei surse comutate

1 UA78S40PC
1 CAPACITOR 4.7n Fd.
1 CAPACITOR 100u Fd.
1 BOBINA DE 32u hy.
1 REZISTENT 1.2k, 101, 0.1, 1, 47ohms.
1 POTENȚIOMETRU.
1 DIODĂ 8 AMP.

Pentru dezvoltarea acestei practici ne bazăm pe convertorul dc-dc din amonte, tensiunea de intrare este de 12 volți, iar la ieșire avem 24 de volți de cc. Pentru calcularea acestei practici ne bazăm pe formulele de proiectare din fișele de specificații ale circuitului motorola 78s40.

acum arătăm designul cu aceste formule:
Date:
VS = Vin = 12.
Vout = 24
Iout = 1 amp.
Vripple = 1% = tensiune de ondulare.



ton = 1.1471toff
ton> = 10us; toff> = 10us.
(ton + toff) Accept Vezi detalii