اغلب در تمرین رادیویی آماتور نیاز به بدست آوردن ولتاژهای تثبیت شده مختلف برای تغذیه دستگاه ها وجود دارد. اغلب این اهداف توسط:

• تثبیت کننده های پارامتریک(بر اساس دیود زنر در مصرف جریان کم دستگاه)؛

• تثبیت کننده های خطیبر اساس ترانزیستور یا بر اساس تثبیت کننده های LM78XX، LM317. توانایی های فعلی چنین تثبیت کننده هایی به 1.5 آمپر محدود شده است. علاوه بر این، یکی دیگر از عوامل محدود کننده دامنه کاربرد این تثبیت کننده ها، تبدیل ولتاژ ورودی به ولتاژ خروجی با آزاد شدن مقدار زیادی گرما است، یعنی اگر ولتاژ ورودی 20 ولت باشد، و یک تثبیت کننده با ولتاژ خروجی. از 9 ولت استفاده می شود، سپس 11 ولت اضافی به گرما تبدیل می شود. در این حالت، کیس آی سی تا دمای نسبتاً بالا گرم می شود و برای حذف آن نیاز به رادیاتور، خمیر حرارتی و در جریان های بار بالا، خنک سازی اجباری توسط یک فن است که به برق نیز نیاز دارد.

• تثبیت کننده های پالس. این تثبیت کننده ها ولتاژ ورودی DC را با تثبیت بعدی به نوسانات پالسی تبدیل می کنند. یکی از نمایندگان این بخش تثبیت کننده آی سی LM2596 است. در اصل این یک مبدل پالس با تعداد زیادی حالت کار است. به دلیل عدم وجود هر گونه فرآیند خطی در دنیای داخلی آی سی، تلفات حرارتی روی بدنه حداقل است. اتصال یک میکرو مدار بسته به اهداف مورد نیاز به حداقل تعداد پیوست نیاز دارد. یک اتصال معمولی در شکل نشان داده شده است.

موفق ترین راه حل برای آماتورها و صنعتگران رادیو، اجرای این ریز مدار در یک نسخه قابل تنظیم - LM2596ADJ است. دیتاشیت در اینجا قابل مشاهده است.

بر اساس ریز مدار، صنعت مردم چین طیف گسترده ای از ماژول های مبدل DC-DC آماده، هم باک و هم بوست را تولید می کند. یکی از آنها این ماژول dc-dc step down است.

این محصول دارای ویژگی های زیر است:

• ولتاژ ورودی: 4 تا 35 ولت
• ولتاژ خروجی: 1.23 ~ 30 ولت
• جریان خروجی: 2 آمپر (اسمی)، 3 آمپر (حداکثر با هیت سینک)
• راندمان تبدیل: 92%
• ریپل خروجی:< 30 мВ
• فرکانس تبدیل: 150 کیلوهرتز
• محدوده عملیاتی دما: - 45 ~ + 80 C (نشانگرهای بسیار مشروط)
• اندازه ماژول: 43 * 21 * 14 میلی متر.

تنها چیزی که قبل از شروع کار لازم است تنظیم ولتاژ خروجی مورد نیاز در حالت بیکار و بررسی آن تحت بار است.

لازم به ذکر است که ولتاژ ورودی باید حداقل 1.5 ولت بیشتر از ولتاژ خروجی باشد. در صورت لزوم با نصب رادیاتور بر روی تراشه و استفاده از خنک کننده اجباری می توان به جریان خروجی 4.5 آمپر دست یافت. اما این حالت کار افراطی است و به دلیل هزینه کم ماژول، بهتر است از چند تای آن ها به صورت موازی استفاده شود. همانطور که در مورد LM78XX، منابع تغذیه دوقطبی را می توان بر اساس این ماژول ها ساخت.

برای انجام این کار، به جای خازن ورودی (C1، C2)، تثبیت کننده های LM7805 (و غیره) و خازن های خروجی، ماژول های کاهنده نظارت شده باید نصب شوند. علاوه بر ویژگی های فوق، ماژول دارای اتصال کوتاه و حفاظت دما است. هنگامی که میکرو مدار به دمای 125 درجه سانتیگراد می رسد، عملکرد آی سی متوقف می شود و تنها پس از کاهش آن از سر می گیرد. بنابراین، غیرفعال کردن ماژول آی سی بسیار بسیار دشوار است.

در تمرین خود، از این ماژول ها برای تغذیه شارژرهای باتری لیتیومی (همراه با کنترل کننده شارژ)، رادیو، پخش کننده mp3 و LED های قدرتمند با محدودیت جریان مقاومتی استفاده کردم. در یک کلام، دامنه کاربرد ماژول بسیار گسترده است.

برای مقایسه، من ابتدا گیرنده رادیویی را از یک تثبیت کننده مبتنی بر LM7809 با یکسوساز اصلی روی یک ترانسفورماتور تغذیه کردم، سپس مدار LM7809 را با این ماژول جایگزین کردم. در نتیجه، پس زمینه فرکانس پایین در بلندگو ناپدید شد. متأسفانه سازنده ماژول یک دیود محافظ در ورودی نصب نکرده است تا از خرابی مدار در نتیجه برگشت برق جلوگیری کند، اما می توانید خودتان این کار را انجام دهید. به خصوص برای سایت - نیکولای کوندراتیف، دونتسک

در مورد مقاله STOP CONVERTERS بحث کنید

1.2.1. اصل کار و مشخصه جریان-ولتاژ (ولت آمپر) دیود

1.2.2. انواع دیود

1.3. ترانزیستورهای دوقطبی

1.3.1. اصل عملکرد ترانزیستور

1.3.2. ولتاژ-ولتاژ استاتیک ترانزیستور

1.4. ترانزیستورهای تک قطبی (اثر میدانی).

1.4.1. ترانزیستورهای اثر میدانی با اتصال p-n.

1.4.2. MDP - ترانزیستور.

1.5. تریستورها

1.5.1. طبقه بندی تریستورها

1.5.2. اصل عملکرد تریستور دیودی

1.5.3. اصل عملکرد یک تریستور تریود.

2. تقویت کننده ها

2.1.هدف و طبقه بندی تقویت کننده ها

2.2. اصل ساخت مراحل تقویت کننده.

2.3. مرحله تقویت کننده با امیتر مشترک.

2.4. تقویت کننده های چند مرحله ای کوپل شده با خازن.

2.5. تقویت کننده های قدرت

2.5.1 تقویت کننده قدرت کلاس A با اتصال ترانسفورماتور بار (شکل 2.6)

2.5.2. تقویت کننده قدرت فشاری (شکل 2.7)

2.6. تقویت کننده های بازخورد

تقویت کننده های 2.7.DC (UPT)

2.8. تقویت کننده های عملیاتی (op-amps).

2.8.1. تقویت کننده معکوس (شکل 2.19)

2.9.1. مقایسه کننده ها ماشه اشمیت

2.9.2. مولتی ویبراتورها

2.9.3. مونوستیبراتورها

3. یکسو کننده ها

3.1. یکسو کننده تمام موج کنترل نشده تک فاز با خروجی صفر.

3.2.1. عملکرد یکسو کننده با بار القایی فعال.

3.2.2. عملکرد یکسو کننده با بار خازنی فعال

3.3. یکسو کننده پل تک فاز

3.4. یکسو کننده پل با نقطه صفر ترانسفورماتور

3.5. یکسو کننده سه فاز با ترمینال صفر

3.6. یکسو کننده پل سه فاز

3.6. یکسو کننده جریان تک فاز کنترل شده

4. سوئیچینگ تریستورهای تک کاره

4.1. گره های سوئیچینگ موازی

4.2. گره های سوئیچینگ سریال

5. سوئیچینگ مبدل های DC-DC

5.1. روش های تنظیم ولتاژ DC پالسی

5.2. IPP با سوئیچینگ موازی و مدار سوئیچینگ متصل به موازات تریستور برق

5.3. IPP با سوئیچینگ سریال

6. اینورترها.

6.1. اینورترهای جریان خودکار (AIT)

6.1.1. اینورتر جریان موازی تک فاز.

6.1.2. سه فاز موازی

6.2. اینورترهای تشدید خودکار (هوا).

6.2.1. هوای متوالی

6.2.2. هوای سری با دیودهای شمارنده.

6.3. اینورترهای ولتاژ مستقل

6.3.1. روشی برای تولید ولتاژ خروجی اینورتر به شکل پالس هایی با قطبیت متناوب و مدت زمان مساوی.

6.3.2. روش عرض پالس تولید و تنظیم ولتاژ خروجی اینورتر.

6.3.2.1. عرض با شکل منحنی ولتاژ خروجی بسته به پارامترهای بار.

6.3.2.2. عرض با شکل منحنی ولتاژ خروجی مستقل از پارامترهای بار.

6.3.3. تشکیل منحنی ولتاژ خروجی اینورتر با کاهش محتوای هارمونیک.

7. اپتوالکترونیک

7.2. ردیاب های نوری

2. فتودیودها.

3. فوتوترانزیستورها (شکل 7.8).

4. فتوتریستورها.

7.3. راهنماهای نور و اپتوکوپلرهای ساده

8. فناوری دیجیتال

8.1. بدیهیات، قوانین، هویت ها و قضایای جبر منطق

8.2. عناصر منطقی مبتنی بر دیودها و ترانزیستورهای دوقطبی.

8.2.1. عنصر منطق یا.

8.2.2. عنصر منطق و.

8.2.3. عنصر منطق نیست.

8.2.4. عنصر منطق یا نه.

8.2.5. عنصر منطق و نه.

8.3. پارامترهای عناصر منطقی

8.4. عناصر منطقی مبتنی بر ترانزیستورهای اثر میدان.

8.4.1. عنصر منطق نیست.

8.4.2. عنصر منطق یا نه.

8.4.3 عنصر منطقی و نه.

5. سوئیچینگ مبدل های DC-DC

شکل 5.1

IPPN برای تغییر مقدار ولتاژ مستقیم طراحی شده است. آنها برای تامین بار با یک ولتاژ ثابت U N، متفاوت از ولتاژ منبع تغذیه E استفاده می کنند. در این مورد، گاهی اوقات لازم است U n زمانی که E و جریان بار تغییر می کند یا U n مطابق قانون خاصی تغییر می کند، تثبیت شود. بدون توجه به E.

ولتاژ خروجی چنین مبدل هایی با دنباله ای از پالس های مستطیلی با مدت زمان t و مکث t p (شکل 5.1) مشخص می شود که دامنه آن نزدیک به E و مقدار متوسط ​​ولتاژ خروجی U n است.

اصل عملکرد IPPN بر اساس حالت عملکرد کلیدی دستگاه نیمه هادی کنترل است که به طور دوره ای منبع تغذیه E را به مدار خروجی مبدل متصل می کند.

5.1. روش های تنظیم ولتاژ DC پالسی

تنظیم ولتاژ خروجی IPPN با روش های پالس با تغییر پارامترهای سیگنال های خروجی انجام می شود. پرکاربردترین روشها روشهای عرض پالس، فرکانس پالس و ترکیب آنهاست.

روش کنترل عرض پالس (PWM) با تغییر مدت زمان (عرض) پالس های خروجی t و با دوره تکرار ثابت T=const انجام می شود.
. مقدار متوسط ​​ولتاژ خروجی مبدل در WID:

, (5.1)

جایی که
- ضریب تنظیم.

مطابق با این فرمول، محدوده تنظیم ولتاژ خروجی IPPN با WID از صفر (t و =0؛ γ=0) تا E (t و =T؛ γ=1) است.

شکل 5.2

تنظیم فرکانس پالس (PFR) با تغییر نرخ تکرار پالس های خروجی انجام می شود.
با ثابت مدت آنها t و =const. قابلیت های تنظیم مبدل با نسبت مشخص می شود:
(5.2)

ولتاژ خروجی E مربوط به حداکثر نرخ تکرار پالس برابر است و ولتاژ خروجی صفر
.

استفاده ترکیبی از SHIR و CHIR برای تغییر دو پارامتر از پالس های خروجی t و و و ترکیبی نامیده می شود.

بیایید رایج ترین اصول برای ساخت طرح های IPP را در نظر بگیریم (شکل 5.2.a). ما به طور معمول عنصر تنظیم کننده را به شکل یک کلید نشان خواهیم داد که عملکرد آن معمولاً توسط تریستور یا ترانزیستور قدرت انجام می شود. مدار خروجی شامل یک بار Z n با ماهیت فعال القایی و در صورت لزوم یک چوک صاف کننده L f است. گاهی اوقات از فیلترهای ضد آلیاژ پیچیده تری استفاده می شود، برای مثال فیلتر LC شکل L. دیود VD 0 برای ایجاد مداری برای جریان بار در زمانی که کلید K باز است طراحی شده است.

بیایید فرآیندهای رخ داده در چنین مبدلی را در نظر بگیریم. در فواصل سوئیچ روی حالت t 1 -t 2، t 3 -t 4، t 5 -t 6، ولتاژ به ورودی فیلتر صاف کننده متصل می شود، U out = E، دیود VD 0 بسته است. جریان i n از طریق بار در امتداد مدار (+E)-K-L f-Z n – (-E) می گذرد. در فواصل خاموشی t 2 -t 3، t 4 -t 5، هیچ ارتباطی بین مدار خروجی و منبع تغذیه وجود ندارد، اما جریان عبوری از بار ادامه می یابد. توسط انرژی انباشته شده توسط عناصر راکتیو - سلف Lf و اندوکتانس بار L n پشتیبانی می شود و از طریق VD 0 بسته می شود که در نتیجه U out = 0 است. بدون در نظر گرفتن افت ولتاژ در مقاومت های فعال سلف Lf و سیم های تغذیه U n =U out، با مقدار متوسط ​​U out (t) تعیین می شود و با استفاده از فرمول های 4.1 و 4.2 پیدا می شود. جریان i n متشکل از بخش های افزایش و نزول نمایی با ثابت زمانی است
. جریان متوسط
.

هنگام انتقال به توان های بار بالا (بیش از 100 کیلو وات)، در ساخت مبدل طبق طرح در نظر گرفته شده، مشکلاتی ایجاد می شود. آنها به دلیل جریان های زیاد و نیاز به استفاده از تعداد زیادی تریستور متصل به موازی ایجاد می شوند. علاوه بر این، طراحی یک چوک با اندوکتانس بالا دشوار است. ژنراتورهای منبع تغذیه با توان بالا بر اساس اصل چند چرخه، بر اساس اتصال موازی مبدل های T-separate که بر روی یک بار مشترک از یک منبع جریان مستقیم مشترک کار می کنند، انجام می شود.

مبدل ولتاژ تقویت سوئیچینگ 12 24 220 و موارد دیگر…

مشکل به دست آوردن ولتاژ لازم برای نیرو دادن به ایستگاه های رادیویی، الکترونیک خودرو و تجهیزات ارتباطی (12-14 ولت) در یک وسیله نقلیه سنگین به چندین روش قابل حل است.

ساده ترین آنها گرفتن ولتاژ مورد نیاز از یک باتری است. اما عواقب چنین "آزمایش هایی" غم انگیز است: پس از مدتی باتری باید دور ریخته شود. یکی دیگر از راه های "متمدن" نصب دستگاهی در خودرو است که به شما امکان می دهد ولتاژ لازم را بدون آسیب رساندن به سیستم الکتریکی استاندارد خودرو به دست آورید. در حال حاضر دو نوع دستگاه مشابه تولید می شود که تفاوت اساسی با یکدیگر دارند.

مهندسان طیف گسترده ای از کنترل کننده های تنظیم کننده ولتاژ را برای انتخاب از میان تامین کنندگان اصلی دارند. دستگاه های مدرن با استفاده از تکنیک هایی مانند کنترل ولتاژ برای مدل های کنترل شده با ولتاژ و جبران شیب برای مدل های کنترل شده با حالت جریان، تا حد زیادی بر کاستی های اصلی طرح های قدیمی غلبه کرده اند.

نتیجه این نوآوری ها این است که مهندسان انتخاب گسترده ای از هر دو نوع توپولوژی دارند. هنگامی که تغییرات گسترده در بارهای خط یا خروجی در حضور بارهای کم در کاربردهای پر سر و صدا امکان پذیر است و زمانی که ولتاژهای خروجی متعدد با تنظیم متقاطع خوب مورد نیاز است، کنترل کننده های ولتاژ کنترل شده توصیه می شود.

گروه اول- تثبیت کننده های ولتاژ خطی (آداپتور) هستند. ماهیت این نوع تثبیت این است که ولتاژ "اضافی" روی عنصر تنظیم کننده "باقی می ماند". در این حالت، جریانی که از باتری می گذرد (Iacc. شکل 1) برابر با جریانی است که وارد بار مفید می شود (در شکل 1) و از آنجایی که ولتاژ ورودی دو برابر ولتاژ خروجی است، توان مصرفی از باتری 2 برابر بیشتر از توان مصرف شده توسط بار مفید است، یعنی. راندمان چنین تثبیت کننده (آداپتور) 50٪ (و در واقعیت حتی کمتر) است. بیایید سعی کنیم اعداد واقعی را جایگزین وضوح کنیم. جریان محموله In = 20 آمپر را در نظر بگیرید.

مبدل های پالس Flyback و Forward

دستگاه‌های حالت جریان برای برنامه‌هایی توصیه می‌شوند که توان خروجی جریان بالا یا ولتاژ بالا است، جایی که سریع‌ترین پاسخ به فرکانس خاصی مورد نیاز است، جایی که تغییرات ولتاژ ورودی محدود است، و در برنامه‌هایی که هزینه و تعداد قطعات باید در حد یک مقدار باشد. کمترین.

افزایش توان خروجی

اجازه دهید در این صفحه نکات اصلی پایان نامه برتر من را بیان کنم. کار کامل همیشه برای دانلود در دسترس است. نوع انتخاب شده در این مورد سومین است، به این معنی که فقط با مقدار موثر ولتاژی که دستگاه تامین می کند کار می کند تا تنظیم مقداری را که می خواهید کنترل کنید به دست آورد. انگیزه اصلی سادگی طراحی و ساخت است که به صرفه اقتصادی زیاد راه حل نیز منجر می شود.

راک. = Iacc. x Uacc. = 20 A x 28 V = 560 وات

Rn = در x Un. = 20 آمپر x 14 ولت = 280 وات

اختلاف این توان ها (280 وات) به صورت گرما آزاد می شود و رادیاتور تثبیت کننده را گرم می کند. برای اتلاف چنین توانی در مدت زمان طولانی، به یک رادیاتور بزرگ نیاز است. در واقع، این تثبیت کننده ها (آداپتورها) روی رادیاتورهای بسیار کوچکتر ساخته می شوند، به این معنی که اگر سازنده حداکثر جریان تثبیت کننده را 20 آمپر اعلام کند، عملکرد مداوم استابلایزر در جریان 6-7 آمپر امکان پذیر خواهد بود. ، بیشتر نه. این مبدل ها برای تغذیه ایستگاه های رادیویی و تجهیزات صوتی بهینه هستند زیرا ... این دستگاه ها تنها برای مدت کوتاهی حداکثر جریان را مصرف می کنند.

تنظیم بخشی از سیگنال قدرت که به بار می رسد. این کاری است که مبدل های زاویه فاز انجام می دهند. در هر دو مورد، ولتاژ تا حدی کم می شود، که از آن عبارت "تبدیل جزئی" متولد می شود، که به طور بی رویه این دو نوع را مشخص می کند. در اینجا یک نمودار مدار نشان داده شده است که برای دو نوع یکسان معتبر است. همانطور که واضح است، جزئی سازی ولتاژ توسط یک یا چند وسیله برق نیمه هادی انجام می شود که بین منبع تغذیه و بار، ولتاژ دومی را تامین و قطع می کنند.

گروه دوم هستند دستگاه های پالس. تفاوت اساسی بین مدارهای سوئیچینگ این است که به شما امکان می دهد منابع تغذیه را با راندمان بالا تا 90٪ بدست آورید. در چنین مبدل هایی، ولتاژ "اضافی" به شکل گرما تلف نمی شود، بلکه در خروجی به جریان "اضافی" تبدیل می شود. به نوبه خود، دستگاه های پالس را می توان به دو زیر گروه تقسیم کرد:

انتخاب یک استراتژی کنترل

به محض برخورد پالس به دروازه دو تریستور، بار وصل می شود. هنگامی که پالس متوقف شد، به محض اینکه ولتاژ قطبیت را معکوس کرد، بار به طور خودکار خاموش می شود. از آنجایی که این مورد ما نیست، ما روی کنترل زاویه فاز تمرکز می کنیم. انتخاب استراتژی کنترل برای عملکرد نهایی بسیار مهم است. این استراتژی ممکن است در واقع به تنظیم کننده این توانایی را بدهد که بارهای مقاومتی را به خوبی هدایت کند، اما اگر بار شامل اجزای القایی باشد کاملاً بی فایده است.

• تثبیت کننده های ولتاژ پالس / راندمان تا 90٪
• مبدل های ولتاژ پالس (منابع تغذیه) / راندمان تا 80٪

یکی از ویژگی های بارز مبدل های پالس جداسازی گالوانیکی ولتاژهای ورودی و خروجی است (یعنی آنها حاوی یک ترانسفورماتور هستند) که حتی امکان تئوری رسیدن ولتاژ ورودی به خروجی را در صورت هرگونه نقص در خود مبدل از بین می برد.

برای درک بهتر مشکلات مربوط به این نوع بار، نمودار بالا را در نظر بگیرید. همانطور که قبلا ذکر شد، تنها دروازه های دو تریستور به سیگنال ماشه تغذیه می شوند که یکی از آنها شروع به کار می کند و جریان در مدار ایجاد می شود. زاویه پرتاب با α نشان داده می شود. در پایان این نیم چرخه، یک سیگنال ماشه جدید دوباره پس از زاویه α ظاهر می شود و چرخه تکرار می شود. تفاوت بین زاویه خاموش شدن و زاویه ماشه با δ نشان داده می شود و زاویه هدایت خواهد بود. در مورد بار القایی، وضعیت تغییر می کند: فرض کنید تریستور T1. در طول نیم موج مثبت روشن می شود و سپس کل جریان بار را عبور می دهد.

پایه عناصر و مدارهای مدرن، امکان ایجاد مبدل های پالس و تثبیت کننده های ولتاژ را فراهم کرده است که:

1. عملکرد طولانی مدت در حداکثر جریان بار.
2. تنظیم خودکار توان خروجی (نباید نگران اضافه بار، حتی اتصال کوتاه باشید). خود سیستم محدود کننده توان اضافه بار را تشخیص داده و توان خروجی را به سطح ایمن محدود می کند.
3. با توجه به راندمان بالا، شرایط حرارتی معمولی و در نتیجه قابلیت اطمینان بالا و ابعاد کوچک تضمین می شود.
4. توان مصرفی باتری تنها 10-15 درصد بیشتر از بار مصرفی است.
5. وجود جداسازی گالوانیکی ولتاژهای ورودی و خروجی در مبدل (یعنی حاوی یک ترانسفورماتور) حتی امکان تئوری رسیدن ولتاژ ورودی به خروجی را از بین می‌برد. یک محدود کننده ولتاژ قدرتمند و بسیار کارآمد در تثبیت کننده نصب شده است.
6. شاید تنها اشکال دستگاه های پالسی تداخل احتمالی رادیویی باشد که به سازنده (هزینه) مبدل بستگی دارد. مبدل های ارزان قیمت برای تغذیه ایستگاه های رادیویی و گیرنده ها توصیه نمی شوند.

مبدل ولتاژ سوئیچینگ

برای تبدیل ولتاژ از یک سطح به سطح دیگر از مبدل های ولتاژ DC پالسی استفاده می شود که از دستگاه های ذخیره سازی القایی استفاده می کنند. در چنین مبدل‌هایی، توان خروجی با تغییر فاصله زمانی قرار گرفتن در معرض بار به یکی از دو روش زیر تنظیم می‌شود:

به دلیل وجود جزء القایی T1 با عبور ولتاژ به صفر قطع نمی شود و پس از آن ولتاژ مقدار منفی به خود می گیرد. در عوض، هنگامی که جریان عبوری از آن لغو شود، به حالت "خاموش" می رود و شکل موج در شکل زیر سمت راست نشان داده شده است. این واقعیت شامل عدم تقارن شکل موج به اضافه مقدار ولتاژی است که مطلوب نیست. این نقطه ضعف با استفاده از یک استراتژی کنترلی که دروازه تریستورها را با یک پالس طولانی تحریک می کند برطرف می شود. این کمترین عیب را دارد: در واقع، سیگنال های گیت پیوسته منجر به تلفات بیشتر شده و نیاز به جریان بالاتری دارند.

فرکانس پالس؛

عرض پالس.

اصل کار مبدل ولتاژ تقویت کننده پالس ایجاد یک حالت ترانزیستوری است که در طی آن کل مدار منبع تغذیه بار به طور دوره ای قطع می شود. بنابراین، مبدل پالس 24 12 به شما امکان می دهد نوسانات در مدت زمان پالس های خروجی را با دوره تغییر بدون تغییر آنها ساده کنید. یک مبدل ولتاژ پالسی تک سیکل می تواند در محدوده توان 0 تا 100 وات کار کند. اگر به دستگاهی با توان بیشتر نیاز باشد، از مبدل ولتاژ پالس چند سیکلی استفاده می شود.

این امر هنگام هدایت یک دروازه با یک سواری ضربه ای کوتاه آشکار است. سپس استراتژی به صورت زیر در می آید. ستونی از پالس ها در نزدیکی کانال تامین صفر تولید می شود. یک دنباله پالس دوم تولید می شود و با زاویه ای برابر α π به تأخیر می افتد تا دروازه دوباره کار کند.

حداکثر طراحی مدار

چرخه تکرار می شود و پس از یک مرحله گذار کوتاه که در طی آن تقارن کامل وجود ندارد، عملیات برای اطمینان از قدرت بار مناسب به سیستم منتقل می شود. در اکثر برنامه ها، محدوده تنظیم از 0٪ تا 100٪ تغییر نمی کند، اما با مقدار بالاتری مانند 30٪ شروع می شود. این به نیازهای کاربر و همچنین محدودیت های اعمال شده توسط طرحواره کاربر مربوط می شود. اولین مورد برای تنظیم زاویه α و در نتیجه مقدار موثر استفاده می شود، در حالی که مورد دوم حداقل آستانه را تنظیم می کند.

کاهش ولتاژ DC مبدل ولتاژ کاهنده چگونه کار می کند؟ کجا استفاده می شود؟ شرح اصل عملیات دستورالعمل گام به گام طراحی (10+)

مبدل ولتاژ پالس کاهنده. طرح. محاسبه

برای کاهش ولتاژ DC با حداقل تلفات و به دست آوردن یک خروجی تثبیت شده، از روش زیر استفاده می شود. ولتاژ مستقیم به پالس هایی با چرخه کاری متغیر تبدیل می شود. سپس این پالس ها از یک سلف عبور می کنند. انرژی در یک خازن ذخیره می شود. فیدبک بر پایداری ولتاژ خروجی نظارت می کند و برای این منظور چرخه وظیفه پالس ها را تنظیم می کند.

برای اولین استفاده با توجه به باری که تحویل می دهد کالیبره می شود. شکل زیر یک مدار تخلیه خازن را نشان می دهد که هدف آن تخلیه بار باقیمانده انباشته شده در خازن در انتهای هر نیمه ولتاژ تغذیه است.

مبدل پیشرو با استفاده از ترانسفورماتور پالسی غیر اشباع

شکل زیر عملکرد این مدار را نشان می دهد. هنگامی که ولتاژ از 0 عبور می کند، شارژ باقی مانده در خازن به طور مستقیم دو دیود را در یک زمان قطبی می کند و مداری ایجاد می کند که ولتاژ باقیمانده را از طریق دو مقاومت تخلیه می کند. مدار به دلیل ولتاژ آستانه دو دیود محدودیت خاص خود را دارد: هنگامی که ولتاژ به 4 ولت کاهش می یابد، آنها قطع می شوند. بنابراین، معلوم می شود که همیشه حداقل ولتاژ وجود خواهد داشت.

اگر نیازی به کاهش تلفات نباشد، از تثبیت کننده سری پیوسته استفاده می شود.

اصل کار یک مبدل ولتاژ کاهنده بر اساس خاصیت سلف (چوک) برای انباشت انرژی است. انباشت انرژی در این واقعیت آشکار می شود که به نظر می رسد جریان از طریق سلف دارای اینرسی است. یعنی نمی تواند آنی تغییر کند. اگر یک ولتاژ به سیم پیچ اعمال شود، جریان به تدریج افزایش می یابد، اگر ولتاژ معکوس اعمال شود، جریان به تدریج کاهش می یابد.

در هر صورت، یک مدار حفاظت از جریان اضافه برای محافظت از کنترلر در هنگام کار در شرایط استرس زا نصب شده است. هدف از این مدار قطع منبع تغذیه رگولاتور و در نتیجه محافظت از آن در برابر آسیب و ولتاژ بیش از حد است. مدار به دو بخش تقسیم می شود: بخش اول تطبیق ولتاژ شبکه 230 ولت، متناوب با 12 ولتاژ پیوسته لازم برای تغذیه رله، فن و مدار اندازه گیری است.

فن و قسمت دوم سیستم حفاظتی به خروجی متصل است. ترمیستور تحمل خود را نسبت به تغییرات دما تغییر می دهد، در حالی که تریمر در ابتدا بسته به دمایی که برای تجهیزات حیاتی در نظر گرفته می شود، کالیبره می شود. در نهایت، مدار نهایی در اینجا در کنار نشان داده شده است. می توان ادعا کرد که از این طریق می توان زاویه بین π و 2π را تنظیم کرد و در نتیجه شکل موج نامتقارن به دست آورد. برای یک ترانسفورماتور، حداکثر جریان جذب شده توسط مدارهای 12 ولت 215 میلی آمپر تخمین زده می شود.

در اینجا مجموعه ای از مواد برای توجه شما وجود دارد: در نمودار می بینیم که واحد کنترل D1بسته به ولتاژ خازن C2کلید برق را بسته و باز می کند. علاوه بر این، ولتاژ بالاتر است C2، هر چه مدت زمان بسته شدن سوئیچ کمتر باشد، یعنی چرخه کار کمتر باشد (چرخه کاری بیشتر است). اگر ولتاژ دو طرف خازن C2از مقدار معینی فراتر رود، سپس سوئیچ به طور کامل بسته نمی شود تا ولتاژ کاهش یابد. نحوه عملکرد این مدار کنترل در مقاله مدولاسیون عرض پالس توضیح داده شده است. سپس عرشه 50 ولت 1 آمپر انتخاب خواهد شد. رله 12 ولت تک سوئیچینگ، با جریان تماس 10 آمپر خواهد بود. اگر نیاز دارید که دستگاه‌های تلفن همراه را خارج از اسب‌های متمدن، از داخل ماشین به حرکت درآورید، احتمالاً پس از یک سفر یک روزه برای تامین انرژی باتری‌های خود مشکلی دارید. اگر بفهمیم که باید از پشت ما استفاده کرد، پس واضح است که باید به اهمیت و تاثیرگذاری انرژی عرضی توجه کنیم. بنابراین، باتری های سنگین - حتی ارزان قیمت سرب اسید را با یک تثبیت کننده خطی بسیار ساده فراموش می کنیم - راندمان تبدیل انرژی آنها بسیار پایین است. مقدار اول، به نوبه خود، کمی تغییر می کند، زیرا منابع خطی معمولاً به تفاوت بین ورودی و خروجی نیاز دارند که معمولاً برابر با 5 تا 3 ولت است. هنگامی که کلید برق بسته است، جریان در طول مسیر جریان می یابد S1. در این حالت ولتاژی برابر با اختلاف ولتاژ ورودی و خروجی به سلف اعمال می شود. جریان عبوری از سیم پیچ به نسبت ولتاژ اعمال شده به سیم پیچ و مدت زمان بسته شدن کلید افزایش می یابد. سیم پیچ انرژی را ذخیره می کند. جریان جریان خازن را شارژ می کند C2. بنابراین اگر می خواهید منابع 5 ولتی ایجاد کنید، باتری 6 ولت کار نخواهد کرد. علاوه بر این، باید انتظار خالی شدن باتری را داشته باشید. طراحی واقعا ساده است، با حداقل اجزا، و واقعاً می تواند توسط هر کسی انجام شود. اما کارایی این تثبیت کننده به تفاوت ولتاژ ورودی و خروجی و جریان عبوری بستگی دارد. از نظر ساختاری، هر چه تفاوت امپدانس در ورودی و خروجی تثبیت کننده بیشتر باشد، بازده کمتر و مقدار انرژی بیشتر، مانند گرما در فضا آزاد می شود. نمونه ای از مدارهای ترانزیستوری مراحل خروجی مبدل های دریچه گاز راندمان حدود 30٪ است - این به تفاوت ولتاژ بستگی دارد. مشکل رگولاتورهای خطی معمولاً نیاز به اختلاف بیشتر بین ولتاژ ورودی و خروجی است. آنها چندین مزیت قابل توجه نسبت به منابع خطی ارائه می دهند - راندمان انرژی بالاتر، ولتاژ ورودی بالاتر، ترانسفورماتورهای بزرگتر، و مهمتر از همه، بدون خفاش. اولین نسل از منابع سوئیچ مورد استفاده در کشور ما در طول سالیان متمادی در مقایسه با مدارهای گذشته ساخته شد و در حال حاضر تعداد زیادی مدار مجتمع برای این منظور وجود دارد. هنگامی که کلید برق باز است، جریان در طول مسیر جریان می یابد S2از طریق یک دیود یک ولتاژ خروجی با علامت مخالف به سلف اعمال می شود. جریان عبوری از سیم پیچ به نسبت ولتاژ اعمال شده به سیم پیچ و زمان باز بودن کلید کاهش می یابد. جریان جاری همچنان خازن را شارژ می کند C2. زمانی که خازن C2شارژ می شود، کلید بسته نمی شود و خازن شارژ را متوقف می کند. هنگامی که خازن شروع به بسته شدن مجدد می کند C2کمی تحت بار تخلیه می شود. پس از تدوین، 12 عضو یک منبع سخت مشترک داشتند که روی آن کار می کردند. ایرادات در یک فضای بسته نسبتاً بزرگ، ظرفیت خازنی حاصل برای اتصال همزمان روشنایی کافی نیست. یکی دیگر از معایب قیمت خرید بالاتر است. شما می توانید چنین "منبعی" را در عرض چند دقیقه متصل کنید، اما چندین معایب عمده دارد. اگر از باتری های بیشتری استفاده می کنید، باید مراقب باشید که ولتاژ را حتی زمانی که باتری ها در حال اتمام هستند، تثبیت کنید. واقعا قیمتش کاملا مناسب بود در نهایت، مثل همیشه، او تصمیم گرفت که تولید آسیایی را «تحقیر» کند. خازن C1برای کاهش موج جریان در مدار ورودی لازم است، از بین آن نه پالس، بلکه جریان متوسط ​​را انتخاب کنید. مزایا، معایب، کاربرد تلفات انرژی به طور مستقیم به نسبت ولتاژ ورودی و خروجی بستگی دارد. بنابراین یک مبدل باک از نظر تئوری می تواند یک جریان خروجی بزرگ در یک ولتاژ پایین از یک جریان ورودی کوچک اما یک ولتاژ بزرگ ایجاد کند، اما ما باید جریان بزرگ را در یک ولتاژ بالا قطع کنیم، که تلفات سوئیچینگ بالا را تضمین می کند. بنابراین، اگر ولتاژ ورودی 1.5 - 4 برابر بیشتر از ولتاژ خروجی باشد، از مبدل های کاهنده استفاده می شود، اما اگر اختلاف بیشتر باشد، سعی می کنند از آنها استفاده نکنند. باتری اصلی برای دوربین فیلمبرداری بعد از خرید بدون مشکل کار می کند. جالب اینجاست که باتری های "چینی" به دلیل ظرفیت و قدرتشان با یکدیگر تفاوت دارند. با اتصال چند قطعه خارجی می توانید منبع تغذیه بسیار مناسبی ایجاد کنید. اگر به جریان خروجی بیشتری نیاز دارید، افزایش آن با یک ترانزیستور قدرت اضافی مشکلی نیست. برای اهداف ما این مقدار کافی است. ساخت، تولد دوباره و سوگواری راهب اثر ثانویه راندمان بالاتر این است که چنین منبعی ذوب نمی شود و برای کار بسیار خنک است. در ابتدا من هیچ تجربه ای با منبع تغذیه یا باتری نداشتم. برای جلوگیری از کشیدن یک متر دیگر به میدان، اولین نسخه ولت متر پانل است. بیایید روند طراحی و محاسبه مبدل گام به گام را تجزیه و تحلیل کنیم و با مثال هایی آن را آزمایش کنیم. در پایان مقاله فرمی وجود دارد که می توانید پارامترهای منبع لازم را پر کنید، محاسبه را به صورت آنلاین انجام دهید و نام همه عناصر را دریافت کنید. به عنوان مثال، نمودارهای زیر را در نظر بگیرید: طرح 1 طرح 2 یکی از مشکلات مبدل های کاهنده، دشواری کنترل کلید برق است، زیرا امیتر (منبع) آن معمولاً به سیم مشترک متصل نیست. در ادامه به چندین گزینه برای حل این مشکل خواهیم پرداخت. در حال حاضر، بیایید روی گنجاندن تا حدودی غیر استاندارد یک ریز مدار - یک کنترل کننده PWM تمرکز کنیم. ما از تراشه 1156EU3 استفاده می کنیم. مرحله خروجی این ریزمدار طبق یک مدار فشار کش کلاسیک ساخته شده است. نقطه وسط این آبشار به پایه 14 وصل می شود، قطره چکان بازو پایین به سیم مشترک (پایه 10)، کلکتور بازو بالا به پایه 13 متصل می شود. پایه 14 را از طریق به سیم مشترک متصل می کنیم. یک مقاومت، و پایه 13 را به پایه ترانزیستور کلید وصل کنید. هنگامی که بازوی بالایی مرحله خروجی باز است (این مربوط به تامین ولتاژ گیت به خروجی است)، جریان از طریق اتصال امیتر ترانزیستور VT2، پایه 13، بازوی بالای مرحله خروجی، پایه 14، مقاومت عبور می کند. R6. این جریان ترانزیستور VT2 را باز می کند. در این ارتباط می توان از کنترل کننده هایی با امیتر باز در خروجی نیز استفاده کرد. این کنترلرها بازوی پایینی ندارند. اما ما به آن نیاز نداریم. مدار ما از یک ترانزیستور دوقطبی قدرتمند به عنوان کلید برق استفاده می کند. در مورد عملکرد ترانزیستور دوقطبی به عنوان کلید برق بیشتر بخوانید. یک ترانزیستور کامپوزیت می تواند به عنوان کلید برق برای کاهش بار روی کنترلر استفاده شود. با این حال، ولتاژ اشباع کلکتور-امیتر یک ترانزیستور مرکب چندین برابر بیشتر از یک ترانزیستور منفرد است. در مقاله ترانزیستور مرکب نحوه محاسبه این ولتاژ توضیح داده شده است. اگر از ترانزیستور کامپوزیت استفاده می کنید، در فرم محاسبه در انتهای مقاله، دقیقاً این ولتاژ را به عنوان ولتاژ اشباع کلکتور - امیتر VT2 نشان دهید. هر چه ولتاژ اشباع بیشتر باشد، تلفات بیشتر است، بنابراین با ترانزیستور کامپوزیت تلفات چندین برابر بیشتر خواهد بود. اما یک راه حل وجود دارد. در بخش کنترلرهای کم مصرف بیشتر توضیح داده خواهد شد. یک ولتاژ خروجی وجود دارد. به چه عناصری بستگی دارد؟ همچنین اگر بتوانید به من بگویید چگونه پارامترهای یک مبدل کاهنده 100 ولت به 28 ولت 1000 وات را به درستی محاسبه کنم بسیار سپاسگزار خواهم بود. پیشاپیش از شما تشکر میکنم. توضیحات و پارامترهای MOC3061, MOC3062, MOC3063. کاربرد در مدارهای تریستور... نحوه طراحی مبدل پالس معکوس نحوه انتخاب فرکانس ... میکروکنترلرها در حال ترسیم برنامه. ابزار طراحی شماتیک ... چگونه و با چه کمکی می توان میکروکنترلرها را برنامه ریزی و اشکال زدایی کرد، طراحی...

کاهش ولتاژ DC مبدل ولتاژ کاهنده چگونه کار می کند؟ کجا استفاده می شود؟ شرح اصل عملیات دستورالعمل گام به گام طراحی (10+)

مبدل ولتاژ پالس کاهنده. طرح. محاسبه

برای کاهش ولتاژ DC با حداقل تلفات و به دست آوردن یک خروجی تثبیت شده، از روش زیر استفاده می شود. ولتاژ مستقیم به پالس هایی با چرخه کاری متغیر تبدیل می شود. سپس این پالس ها از یک سلف عبور می کنند. انرژی در یک خازن ذخیره می شود. فیدبک بر پایداری ولتاژ خروجی نظارت می کند و برای این منظور چرخه وظیفه پالس ها را تنظیم می کند.

اگر نیازی به کاهش تلفات نباشد، از تثبیت کننده سری پیوسته استفاده می شود.

اصل کار یک مبدل ولتاژ کاهنده بر اساس خاصیت سلف (چوک) برای انباشت انرژی است. انباشت انرژی در این واقعیت آشکار می شود که به نظر می رسد جریان از طریق سلف دارای اینرسی است. یعنی نمی تواند آنی تغییر کند. اگر یک ولتاژ به سیم پیچ اعمال شود، جریان به تدریج افزایش می یابد، اگر ولتاژ معکوس اعمال شود، جریان به تدریج کاهش می یابد.

در اینجا مجموعه ای از مواد برای توجه شما وجود دارد: در نمودار می بینیم که واحد کنترل D1بسته به ولتاژ خازن C2کلید برق را بسته و باز می کند. علاوه بر این، ولتاژ بالاتر است C2، هر چه مدت زمان بسته شدن سوئیچ کمتر باشد، یعنی چرخه کار کمتر باشد (چرخه کاری بیشتر است). اگر ولتاژ دو طرف خازن C2از مقدار معینی فراتر رود، سپس سوئیچ به طور کامل بسته نمی شود تا ولتاژ کاهش یابد. نحوه عملکرد این مدار کنترل در مقاله مدولاسیون عرض پالس توضیح داده شده است. هنگامی که کلید برق بسته است، جریان در طول مسیر جریان می یابد S1. در این حالت ولتاژی برابر با اختلاف ولتاژ ورودی و خروجی به سلف اعمال می شود. جریان عبوری از سیم پیچ به نسبت ولتاژ اعمال شده به سیم پیچ و مدت زمان بسته شدن کلید افزایش می یابد. سیم پیچ انرژی را ذخیره می کند. جریان جریان خازن را شارژ می کند C2. هنگامی که کلید برق باز است، جریان در طول مسیر جریان می یابد S2از طریق یک دیود یک ولتاژ خروجی با علامت مخالف به سلف اعمال می شود. جریان عبوری از سیم پیچ به نسبت ولتاژ اعمال شده به سیم پیچ و زمان باز بودن کلید کاهش می یابد. جریان جاری همچنان خازن را شارژ می کند C2. زمانی که خازن C2شارژ می شود، کلید بسته نمی شود و خازن شارژ را متوقف می کند. هنگامی که خازن شروع به بسته شدن مجدد می کند C2کمی تحت بار تخلیه می شود. خازن C1برای کاهش موج جریان در مدار ورودی لازم است، از بین آن نه پالس، بلکه جریان متوسط ​​را انتخاب کنید. مزایا، معایب، کاربرد تلفات انرژی به طور مستقیم به نسبت ولتاژ ورودی و خروجی بستگی دارد. بنابراین یک مبدل باک از نظر تئوری می تواند یک جریان خروجی بزرگ در یک ولتاژ پایین از یک جریان ورودی کوچک اما یک ولتاژ بزرگ ایجاد کند، اما ما باید جریان بزرگ را در یک ولتاژ بالا قطع کنیم، که تلفات سوئیچینگ بالا را تضمین می کند. بنابراین، اگر ولتاژ ورودی 1.5 - 4 برابر بیشتر از ولتاژ خروجی باشد، از مبدل های کاهنده استفاده می شود، اما اگر اختلاف بیشتر باشد، سعی می کنند از آنها استفاده نکنند. بیایید روند طراحی و محاسبه مبدل گام به گام را تجزیه و تحلیل کنیم و با مثال هایی آن را آزمایش کنیم. در پایان مقاله فرمی وجود دارد که می توانید پارامترهای منبع لازم را پر کنید، محاسبه را به صورت آنلاین انجام دهید و نام همه عناصر را دریافت کنید. به عنوان مثال، نمودارهای زیر را در نظر بگیرید: طرح 1 طرح 2 یکی از مشکلات مبدل های کاهنده، دشواری کنترل کلید برق است، زیرا امیتر (منبع) آن معمولاً به سیم مشترک متصل نیست. در ادامه به چندین گزینه برای حل این مشکل خواهیم پرداخت. در حال حاضر، بیایید روی گنجاندن تا حدودی غیر استاندارد یک ریز مدار - یک کنترل کننده PWM تمرکز کنیم. ما از تراشه 1156EU3 استفاده می کنیم. مرحله خروجی این ریزمدار طبق یک مدار فشار کش کلاسیک ساخته شده است. نقطه وسط این آبشار به پایه 14 وصل می شود، قطره چکان بازو پایین به سیم مشترک (پایه 10)، کلکتور بازو بالا به پایه 13 متصل می شود. پایه 14 را از طریق به سیم مشترک متصل می کنیم. یک مقاومت، و پایه 13 را به پایه ترانزیستور کلید وصل کنید. هنگامی که بازوی بالایی مرحله خروجی باز است (این مربوط به تامین ولتاژ گیت به خروجی است)، جریان از طریق اتصال امیتر ترانزیستور VT2، پایه 13، بازوی بالای مرحله خروجی، پایه 14، مقاومت عبور می کند. R6. این جریان ترانزیستور VT2 را باز می کند. در این ارتباط می توان از کنترل کننده هایی با امیتر باز در خروجی نیز استفاده کرد. این کنترلرها بازوی پایینی ندارند. اما ما به آن نیاز نداریم. مدار ما از یک ترانزیستور دوقطبی قدرتمند به عنوان کلید برق استفاده می کند. در مورد عملکرد ترانزیستور دوقطبی به عنوان کلید برق بیشتر بخوانید. می توانید از ترانزیستور کامپوزیت به عنوان کلید برق برای کاهش بار روی کنترلر استفاده کنید. با این حال، ولتاژ اشباع کلکتور-امیتر یک ترانزیستور مرکب چندین برابر بیشتر از یک ترانزیستور منفرد است. در مقاله ترانزیستور مرکب نحوه محاسبه این ولتاژ توضیح داده شده است. اگر از ترانزیستور کامپوزیت استفاده می کنید، در فرم محاسبه در انتهای مقاله، دقیقاً این ولتاژ را به عنوان ولتاژ اشباع کلکتور - امیتر VT2 نشان دهید. هر چه ولتاژ اشباع بیشتر باشد، تلفات بیشتر است، بنابراین با ترانزیستور کامپوزیت تلفات چندین برابر بیشتر خواهد بود. اما یک راه حل وجود دارد. در بخش کنترلرهای کم مصرف بیشتر توضیح داده خواهد شد. متأسفانه، اشتباهات به صورت دوره ای در مقالات یافت می شود، آنها تصحیح می شوند، مقالات تکمیل می شوند، توسعه می یابند و موارد جدید تهیه می شود. رگولاتور ولتاژ پل چگونه کار می کند؟ کجا استفاده می شود؟ توضیحاتی در مورد... مبدل ولتاژ تثبیت شده سوئیچینگ نیم پل،... مبدل ولتاژ شبکه نیم پل. طرح، محاسبه آنلاین. فرم برای شما ... تمرین طراحی مدارهای الکترونیکی. آموزش الکترونیک .... هنر توسعه دستگاه پایه عنصر رادیو الکترونیک. طرح های معمولی .... مبدل ولتاژ پالس تقویتی. کلید پاور - دوقطبی ... نحوه طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ تقویتی چگونه یک قدرتمند انتخاب کنیم ... ترانسفورماتور پالس قدرتمند محاسبه. محاسبه. برخط. ای... محاسبه آنلاین ترانسفورماتور پالس قدرت .... بررسی سلف، سلف، ترانسفورماتور، سیم پیچ، برق ... نحوه بررسی سلف، سیم پیچ ترانسفورماتور، سلف، برق ... توسعه منابع تغذیه و مبدل های ولتاژ. طرح های معمولی توجه داشته باشید...

رگولاتورهای ولتاژ پالس

1. معرفی

2. رگولاتورهای سوئیچینگ باک

3. رگولاتورهای سوئیچینگ را تقویت کنید

4. رگولاتور سوئیچینگ معکوس

6. نتیجه گیری

1. معرفی

منابع تغذیه ثانویه ساخته شده بر اساس طرح سنتی (ترانسفورماتور، یکسو کننده، فیلتر صاف کننده و تثبیت کننده) از نظر طراحی ساده هستند و سطح تابش الکترومغناطیسی پایینی دارند. با این حال، آنها قدرت قابل توجهی را از بین می برند و جرم و ابعاد زیادی دارند. ابعاد بزرگ چنین منابعی به این دلیل است که ولتاژ تغذیه دارای فرکانس پایین - 50 هرتز است. این امر منجر به نیاز به استفاده از ترانسفورماتورهای با سطح مقطع بزرگ از هسته مغناطیسی و استفاده از خازن های بزرگ در صاف کردن فیلترها می شود.

این معایب همچنین برای تثبیت کننده های خطی که در سخنرانی قبلی مورد بحث قرار گرفت، معمول است. به ویژه، راندمان چنین تثبیت کننده هایی اغلب از 50٪ تجاوز نمی کند. مقادیر کم راندمان تثبیت کننده های خطی در درجه اول به این دلیل است که توان تلف شده توسط ترانزیستور کنترل بسیار زیاد است، به خصوص هنگام تثبیت ولتاژهای پایین.

راندمان قابل توجهی بیشتر توسط مدارهایی ارائه می شود که در آنها عنصر تنظیم کننده یک سوئیچ (سوئیچ) است، که با یک دوره تکرار معین T، از حالت بسته به حالت باز سوئیچ می کند و برمی گردد. ترانزیستورهای دوقطبی یا MOS به عنوان سوئیچ استفاده می شوند. نسبت زمان حالت باز (بسته) کلید به دوره تکرار T قابل تنظیم است. با تغییر این نسبت، می‌توانیم ولتاژ متوسط ​​دو بار را به طور گسترده تنظیم کنیم. این روش کنترل را مدولاسیون عرض پالس (مدولاسیون عرض پالس - PWM) می نامند. یک فیلتر پایین گذر به صورت سری به سوئیچ متصل می شود و موج ولتاژ خروجی را به مقدار قابل قبولی صاف می کند. چنین مدارهایی را تنظیم کننده سوئیچینگ می نامند.

اجزای اصلی منابع تغذیه سوئیچینگ چوک ها، خازن ها، کلیدهای کنترل شده و ترانسفورماتورها هستند. همه این مولفه ها تلفات کمی دارند که در حالت ایده آل برابر با صفر است. اگر مقاومت سوئیچ در حالت بسته کم باشد، بازده منبع پالسی می تواند به 90٪ یا بیشتر برسد. تلفات انرژی در ترانزیستوری که به عنوان سوئیچ استفاده می شود عمدتاً در بازه سوئیچینگ رخ می دهد و با مدت زمان این بازه تعیین می شود. بنابراین، هر چه خواص فرکانس ترانزیستور بهتر باشد، بازده رگولاتور سوئیچینگ بالاتر است.

اجازه دهید مزایای اصلی IVEP پالسی را فهرست کنیم.

1. بازدهی بالا.

2. وزن و ابعاد کوچک.

3. امکان به دست آوردن ولتاژ خروجی بالاتر از ورودی (رگولاتورهای استپ آپ).

منابع پالسی منبع تغذیه ثانویه این امکان را فراهم می کند که از تبدیل انرژی الکتریکی در فرکانس های پایین به کار در فرکانس های ده ها و صدها کیلوهرتز حرکت کند. این امر باعث شد تا اندازه و وزن ترانسفورماتورها و فیلترهای صاف کننده به میزان قابل توجهی کاهش یابد. ظهور ترانزیستورهای قدرتمند ولتاژ بالا و مواد کم تلفات برای هسته های مغناطیسی ترانسفورماتورهای فرکانس بالا، امکان ایجاد منابع پالسی با ورودی بدون ترانسفورماتور را فراهم کرده است. با توان خروجی 100 وات، چنین منابعی می توانند توان ویژه ای بیش از 200 W/dm2 داشته باشند، در حالی که برای PVEP سنتی این رقم از 20 W/dm2 تجاوز نمی کند.

اجازه دهید معایب اصلی منابع پالسی را نشان دهیم.

1. ولتاژها و جریان ها در طبیعت پالسی هستند. این ممکن است منجر به تداخل با فرکانس بالا در بار و شبکه خارجی شود. برای کاهش سطح تداخل، استفاده از فیلترهای ضد آلیاسینگ، محافظ دقیق و غیره ضروری است.

2. رگولاتور سوئیچینگ و مدار کنترل کموتاتور یک سیستم بازخورد را تشکیل می دهند. برای اطمینان از پایداری رگولاتور اقدامات خاصی لازم است.

3. منابع تغذیه سوئیچینگ، از جمله رگولاتورهای سوئیچینگ، گرانتر هستند و به زمان توسعه بیشتری نیاز دارند

انواع اصول ساخت و ساز ما چندین سخنرانی را به بررسی چنین منابعی اختصاص خواهیم داد.

اجازه دهید ابتدا مدارهای اصلی رگولاتورهای سوئیچینگ را در نظر بگیریم.

2. رگولاتور سوئیچینگ باک

مدار رگولاتور کاهنده در شکل نشان داده شده است. 10.1.

عنصر تنظیم کننده یک سوئیچ است که در نمودار به عنوان یک کلید نشان داده شده است. سلف L و خازن C یک فیلتر صاف کننده را تشکیل می دهند. فرکانس سوئیچینگ کلید باید زیاد باشد تا از ریپل کم در ولتاژ خروجی اطمینان حاصل شود. می تواند به صدها کیلوهرتز و واحد مگاهرتز برسد. افزایش فرکانس سوئیچینگ می تواند وزن و ابعاد فیلتر ضد آلیاسینگ را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

بیایید فرآیندهای الکترومغناطیسی را در مدار در شکل 1 در نظر بگیریم. 10.1 که در بازه T رخ می دهد. هنگامی که کلید بسته می شود، جریان سلف افزایش می یابد و انرژی در میدان مغناطیسی سلف جمع می شود. هنگامی که کلید باز است، جریان سلف از طریق دیود باز VD1 بسته می شود. انرژی انباشته شده در میدان مغناطیسی سلف صرف حفظ ولتاژ خروجی ثابت می شود.

بیایید در نظر بگیریم که چگونه جریان سلف در بازه سوئیچینگ T سوئیچ تغییر می کند. ما فرض می کنیم که ظرفیت خازن صاف کننده بسیار زیاد است، به طوری که ولتاژ خروجی ثابت است.

حالت کار مدار بستگی به وضعیت کلید دارد. اجازه دهید t و - زمانی را که در طی آن کلید بسته می شود را نشان دهیم. فواصل زمانی زیر را در نظر بگیرید.

1. فاصله 0 ÷ t و . کلید قفل است. یک ولتاژ معکوس به دیود اعمال می شود و آن بسته می شود. افزایش جریان در این بازه

نمودارهای زمان بندی ولتاژ و جریان تنظیم کننده پالس در شکل نشان داده شده است. 10.2.

از آنجایی که سوئیچینگ به صورت دوره ای اتفاق می افتد، کل تغییر جریان در بازه زمانی T صفر است:

	i = i1			U در t و − U خارج T

از این رابطه نتیجه می شود که ولتاژ خروجی

آی تی)

U بیرون =		Uin = DUin.

در اینجا D = T t و چرخه وظیفه پالس است.

برابری (10.1) مشخصه کنترل یک تنظیم کننده پالس نامیده می شود.

بنابراین، ولتاژ خروجی رگولاتور سوئیچینگ متناسب با چرخه وظیفه پالس های کموتاتور است. از آنجایی که D< 1 , выходное напряжение всегда меньше входного. Поэтому такой регулятор называют понижающим. Величиной выходного напряжения можно управлять, изменяя коэффициент заполнения импульсов D . Такой процесс управления называется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Она широко применяется не только в импульсных источниках питания, но и в других устройствах.

اگر جریان در بازه 0 ÷T ناپدید نشود، فرمول (10.1) معتبر است. این حالت نامیده می شود حالت جریان پیوسته. اگر جریان سلف در هر دوره زمانی در بازه 0 ÷T صفر شود، آنگاه حالت جریان متناوب.

از آنجایی که ظرفیت خازن محدود است، ولتاژ خروجی ضربان دار خواهد بود. اجازه دهید تعیین کنیم که چگونه مقادیر اندوکتانس و خازن فیلتر صاف کننده بر دامنه موج دار تاثیر می گذارد.

هنگام ارزیابی بزرگی ریپل ولتاژ خروجی، برای ساده سازی تحلیل، فرض می کنیم که اندوکتانس سلف L → ∞ است. جریان سلف در این مورد به شکل پالس های مستطیلی است (شکل 10.3). جریان متوسط

Iav =(1 - D) I1.

اگر ظرفیت خازن به اندازه کافی بزرگ باشد، مقاومت آن در فرکانس هارمونیک های اول و بالاتر به طور قابل توجهی کمتر از مقاومت بار است:

1 C

در این مورد، می توانیم فرض کنیم که جزء متناوب جریان از طریق خازن بسته شده است. اشکال تقریبی منحنی های ولتاژ u C (t) و جریان i C (t) در شکل نشان داده شده است. 10.4.

افزایش ولتاژ u C			1 ò (1 − D ) I 1 dt = (1 − D ) DT I 1 .
u C =	1 ò Iav dt =

از عبارت حاصل چنین استنباط می شود که دامنه ریپل ولتاژ خروجی به مقدار متوسط ​​آن بستگی ندارد.

برای کاهش دامنه موج های ولتاژ خروجی، لازم است که این شرط رعایت شود

C ³ (1 - D) DT I.

D u C 1

به طور مشابه، می توان نشان داد که دامنه موج جریان کاهش می یابد اگر اندوکتانس سلف

L ³ (1 - D) DT U.

D i L N

در حالت پایدار، بزرگی ریپل جریان به مقدار متوسط ​​آن بستگی ندارد.

3. تقویت کننده سوئیچینگ رگولاتور

مدار رگولاتور سوئیچینگ تقویتی در شکل نشان داده شده است. 10.5. هنگامی که کلید بسته است، دیود بسته می شود و ولتاژ ورودی به سلف اعمال می شود. با استفاده از مفروضات ارائه شده در پاراگراف قبل، تغییر جریان سلف را در بازه 0 ÷ t و

		U در	تی و .

پس از باز کردن کلید، دیود باز می شود و یک مدار سری تشکیل می شود. انرژی ذخیره شده در سلف به خروجی مدار منتقل می شود. در این حالت جریان سلف کاهش می یابد. تغییر جریان در بازه t و ÷ T

		(U خارج - U در ) (T - t و )

از آنجایی که مقدار متوسط ​​جریان بدون تغییر باقی می ماند، کل تغییر جریان در بازه T صفر است:

i 1 + i 2 = 0 .

با جایگزینی فرمول های (10.2) و (10.3) در آخرین برابری، مشخصه کنترل مدار نشان داده شده در شکل 1 را بدست می آوریم. 10.5:

	U بیرون =				U در .
				- دی

وقتی D> 0.5 باشد، ولتاژ خروجی از ورودی بیشتر می شود. بنابراین، تنظیم کننده در شکل. 10.5 افزایش نامیده می شود. ولتاژ خروجی را می توان با تغییر چرخه وظیفه پالس D کنترل کرد.

همانطور که در مبدل باک، دامنه موج دار شدن جریان در مدار در شکل. 10.3 به مقدار متوسط ​​آن بستگی ندارد.

4. رگولاتور سوئیچینگ معکوس

مدار رگولاتور معکوس در شکل نشان داده شده است. 10.6.

چرخه تبدیل را به دو چرخه تقسیم کنید. در سیکل اول، با بسته شدن کلید، جریان در مدار تشکیل شده توسط منبع ولتاژ ورودی، کلید و سلف جریان می یابد. در همان زمان، انرژی در دریچه گاز ذخیره می شود.

هنگامی که کلید باز می شود، انرژی ذخیره شده در سلف به خازن و مقاومت بار منتقل می شود.

اجازه دهید مشخصه تنظیم مدار را در شکل 1 تعیین کنیم. 10.6. فرض کنید در طول هر سیکل ولتاژ ثابت است و جریان سلف به صورت خطی تغییر می کند. با کلید بسته

U out = L T − i 2 t و .

در اینجا i 2 تغییر در جریان در بازه T - t و .

میانگین مقدار فعلی در هر چرخه تبدیل باید بدون تغییر باقی بماند. بنابراین، کل تغییر جریان در بازه T i 1 + i 2 = 0. مشخصه تنظیم کننده یک تنظیم کننده پالس معکوس

U out = 1 - D D U در.

5. تلفات و کارایی رگولاتورهای سوئیچینگ

کلید یکی از منابع اصلی تلفات در منابع تغذیه سوئیچینگ است. بسته به توپولوژی مبدل، سوئیچ 40 تا 50 درصد از کل تلفات را به خود اختصاص می دهد. منحنی های ولتاژ و جریان در سوئیچ مبدل پالس کاهنده در شکل نشان داده شده است. 10.7. ترانزیستور MOS به عنوان سوئیچ استفاده می شود.

عدد رومی I نشان دهنده فواصل زمانی مربوط به بسته شدن و باز شدن کلید است. شماره II بازه مربوط به حالت بسته کلید را نشان می دهد. همانطور که از شکل زیر آمده است. 10.7، بخش اصلی تلفات در سوئیچ شامل تلفات هدایت و تلفات سوئیچینگ است. برای کاهش تلفات هدایت، آنها سعی می کنند ولتاژ روی کلید بسته را به حداقل برسانند.

عنصر دیگری که سهم قابل توجهی در تلفات کل دارد دیود است. نمودار جریان دیود در فاصله کموتاسیون در شکل نشان داده شده است. 10.8.

سهم اصلی تلفات در یک دیود شامل تلفات هدایت و بازیابی معکوس است. تلفات مربوط به عبور جریان معکوس از دیود در بازه بازیابی معکوس می تواند قابل توجه باشد. جریان معکوس دیود می تواند باعث ایجاد جریان هجومی در سوئیچ شود که منجر به تلفات اضافی می شود. برای کاهش تلفات از دیودهای شاتکی استفاده می شود که ولتاژ رو به جلو کمتری دارند.

راه دیگر برای کاهش تلفات، جایگزینی دیود با ترانزیستور MOS است. اثر جایگزینی این است که مقاومت ماسفت در کانال بسیار کم است. پالس های کنترلی به گیت های ترانزیستورهای MOS اعمال می شود به گونه ای که ترانزیستور پایینی تنها پس از بسته شدن کامل ترانزیستور بالایی باز می شود. این کنترل سوئیچ های MOS عملکرد یک دیود را تقلید می کند و به آن کنترل سنکرون می گویند.

اجازه دهید به طور تقریبی تلفات را در رگولاتور سوئیچینگ کاهنده نشان داده شده در شکل تعیین کنیم. 10.1. این امکان ارزیابی تأثیر پارامترهای کنترل کننده بر میزان افت بازده مدار مورد نظر را فراهم می کند. برای ساده سازی محاسبات، فرضیات زیر را می پذیریم.

1. مشخصه جریان-ولتاژ کلید را به صورت تکه ای خطی در نظر می گیریم (شکل 10.9). در حالت بسته جریان کلید صفر و در حالت باز است

در حالت، کلید مقاومتی برابر با R on دارد. مقاومت سوئیچ در حالت باز به جریان عبوری از آن بستگی ندارد.