Shpesh në praktikën radio amatore ekziston nevoja për të marrë tensione të ndryshme të stabilizuara në pajisjet e fuqisë. Më shpesh këto qëllime shërbehen nga:

• stabilizues parametrik(bazuar në një diodë zener me konsum të ulët aktual të pajisjes);

• stabilizues linearë në bazë të tranzistorit ose bazuar në stabilizuesit LM78XX, LM317. Aftësitë aktuale të stabilizuesve të tillë janë të kufizuara në 1.5 Amper. Për më tepër, një faktor tjetër që kufizon gamën e aplikimeve të këtyre stabilizuesve është shndërrimi i tensionit të hyrjes në tension dalës me lëshimin e një sasie të madhe nxehtësie, domethënë nëse tensioni i hyrjes është 20 volt, dhe një stabilizues me një tension dalës. përdoret prej 9 Volt, atëherë 11 Volt shtesë do të shndërrohen në nxehtësi. Në këtë rast, kutia e IC nxehet në temperatura mjaft të larta dhe për ta hequr atë kërkon një radiator, paste termike dhe në rryma me ngarkesë të lartë, ftohje e detyruar nga një ventilator, i cili gjithashtu kërkon energji;

• stabilizues të pulsit. Këta stabilizues konvertojnë tensionin e hyrjes DC në lëkundje pulsuese me stabilizimin e tyre pasues. Një nga përfaqësuesit e këtij sektori stabilizues është IC LM2596. Në thelb ky është një konvertues pulsi me një numër të madh mënyrash funksionimi. Për shkak të mungesës së ndonjë procesi linear në botën e brendshme të IC, humbjet e nxehtësisë në trup janë minimale. Lidhja e një mikroqarku kërkon një numër minimal të bashkëngjitjeve, në varësi të qëllimeve të kërkuara. Një lidhje tipike është paraqitur në figurë.

Zgjidhja më e suksesshme për amatorët dhe zejtarët e radios është zbatimi i këtij mikroqarku në një version të rregullueshëm - LM2596ADJ. Fletën e të dhënave mund ta shikoni këtu.

Bazuar në mikroqarkullimin, industria e popullit kinez prodhon një gamë të gjerë modulesh konvertuesish të gatshëm dc-dc, si buck ashtu edhe përforcues. Një prej tyre është ky modul dc-dc step down.

Produkti ka karakteristikat e mëposhtme:

• Tensioni i hyrjes: 4V~35V
• Tensioni i daljes: 1.23V ~ 30V
• Rryma e daljes: 2A (nominale), 3A (maksimumi me ngrohësin)
• efikasiteti i konvertimit: 92%
• valëzim i daljes:< 30 мВ
• Frekuenca e konvertimit: 150 kHz
• diapazoni i funksionimit të temperaturës: - 45 ~ + 80 C (Tregues shumë të kushtëzuar)
• Madhësia e modulit: 43 * 21 * 14 mm.

E vetmja gjë që kërkohet përpara fillimit të funksionimit është të vendosni tensionin e kërkuar të daljes në gjendje boshe dhe ta kontrolloni atë nën ngarkesë.

Duhet të theksohet se voltazhi i hyrjes duhet të jetë së paku 1.5 V më i madh se tensioni i daljes. Nëse është e nevojshme, duke instaluar një radiator në çip dhe duke përdorur ftohje të detyruar, mund të arrini një rrymë dalëse prej 4.5 Amper. Sidoqoftë, kjo mënyrë funksionimi është ekstreme dhe për shkak të kostos së ulët të modulit, është më mirë të përdoren disa prej tyre paralelisht. Ashtu si në rastin e LM78XX, furnizimet me energji bipolare mund të ndërtohen bazuar në këto module.

Për ta bërë këtë, në vend të kondensatorit të hyrjes (C1, C2), stabilizuesve LM7805 (etj.) dhe kondensatorëve të daljes, duhet të instalohen modulet e monitoruara të uljes. Përveç karakteristikave të mësipërme, moduli ka mbrojtje të qarkut të shkurtër dhe temperaturës. Kur mikroqarku arrin një temperaturë prej 125 gradë Celsius, funksionimi i IC ndalon dhe rifillon vetëm pasi të ulet. Kështu, është shumë, shumë e vështirë të çaktivizosh modulin IC.

Në praktikën time, i përdora këto module për të fuqizuar karikuesit e baterive të litiumit (në lidhje me një kontrollues ngarkimi), radiot, mp3 player dhe LED të fuqishëm me kufizim të rrymës rezistente. Me një fjalë, fusha e aplikimit të modulit është mjaft e gjerë.

Për krahasim, së pari e fuqizova marrësin e radios nga një stabilizues i bazuar në LM7809 me një ndreqës rrjeti në një transformator, më pas zëvendësova qarkun LM7809 me këtë modul. Si rezultat, sfondi me frekuencë të ulët në altoparlant u zhduk. Fatkeqësisht, prodhuesi i modulit nuk instaloi një diodë mbrojtëse në hyrje për të parandaluar dështimin e qarkut si rezultat i ndryshimit të energjisë, por ju mund ta bëni këtë vetë. Sidomos për sitin - Nikolay Kondratyev, Donetsk

Diskutoni artikullin STOP CONVERTERS

1.2.1 Parimi i funksionimit dhe karakteristikat e rrymës-tensionit (volt-amper) të diodës

1.2.2. Llojet e diodave

1.3. Tranzistorë bipolarë

1.3.1. Parimi i funksionimit të një transistori.

1.3.2.Tension-tension statik i tranzistorit

1.4. Tranzistorë unipolarë (fushë-efekt).

1.4.1. Tranzistorë me efekt në terren me kryqëzim p-n.

1.4.2. MDP - transistorë.

1.5. Tiristorët

1.5.1. Klasifikimi i tiristorëve

1.5.2. Parimi i funksionimit të një tiristori diodë

1.5.3. Parimi i funksionimit të një tiristori triodësh.

2. Përforcues

2.1.Qëllimi dhe klasifikimi i amplifikatorëve

2.2. Parimi i ndërtimit të fazave të amplifikatorit.

2.3. Faza e amplifikatorit me emetues të përbashkët.

2.4. Përforcues shumëfazësh të lidhur me kondensator.

2.5. Përforcues fuqie.

2.5.1 Përforcuesi i fuqisë i klasës A me lidhje transformatori të ngarkesës (Figura 2.6)

2.5.2. Përforcues i fuqisë me shtytje (Figura 2.7)

2.6. Përforcuesit e reagimit

2.7. Përforcues DC (UPT)

2.8. Përforcues operacional (op-amps).

2.8.1. Përforcues përmbysës (Figura 2.19)

2.9.1. Krahasuesit. shkas Schmitt

2.9.2. Multivibratorë

2.9.3. Monostibratorët

3. Ndreqës

3.1. Ndreqës njëfazor i pakontrolluar me valë të plotë me dalje zero.

3.2.1. Funksionimi i një ndreqësi me një ngarkesë aktive-induktive.

3.2.2. Funksionimi i ndreqësit me ngarkesë aktive-kapacitive

3.3. Ndreqës i urës njëfazore

3.4. Ndreqës i urës me pikën zero të transformatorit

3.5. Ndreqës trefazor me terminal zero

3.6. Ndreqës urë trefazor

3.6. Ndreqës njëfazor i kontrolluar

4. Ndërrimi i tiristorëve me një funksionim

4.1. Nyje komutuese paralele.

4.2. Nyjet komutuese serike

5. Ndërrimi i konvertuesve DC-DC

5.1. Metodat e rregullimit të tensionit DC me puls

5.2. IPP me komutim paralel dhe një qark komutues i lidhur paralelisht me tiristorin e fuqisë

5.3. IPP me ndërrim serik

6. Invertorët.

6.1. Invertorët autonom të rrymës (AIT)

6.1.1. Inverter i rrymës paralele njëfazore.

6.1.2. Ait paralel trefazor

6.2. Inverterë autonome rezonante (ajër).

6.2.1. Ajri sekuencial

6.2.2. Seria e ajrit me dioda kundër.

6.3. Inverterë autonome të tensionit.

6.3.1. Një metodë për gjenerimin e tensionit të daljes së inverterit në formën e pulseve me polaritet të alternuar dhe kohëzgjatje të barabartë.

6.3.2. Metoda e gjerësisë së pulsit për gjenerimin dhe rregullimin e tensionit të daljes së inverterit.

6.3.2.1. Gjerësia me formën e lakores së tensionit të daljes në varësi të parametrave të ngarkesës.

6.3.2.2. Gjerësia me një formë të lakores së tensionit në dalje e pavarur nga parametrat e ngarkesës.

6.3.3. Formimi i një lakore të tensionit të daljes së inverterit me përmbajtje harmonike të reduktuar.

7. Optoelektronika

7.2. Fotodetektorë.

2. Fotodioda.

3. Fototransistorët (Figura 7.8).

4. Fototiristorë.

7.3. Udhëzues të dritës dhe optobashkues të thjeshtë

8. Teknologji dixhitale

8.1.Aksiomat, ligjet, identitetet dhe teoremat e algjebrës së logjikës

8.2. Elementet logjike të bazuara në dioda dhe transistorë bipolarë.

8.2.1. Elementi logjik ose.

8.2.2. Elementi logjik dhe.

8.2.3. Elementi logjik nuk është.

8.2.4. Element logjik ose jo.

8.2.5. Element logjik dhe jo.

8.3. Parametrat e elementeve logjike.

8.4.Elementet logjike të bazuara në transistorë me efekt në terren.

8.4.1. Elementi logjik nuk është.

8.4.2. Element logjik ose jo.

8.4.3 Elementi logjik dhe jo.

5. Ndërrimi i konvertuesve DC-DC

Figura 5.1

IPPN janë krijuar për të ndryshuar vlerën e tensionit të drejtpërdrejtë. Ato shërbejnë për furnizimin e ngarkesës me një tension konstant U N, të ndryshëm nga tensioni i burimit të energjisë E. Në këtë rast, ndonjëherë është e nevojshme të stabilizohet U n kur E dhe rryma e ngarkesës ndryshojnë ose ndryshojnë U n sipas një ligji të caktuar. pavarësisht nga E.

Tensioni i daljes i konvertuesve të tillë karakterizohet nga një sekuencë pulsesh drejtkëndëshe me kohëzgjatje t dhe një pauzë t p (Figura 5.1), amplituda e së cilës është afër E dhe vlera mesatare e tensionit të daljes U n.

Parimi i funksionimit të IPPN bazohet në mënyrën kryesore të funksionimit të pajisjes gjysmëpërçuese të kontrollit, e cila në mënyrë periodike lidh burimin e energjisë E me qarkun e daljes së konvertuesit.

5.1. Metodat e rregullimit të tensionit DC me puls

Rregullimi i tensionit të daljes së IPPN kryhet me metoda pulsi duke ndryshuar parametrat e sinjaleve të daljes. Metodat më të përdorura janë metodat me gjerësi pulsi, frekuencë pulsi dhe kombinimi i tyre.

Metoda e kontrollit të gjerësisë së pulsit (PWM) kryhet duke ndryshuar kohëzgjatjen (gjerësinë) e pulseve të daljes t dhe me një periudhë përsëritjeje konstante T=const;
. Vlera mesatare e tensionit të daljes së konvertuesit në WID:

, (5.1)

Ku
- koeficienti i rregullimit.

Në përputhje me këtë formulë, diapazoni i rregullimit të tensionit në dalje të IPPN me WID është nga zero (t dhe =0; γ=0) në E (t dhe =T; γ=1).

Figura 5.2

Rregullimi i frekuencës së pulsit (PFR) kryhet duke ndryshuar shkallën e përsëritjes së pulseve në dalje
me kohëzgjatjen e tyre konstante t dhe =const. Aftësitë rregulluese të konvertuesit karakterizohen nga raporti:
(5.2)

Tensioni i daljes E korrespondon me shpejtësinë maksimale të përsëritjes së pulsit të barabartë me , dhe tensioni i daljes zero
.

Përdorimi i kombinuar i SHIR dhe CHIR është të ndryshojë dy parametra të impulseve të daljes t dhe dhe dhe quhet i kombinuar.

Le të shqyrtojmë parimet më të zakonshme për ndërtimin e skemave IPP (Figura 5.2.a). Ne do të tregojmë në mënyrë konvencionale elementin rregullues në formën e një çelësi, funksioni i të cilit zakonisht kryhet nga një tiristor ose tranzistor i fuqisë. Qarku i daljes përfshin një ngarkesë Z n të një natyre aktive-induktive dhe, nëse është e nevojshme, një mbytës zbutës L f. Ndonjëherë përdoren filtra më kompleksë anti-aliasing, për shembull një filtër LC në formë L. Dioda VD 0 është projektuar për të krijuar një qark për rrjedhën e rrymës së ngarkesës kur çelësi K është i hapur.

Le të shqyrtojmë proceset që ndodhin në një konvertues të tillë. Në intervalet e gjendjes së ndezjes t 1 -t 2, t 3 -t 4, t 5 -t 6, voltazhi lidhet me hyrjen e filtrit zbutës, U out = E, dioda VD 0 është e mbyllur. Rryma i n rrjedh nëpër ngarkesë përgjatë qarkut (+E)-K- L f -Z n – (-E). Gjatë intervaleve të fikjes t 2 -t 3, t 4 -t 5, nuk ka lidhje midis qarkut të daljes dhe burimit të energjisë, por rryma përmes ngarkesës vazhdon. Mbështetet nga energjia e akumuluar nga elementët reaktivë - induktori L f dhe induktiviteti i ngarkesës L n dhe mbyllet përmes VD 0, si rezultat i së cilës U jashtë = 0. Pa marrë parasysh rëniet e tensionit në rezistencat aktive të induktorit L f dhe telave të furnizimit U n =U jashtë, përcaktohet nga vlera mesatare e U out (t) dhe gjendet duke përdorur formulat 4.1 dhe 4.2. Rryma i n përbëhet nga seksione të rritjes dhe rënies eksponenciale me një konstante kohore
. Rryma mesatare
.

Kur kaloni në fuqi të ngarkesës së lartë (mbi 100 kW), lindin vështirësi në ndërtimin e konvertuesve sipas skemës së konsideruar. Ato shkaktohen nga rrymat e larta dhe nevoja për të përdorur një numër të madh tiristorësh të lidhur paralelisht. Për më tepër, dizajni i një mbytjeje me induktivitet të lartë është i vështirë për t'u zbatuar. Gjeneratorët e furnizimit me energji me fuqi të lartë kryhen sipas parimit me shumë cikle, bazuar në lidhjen paralele të konvertuesve T-të ndarë që veprojnë në një ngarkesë të përbashkët nga një burim i përbashkët i rrymës direkte.

Ndërrimi i konvertuesit të tensionit të rritjes 12 24 220 dhe të tjerët…

Problemi i marrjes në një automjet të rëndë të tensionit të nevojshëm për të fuqizuar stacionet e radios, auto elektronikën dhe pajisjet e komunikimit (12-14 Volt) mund të zgjidhet në disa mënyra.

Më e thjeshta prej tyre është marrja e tensionit të kërkuar nga një bateri. Por pasojat e "eksperimenteve" të tilla janë të trishtueshme: pas një kohe bateria do të duhet të hidhet larg. Një mënyrë tjetër, "e civilizuar" është instalimi i një pajisjeje në makinë që do t'ju lejojë të merrni tensionin e nevojshëm pa dëmtuar sistemin standard elektrik të makinës. Aktualisht, prodhohen dy lloje të pajisjeve të ngjashme, thelbësisht të ndryshme nga njëra-tjetra.

Inxhinierët kanë një gamë të gjerë kontrolluesish të rregullatorit të tensionit për të zgjedhur nga furnizuesit kryesorë. Pajisjet moderne kanë kapërcyer kryesisht mangësitë kryesore të modeleve të vjetra, duke përdorur teknika të tilla si kontrolli i tensionit për modelet e kontrolluara nga tensioni dhe kompensimi i animit për modelet e kontrolluara në modalitetin aktual.

Rezultati i këtyre risive është se inxhinierët kanë një zgjedhje të gjerë të të dy llojeve të topologjive. Kontrollorët e kontrolluar nga tensioni rekomandohen kur variacione të gjera në ngarkesën e linjës ose në dalje janë të mundshme në prani të ngarkesave të ulëta në aplikime me zhurmë dhe kur kërkohen tensione të shumëfishta dalëse me rregullim të mirë të kryqëzuar.

Grupi i parë- Këta janë stabilizues (përshtatës) të tensionit linear. Thelbi i këtij lloji të stabilizimit është se tensioni "te tepërt" "mbetet" në elementin rregullues. Në këtë rast, rryma që rrjedh nga bateria (Iacc. Fig. 1) është e barabartë me rrymën që rrjedh në ngarkesën e dobishme (In. Fig. 1), dhe duke qenë se tensioni i hyrjes është dyfishi i tensionit të daljes, fuqia e konsumuar nga bateria është 2 herë më e lartë se fuqia e konsumuar nga ngarkesa e dobishme e ngarkesës, d.m.th. Efikasiteti i një stabilizuesi (përshtatësi) të tillë është 50% (dhe në realitet edhe më pak). Le të përpiqemi të zëvendësojmë numrat realë për qartësinë. Le të marrim rrymën e ngarkesës In = 20 Ampere.

Konvertuesit e pulsit Flyback dhe përpara

Pajisjet e modalitetit aktual rekomandohen për aplikime ku fuqia dalëse është me rrymë të lartë ose me tension të lartë, ku kërkohet përgjigja më e shpejtë ndaj një frekuence specifike, ku variacionet e tensionit të hyrjes janë të kufizuara dhe në aplikacionet ku kostoja dhe numri i komponentëve duhet të mbahet në një minimale.

Rritja e prodhimit të energjisë

Më lejoni të përcjell në këtë faqe pikat kryesore të asaj që ishte teza ime kryesore. Puna e plotë është gjithmonë e disponueshme për shkarkim. Lloji i zgjedhur në këtë rast është i treti, që do të thotë se do të funksionojë vetëm me vlerën efektive të tensionit që pajisja furnizon për të marrë rregullimin e sasisë që dëshironi të kontrolloni. Motivi kryesor është thjeshtësia e projektimit dhe ndërtimit, e cila gjithashtu çon në efikasitet të madh ekonomik të zgjidhjes.

Rakk. = Iacc. x Uacc. = 20 A x 28 V = 560 Watt

Rn. = Në. x Un. = 20 A x 14 V = 280 Watt

Dallimi në këto fuqi (280 watts) lëshohet në formën e nxehtësisë, duke ngrohur radiatorin e stabilizatorit. Për të shpërndarë një fuqi të tillë për një periudhë të gjatë kohore, nevojitet një radiator i madh. Në realitet, këta stabilizues (përshtatës) bëhen në radiatorë shumë më të vegjël, që do të thotë se nëse prodhuesi deklaron se rryma maksimale e stabilizatorit është 20 Amper, atëherë funksionimi i vazhdueshëm i stabilizatorit do të jetë i mundur me një rrymë prej 6-7 Amper. , jo më. Këta konvertues janë optimalë për fuqizimin e stacioneve radio dhe pajisjeve audio sepse... Këto pajisje konsumojnë rrymë maksimale vetëm për një kohë të shkurtër.

Rregullimi i pjesës së sinjalit të fuqisë që arrin ngarkesën; kjo është ajo që bëjnë konvertuesit e këndit fazor. Në të dyja rastet, tensioni zbritet pjesërisht, nga i cili lind termi "transformim i pjesshëm", i cili identifikon pa dallim të dy llojet. Këtu tregohet një diagram qarku që është po aq i vlefshëm për të dy llojet. Siç do të jetë e qartë, pjesëzimi i tensionit kryhet nga një ose më shumë pajisje të fuqisë gjysmëpërçuese, të cilat, ndërmjet furnizimit dhe ngarkesës, furnizojnë dhe shkëputin tensionin me këtë të fundit.

Grupi i dytë është pajisjet e pulsit. Dallimi themelor midis qarkut komutues është se ju lejon të merrni furnizime me energji elektrike me efikasitet të lartë, deri në 90%. Në konvertues të tillë, voltazhi "shtesë" nuk shpërndahet në formën e nxehtësisë, por shndërrohet në rrymë "shtesë" në dalje. Nga ana tjetër, pajisjet e pulsit mund të ndahen në dy nëngrupe:

Zgjedhja e një strategjie kontrolli

Ngarkesa lidhet sapo pulsi godet portën e dy tiristorëve. Pasi pulsi ndalet, ngarkesa fiket automatikisht sapo tensioni të ndryshojë polaritetin. Meqenëse ky nuk është rasti ynë, ne fokusohemi në kontrollin e këndit fazor. Zgjedhja e strategjisë së kontrollit është kritike për performancën përfundimtare. Kjo strategji në fakt mund t'i japë rregullatorit aftësinë për të drejtuar ngarkesat rezistente në mënyrë të shkëlqyeshme, por është plotësisht e padobishme nëse ngarkesa përmban përbërës induktivë.

• stabilizues të tensionit të pulsit / efikasitet deri në 90%
• konvertuesit e tensionit të pulsit (furnizimi me energji elektrike) / efikasiteti deri në 80%

Një tipar dallues i konvertuesve të pulsit është izolimi galvanik i tensioneve hyrëse dhe dalëse (d.m.th. ato përmbajnë një transformator), i cili eliminon edhe mundësinë teorike që tensioni i hyrjes të arrijë në dalje në rast të ndonjë mosfunksionimi të vetë konvertuesit.

Për të kuptuar më mirë problemet që lidhen me këtë lloj ngarkese, merrni parasysh diagramin e mësipërm. Siç është përmendur tashmë, vetëm portat e dy tiristorëve ushqehen në sinjalin e këmbëzës, njëri prej të cilëve fillon të funksionojë dhe rryma gjenerohet në qark. Këndi i lëshimit do të shënohet me α. Në fund të këtij gjysmë cikli, një sinjal i ri shkas do të shfaqet sërish pas këndit α dhe cikli do të përsëritet. Dallimi midis këndit të shuarjes dhe këndit të shkrepjes do të shënohet me δ dhe do të jetë këndi i përcjelljes. Në rastin e një ngarkese induktive, situata ndryshon: supozoni tiristorin T1. ndizet gjatë gjysmëvalës pozitive dhe më pas kalon të gjithë rrymën e ngarkesës.

Baza dhe qarku modern i elementeve kanë bërë të mundur krijimin e konvertuesve të pulsit dhe stabilizuesve të tensionit që ofrojnë:

1. Funksionimi afatgjatë me rrymën maksimale të ngarkesës.
2. Rregullimi automatik i fuqisë dalëse (nuk duhet të shqetësoheni për mbingarkesat, madje edhe qarqet e shkurtra). Vetë sistemi i kufizimit të fuqisë do të zbulojë mbingarkesën dhe do të kufizojë fuqinë dalëse në një nivel të sigurt.
3. Për shkak të efikasitetit të lartë, sigurohen kushte normale termike dhe, si rezultat, besueshmëri e lartë dhe dimensione të vogla.
4. Fuqia e konsumuar nga bateria është vetëm 10-15% më shumë se sa konsumon ngarkesa.
5. Prania e izolimit galvanik të tensioneve hyrëse dhe dalëse në konvertues (d.m.th. ai përmban një transformator) eliminon edhe mundësinë teorike që tensioni i hyrjes të arrijë në dalje. Një kufizues i fuqishëm dhe shumë efikas i tensionit është instaluar në stabilizues.
6. Ndoshta e vetmja pengesë e pajisjeve pulsuese është ndërhyrja e mundshme e radios, niveli i tyre varet nga prodhuesi (kostoja) e konvertuesit. Konvertuesit e lirë nuk rekomandohen për fuqizimin e stacioneve dhe marrësve të radios.

Konvertuesi i tensionit komutues

Për të transformuar tensionin nga një nivel në tjetrin, përdoren konvertuesit pulsues të tensionit DC, të cilët përdorin pajisje ruajtëse induktive. Në konvertues të tillë, fuqia dalëse rregullohet duke ndryshuar intervalin kohor të ekspozimit ndaj ngarkesës në një nga dy mënyrat:

Për shkak të pranisë së komponentit induktiv T1, ai nuk do të ndërpritet nga kalimi i tensionit në zero, pas së cilës voltazhi do të marrë një vlerë negative. Në vend të kësaj, ajo do të shkojë në gjendjen "Off" kur rryma që kalon nëpër të anulohet dhe format e valës tregohen në figurën më poshtë djathtas. Ky fakt përfshin asimetrinë e formës valore plus një vlerë të tensionit që nuk është e dëshiruar. Ky disavantazh kapërcehet duke përdorur një strategji kontrolli që eksiton portën e tiristorëve me një puls të gjatë. kjo ka disavantazhin më të vogël: në fakt, sinjalet e vazhdueshme të portës rezultojnë në humbje më të mëdha dhe kërkojnë rrymë më të lartë.

Frekuenca e pulsit;

Gjerësia e pulsit.

Parimi i funksionimit të një konverteri të tensionit të rritjes së pulsit është të krijojë një modalitet transistor gjatë të cilit i gjithë qarku i furnizimit me energji elektrike në ngarkesë do të ndërpritet periodikisht. Kështu, konverteri i pulsit 24 12 ju lejon të thjeshtoni luhatjet në kohëzgjatjen e pulseve të daljes me periudhën e tyre të pandryshuar të ndryshimit. Një konvertues i tensionit të pulsit me një cikël mund të funksionojë në një gamë fuqie nga 0 në 100 W. Nëse kërkohet një pajisje me fuqi më të madhe, atëherë përdoret një konvertues i tensionit të pulsit me shumë cikle.

Kjo është e qartë kur pilotoni një portë me një udhëtim të shkurtër impuls. Strategjia më pas bëhet si vijon. Një kolonë pulsesh krijohet pranë kanalit të furnizimit për zero. Një sekuencë e dytë e pulsit gjenerohet dhe vonohet nga një kënd i barabartë me α π për të operuar sërish portën.

Dizajni maksimal i qarkut

Cikli përsëritet dhe pas një faze të shkurtër tranzicioni gjatë së cilës nuk ka simetri të përsosur, operimi kalon në sistem për të siguruar fuqinë e duhur të ngarkesës. Në shumicën e aplikacioneve, diapazoni i akordimit nuk do të ndryshojë nga 0% në 100%, por do të fillojë me një vlerë më të lartë, si p.sh. 30%; kjo ka të bëjë me nevojat e përdoruesit si dhe kufizimet e vendosura nga skema e përdoruesit. E para do të përdoret për të rregulluar këndin α dhe për rrjedhojë vlerën efektive të , ndërsa e dyta do të rregullojë pragun minimal.

Ulja e tensionit DC. Si funksionon një konvertues i tensionit në ulje? Ku përdoret? Përshkrimi i parimit të funksionimit. Udhëzime hap pas hapi të projektimit (10+)

Konvertuesi i tensionit të pulsit në ulje. Dizajn. Llogaritja

Për të reduktuar tensionin DC me humbje minimale dhe për të marrë një dalje të stabilizuar, përdoret qasja e mëposhtme. Tensioni i drejtpërdrejtë shndërrohet në impulse të ciklit të funksionimit të ndryshueshëm. Këto impulse më pas kalohen përmes një induktori. Energjia ruhet në një kondensator ruajtjeje. Feedback-u monitoron qëndrueshmërinë e tensionit të daljes dhe për këtë qëllim rregullon ciklin e punës së impulseve.

Ai do të kalibrohet për përdorim të parë sipas ngarkesës që do të dërgojë. Figura më poshtë tregon një qark shkarkimi të kondensatorit i cili synon të shkarkojë ngarkesën e mbetur të grumbulluar në kondensator në fund të çdo gjysmë tensioni të furnizimit.

Konvertuesi përpara duke përdorur një transformator pulsi jo të ngopshëm

Figura më poshtë tregon funksionimin e këtij qarku; Kur voltazhi kalon në 0, ngarkesa e mbetur në kondensator polarizon drejtpërdrejt dy dioda në të njëjtën kohë, duke krijuar një qark që shkarkon tensionin e mbetur përmes dy rezistorëve. Qarku ka kufirin e vet për shkak të tensionit të pragut të dy diodave: kur tensioni bie në 4 V, ato ndërpriten. Kështu, rezulton se gjithmonë do të ketë një tension minimal.

Nëse nuk ka nevojë për të zvogëluar humbjet, atëherë përdoret një stabilizues i vazhdueshëm i serisë.

Parimi i funksionimit të një konverteri të tensionit në rënie bazohet në vetinë e një induktori (mbytëse) për të grumbulluar energji. Akumulimi i energjisë manifestohet në faktin se rryma përmes induktorit duket se ka inerci. Kjo do të thotë, nuk mund të ndryshojë menjëherë. Nëse aplikohet një tension në spirale, rryma do të rritet gradualisht nëse aplikohet një tension i kundërt, rryma do të ulet gradualisht;

Sido që të jetë, një qark mbrojtës nga mbirryma është instaluar për të mbrojtur kontrolluesin kur bëhet fjalë për funksionimin në situata stresuese. Qëllimi i këtij qarku është të ndërpresë furnizimin me energji të rregullatorit, duke e mbrojtur atë nga dëmtimi dhe tensioni i tepruar. Qarku është i ndarë në dy pjesë: e para është përshtatja e tensionit të rrjetit prej 230 V, duke alternuar me 12 tensione të vazhdueshme të nevojshme për të fuqizuar rele, ventilator dhe qark matës.

Ventilatori dhe pjesa e dytë e sistemit të mbrojtjes janë të lidhura me daljen. Termistori ndryshon tolerancën e tij ndaj ndryshimeve të temperaturës, ndërsa prerësi fillimisht kalibrohet në varësi të temperaturës që konsiderohet kritike për pajisjen. Në fund të fundit, qarku përfundimtar tregohet këtu në anën. Mund të argumentohet se në këtë mënyrë është e mundur të rregullohet këndi midis π dhe 2π dhe kështu të merret një formë vale asimetrike. Për një transformator, rryma maksimale e absorbuar nga qarqet 12 V vlerësohet të jetë 215 mA.

Këtu është një përzgjedhje e materialeve për vëmendjen tuaj: Në diagram shohim se njësia e kontrollit D1 në varësi të tensionit nëpër kondensator C2 mbyll dhe hap çelësin e rrymës. Për më tepër, sa më i lartë të jetë voltazhi C2, sa më e shkurtër të jetë koha për të cilën mbyllet çelësi, domethënë, aq më i ulët është cikli i punës (aq më i madh është cikli i punës). Nëse tensioni nëpër kondensator C2 tejkalon një vlerë të caktuar, atëherë çelësi ndalon mbylljen fare derisa të bjerë tensioni. Mënyra se si funksionon ky qark kontrolli përshkruhet në artikullin mbi modulimin e gjerësisë së pulsit. Më pas do të zgjidhet kuverta 50V 1A. Releja do të jetë me një ndërprerës 12V, me një rrymë kontakti prej 10A. Nëse keni nevojë të mobilizoni pajisje celulare jashtë kuajve të civilizuar, nga makina, me siguri keni një problem pas një udhëtimi ditor për të marrë energji për bateritë tuaja. Nëse kuptojmë se duhet të përdoret shpina, atëherë është e qartë se duhet t'i kushtojmë vëmendje rëndësisë dhe efektivitetit të energjisë tërthore. Kështu, harrojmë bateritë e rënda - madje edhe të lira me acid plumbi, me një stabilizues linear shumë të thjeshtë - efikasiteti i tyre i konvertimit të energjisë është shumë i ulët. Vlera e parë, nga ana tjetër, është e vogël për t'u ndryshuar pasi burimet lineare zakonisht kërkojnë dallime midis hyrjes dhe daljes, zakonisht të barabarta me 5 deri në 3 volt. Kur çelësi i energjisë është i mbyllur, rryma rrjedh përgjatë rrugës S1. Në këtë rast, një tension i barabartë me diferencën midis tensionit të hyrjes dhe daljes aplikohet në induktor. Rryma përmes spirales rritet në proporcion me tensionin e aplikuar në spirale dhe kohën për të cilën çelësi është i mbyllur. Spiralja ruan energjinë. Rryma rrjedhëse ngarkon kondensatorin C2. Pra, nëse doni të krijoni burime 5V, një bateri 6V nuk do të funksionojë. Për më tepër, duhet të prisni që bateria të zbrazet. Dizajni është me të vërtetë i thjeshtë, me komponentë minimalë dhe mund të trajtohet vërtet nga kushdo. Sidoqoftë, efektiviteti i këtij stabilizuesi varet nga ndryshimi midis tensioneve të hyrjes dhe daljes dhe rrymës kaluese. Strukturisht, sa më i theksuar të jetë diferenca e rezistencës në hyrje dhe dalje të stabilizatorit, aq më i ulët është efikasiteti dhe sa më e madhe sasia e energjisë, ajo lëshohet në hapësirë ​​si nxehtësia. Një shembull i qarqeve të tranzistorit të fazave të daljes së konvertuesve të mbytjes Efikasiteti është rreth 30% - kjo varet nga ndryshimi në tension. Problemi me rregullatorët linearë është zakonisht nevoja për një ndryshim më të madh midis tensioneve hyrëse dhe dalëse. Ato ofrojnë disa avantazhe të rëndësishme mbi burimet lineare - efikasitet më të lartë të energjisë, tensione më të larta hyrëse, transformatorë më të mëdhenj dhe më e rëndësishmja, pa shkop. Gjenerata e parë e resurseve komutuese të përdorura në vendin tonë ndër vite u ndërtuan në krahasim me qarqet e kohëve të mëparshme dhe tani ka një numër të madh qarqesh të integruara të specializuara për këto qëllime. Kur çelësi i energjisë është i hapur, rryma rrjedh përgjatë rrugës S2 përmes një diode. Një tension në dalje me shenjën e kundërt aplikohet në induktor. Rryma përmes spirales zvogëlohet në proporcion me tensionin e aplikuar në spirale dhe kohën kur çelësi është i hapur. Rryma që rrjedh ende e ngarkon kondensatorin C2. Kur kondensatori C2 ngarkohet, çelësi ndalon mbylljen dhe kondensatori ndalon së ngarkuari. Çelësi do të fillojë të mbyllet përsëri kur kondensatori C2 do të shkarkohet pak nën ngarkesë. Pas përpilimit, 12 anëtarët kishin një burim të përbashkët të vështirë për të punuar. Të metat. Në një hapësirë ​​relativisht të madhe të mbyllur, kapaciteti që rezulton është i pamjaftueshëm për të lidhur njëkohësisht ndriçimin. Një tjetër disavantazh është çmimi më i lartë i blerjes. Ju mund të lidhni një "burim" të tillë brenda pak minutash, por ai ka disa disavantazhe të mëdha. Nëse përdorni më shumë bateri, duhet të kujdeseni që të stabilizoni tensionin edhe kur bateritë janë duke u mbaruar. Çmimi ishte vërtet mjaft i arsyeshëm. Më në fund, si gjithmonë, ajo vendosi të "përbuzë" prodhimin aziatik. Kondensator C1është e nevojshme për të zvogëluar valëzimin e rrymës në qarkun e hyrjes, për të zgjedhur prej tij jo rrymën pulsuese, por mesataren. Avantazhet, disavantazhet, zbatueshmëria Humbjet e energjisë varen drejtpërdrejt nga raporti i tensioneve hyrëse dhe dalëse. Pra, një konvertues buck teorikisht mund të gjenerojë një rrymë të madhe dalëse në një tension të ulët nga një rrymë e vogël hyrëse, por një tension i madh, por ne do të duhet të ndërpresim rrymën e madhe në një tension të lartë, gjë që garanton humbje të larta komutimi. Pra, konvertuesit e uljes përdoren nëse voltazhi i hyrjes është 1.5 - 4 herë më i madh se tensioni i daljes, por ata përpiqen të mos i përdorin nëse diferenca është më e madhe. Bateri origjinale për videokamera Pas blerjes funksionon pa probleme. Është interesante se bateritë "kineze" ndryshojnë nga njëra-tjetra për shkak të kapacitetit dhe fuqisë së tyre. Duke lidhur disa komponentë të jashtëm, mund të krijoni një furnizim shumë të mirë me energji elektrike. Nëse keni nevojë për më shumë rrymë dalëse, nuk është problem ta rrisni atë me një tranzistor shtesë të fuqisë. Për qëllimet tona kjo vlerë është e mjaftueshme. Ndërtimi, rilindja dhe zia e një murgu Një efekt dytësor i efikasitetit më të lartë është se një burim i tillë nuk shkrihet dhe është shumë i ftohtë për t'u përdorur. Në fillim nuk kisha përvojë me furnizimin me energji elektrike ose baterinë. Për të shmangur nevojën për të tërhequr një metër tjetër në fushë, versioni i parë i voltmetrit të panelit. Le të analizojmë procesin e projektimit dhe llogaritjes së një konverteri në rënie dhe ta testojmë atë me shembuj. Në fund të artikullit do të ketë një formular në të cilin mund të plotësoni parametrat e nevojshëm të burimit, të kryeni llogaritjen në internet dhe të merrni emërtimet e të gjithë elementëve. Për shembull, merrni diagramet e mëposhtme: Skema 1 Skema 2 Një nga problemet me konvertuesit e uljes është vështirësia e kontrollit të çelësit të energjisë, pasi emetuesi (burimi) i tij zakonisht nuk është i lidhur me telin e përbashkët. Më tej do të shqyrtojmë disa opsione për zgjidhjen e këtij problemi. Tani për tani, le të përqendrohemi në përfshirjen disi jo standarde të një mikrocirkuit - një kontrollues PWM. Ne përdorim çipin 1156EU3. Faza e daljes së këtij mikroqarku është bërë sipas një qarku klasik shtytës-tërheqës. Pika e mesme e kësaj kaskade është e lidhur me këmbën 14, emituesi i krahut të poshtëm është i lidhur me telin e përbashkët (këmba 10), kolektori i krahut të sipërm është i lidhur me këmbën 13. Ne do të lidhim këmbën 14 me telin e përbashkët përmes një rezistencë dhe lidhni këmbën 13 me bazën e tranzistorit kyç. Kur krahu i sipërm i fazës së daljes është i hapur (kjo korrespondon me furnizimin e një tensioni të portës në dalje), rryma rrjedh nëpër kryqëzimin e emetuesit të tranzistorit VT2, këmbën 13, krahun e sipërm të fazës së daljes, këmbën 14, rezistencën R6. Kjo rrymë zhbllokon tranzistorin VT2. Në lidhje me këtë, mund të përdoren gjithashtu kontrollorë me një emetues të hapur në dalje. Këta kontrollorë nuk kanë një krah të poshtëm. Por ne nuk kemi nevojë për të. Qarku ynë përdor një tranzistor të fuqishëm bipolar si një çelës energjie. Lexoni më shumë rreth funksionimit të një tranzistori bipolar si një çelës energjie. Një tranzistor i përbërë mund të përdoret si një çelës energjie për të zvogëluar ngarkesën në kontrollues. Megjithatë, tensioni i ngopjes kolektor-emetues i një tranzistori të përbërë është disa herë më i madh se ai i një të vetme. Artikulli mbi tranzistorin e përbërë përshkruan se si të llogaritet ky tension. Nëse jeni duke përdorur një transistor të përbërë, atëherë në formularin e llogaritjes në fund të artikullit, tregoni pikërisht këtë tension si tensionin e ngopjes së kolektorit - emetuesit VT2. Sa më i lartë të jetë tensioni i ngopjes, aq më të larta janë humbjet, kështu që me një transistor të përbërë humbjet do të jenë shumë herë më të mëdha. Por ka një zgjidhje. Kjo do të përshkruhet më tej në seksionin mbi kontrollorët me fuqi të ulët. Ekziston një tension në dalje. Nga cilat elementë varet? Do të jem gjithashtu shumë mirënjohës nëse mund të më thoni se si të llogaris saktë parametrat e një konverteri zbritës 100V në 28V 1000 Watt. Faleminderit shume paraprakisht. Përshkrimi dhe parametrat e MOC3061, MOC3062, MOC3063. Aplikimi në qarqet e tiristorit... Si të dizajnoni një konvertues pulsi invertues. Si te zgjidhni frekuencat... Mikrokontrolluesit. Hartimi i programit. Mjetet e projektimit skematik... Si dhe me çfarë ndihme të programohen dhe korrigjohen mikrokontrolluesit, të dizajnohen...

Ulja e tensionit DC. Si funksionon një konvertues i tensionit në ulje? Ku përdoret? Përshkrimi i parimit të funksionimit. Udhëzime hap pas hapi të projektimit (10+)

Konvertuesi i tensionit të pulsit në ulje. Dizajn. Llogaritja

Për të reduktuar tensionin DC me humbje minimale dhe për të marrë një dalje të stabilizuar, përdoret qasja e mëposhtme. Tensioni i drejtpërdrejtë shndërrohet në impulse të ciklit të funksionimit të ndryshueshëm. Këto impulse më pas kalohen përmes një induktori. Energjia ruhet në një kondensator ruajtjeje. Feedback-u monitoron qëndrueshmërinë e tensionit të daljes dhe për këtë qëllim rregullon ciklin e punës së impulseve.

Nëse nuk ka nevojë për të zvogëluar humbjet, atëherë përdoret një stabilizues i vazhdueshëm i serisë.

Parimi i funksionimit të një konverteri të tensionit në rënie bazohet në vetinë e një induktori (mbytëse) për të grumbulluar energji. Akumulimi i energjisë manifestohet në faktin se rryma përmes induktorit duket se ka inerci. Kjo do të thotë, nuk mund të ndryshojë menjëherë. Nëse aplikohet një tension në spirale, rryma do të rritet gradualisht nëse aplikohet një tension i kundërt, rryma do të ulet gradualisht;

Këtu është një përzgjedhje e materialeve për vëmendjen tuaj: Në diagram shohim se njësia e kontrollit D1 në varësi të tensionit nëpër kondensator C2 mbyll dhe hap çelësin e rrymës. Për më tepër, sa më i lartë të jetë voltazhi C2, sa më e shkurtër të jetë koha për të cilën mbyllet çelësi, domethënë, aq më i ulët është cikli i punës (aq më i madh është cikli i punës). Nëse tensioni nëpër kondensator C2 tejkalon një vlerë të caktuar, atëherë çelësi ndalon mbylljen fare derisa të bjerë tensioni. Mënyra se si funksionon ky qark kontrolli përshkruhet në artikullin mbi modulimin e gjerësisë së pulsit. Kur çelësi i energjisë është i mbyllur, rryma rrjedh përgjatë rrugës S1. Në këtë rast, një tension i barabartë me diferencën midis tensionit të hyrjes dhe daljes aplikohet në induktor. Rryma përmes spirales rritet në proporcion me tensionin e aplikuar në spirale dhe kohën për të cilën çelësi është i mbyllur. Spiralja ruan energjinë. Rryma rrjedhëse ngarkon kondensatorin C2. Kur çelësi i energjisë është i hapur, rryma rrjedh përgjatë rrugës S2 përmes një diode. Një tension në dalje me shenjën e kundërt aplikohet në induktor. Rryma përmes spirales zvogëlohet në proporcion me tensionin e aplikuar në spirale dhe kohën kur çelësi është i hapur. Rryma që rrjedh ende e ngarkon kondensatorin C2. Kur kondensatori C2 ngarkohet, çelësi ndalon mbylljen dhe kondensatori ndalon së ngarkuari. Çelësi do të fillojë të mbyllet përsëri kur kondensatori C2 do të shkarkohet pak nën ngarkesë. Kondensator C1është e nevojshme për të zvogëluar valëzimin e rrymës në qarkun e hyrjes, për të zgjedhur prej tij jo rrymën pulsuese, por mesataren. Avantazhet, disavantazhet, zbatueshmëria Humbjet e energjisë varen drejtpërdrejt nga raporti i tensioneve hyrëse dhe dalëse. Pra, një konvertues buck teorikisht mund të gjenerojë një rrymë të madhe dalëse në një tension të ulët nga një rrymë e vogël hyrëse, por një tension i madh, por ne do të duhet të ndërpresim rrymën e madhe në një tension të lartë, gjë që garanton humbje të larta komutimi. Pra, konvertuesit e uljes përdoren nëse voltazhi i hyrjes është 1.5 - 4 herë më i madh se tensioni i daljes, por ata përpiqen të mos i përdorin nëse diferenca është më e madhe. Le të analizojmë procesin e projektimit dhe llogaritjes së një konverteri në rënie dhe ta testojmë atë me shembuj. Në fund të artikullit do të ketë një formular në të cilin mund të plotësoni parametrat e nevojshëm të burimit, të kryeni llogaritjen në internet dhe të merrni emërtimet e të gjithë elementëve. Për shembull, merrni diagramet e mëposhtme: Skema 1 Skema 2 Një nga problemet me konvertuesit e uljes është vështirësia e kontrollit të çelësit të energjisë, pasi emetuesi (burimi) i tij zakonisht nuk është i lidhur me telin e përbashkët. Më tej do të shqyrtojmë disa opsione për zgjidhjen e këtij problemi. Tani për tani, le të përqendrohemi në përfshirjen disi jo standarde të një mikrocirkuit - një kontrollues PWM. Ne përdorim çipin 1156EU3. Faza e daljes së këtij mikroqarku është bërë sipas një qarku klasik shtytës-tërheqës. Pika e mesme e kësaj kaskade është e lidhur me këmbën 14, emituesi i krahut të poshtëm është i lidhur me telin e përbashkët (këmba 10), kolektori i krahut të sipërm është i lidhur me këmbën 13. Ne do të lidhim këmbën 14 me telin e përbashkët përmes një rezistencë dhe lidhni këmbën 13 me bazën e tranzistorit kyç. Kur krahu i sipërm i fazës së daljes është i hapur (kjo korrespondon me furnizimin e një tensioni të portës në dalje), rryma rrjedh nëpër kryqëzimin e emetuesit të tranzistorit VT2, këmbën 13, krahun e sipërm të fazës së daljes, këmbën 14, rezistencën R6. Kjo rrymë zhbllokon tranzistorin VT2. Në lidhje me këtë, mund të përdoren gjithashtu kontrollorë me një emetues të hapur në dalje. Këta kontrollorë nuk kanë një krah të poshtëm. Por ne nuk kemi nevojë për të. Qarku ynë përdor një tranzistor të fuqishëm bipolar si një çelës energjie. Lexoni më shumë rreth funksionimit të një tranzistori bipolar si një çelës energjie. Ju mund të përdorni një tranzistor të përbërë si një çelës energjie për të zvogëluar ngarkesën në kontrollues. Sidoqoftë, voltazhi i ngopjes së kolektorit-emetuesit të një tranzistori të përbërë është disa herë më i madh se ai i një të vetme. Artikulli mbi tranzistorin e përbërë përshkruan se si të llogaritet ky tension. Nëse jeni duke përdorur një transistor të përbërë, atëherë në formularin e llogaritjes në fund të artikullit, tregoni pikërisht këtë tension si tensionin e ngopjes së kolektorit - emetuesit VT2. Sa më i lartë të jetë tensioni i ngopjes, aq më të larta janë humbjet, kështu që me një transistor të përbërë humbjet do të jenë shumë herë më të mëdha. Por ka një zgjidhje. Kjo do të përshkruhet më tej në seksionin mbi kontrollorët me fuqi të ulët. Për fat të keq, gabimet gjenden periodikisht në artikuj, ato korrigjohen, artikujt plotësohen, zhvillohen dhe përgatiten të rinj. Si funksionon një rregullator i tensionit të urës? Ku përdoret? Përshkrimi i... Konvertuesi i tensionit të stabilizuar me ndërprerje gjysmë urë,... Konvertuesi i tensionit të rrjetit me gjysmë urë. Skema, llogaritja online. Formulari për ju... Praktika e projektimit të qarkut elektronik. Tutorial elektronik.... Arti i zhvillimit të pajisjes. Baza elementare e radio elektronikës. Skema tipike.... Konvertuesi i tensionit të pulsit të rritjes. Çelësi i energjisë - bipolar... Si të dizenjoni një furnizim me energji komutuese përforcuese. Si te zgjidhni nje te fuqishem... Transformator pulsi i fuqishëm i fuqishëm. Llogaritja. Llogaritni. Online. O... Llogaritja online e transformatorit të pulsit të fuqisë.... Kontrollimi i induktorit, induktorit, transformatorit, dredha-dredha, elektrike... Si të kontrolloni induktorin, mbështjelljet e transformatorit, induktorët, elektrike... Zhvillimi i furnizimeve me energji elektrike dhe konvertuesve të tensionit. Skema tipike. Shënim...

RREGULLATORËT E TENSIONIT PULSI

1. Hyrje

2. Rregullatorët e Ndërrimit Buck

3. Rritja e rregullatorëve të ndërrimit

4. Rregullatori i ndërrimit përmbysës

6. Përfundime

1. Hyrje

Furnizimet dytësore të energjisë të ndërtuara sipas skemës tradicionale (transformator, ndreqës, filtër zbutës dhe stabilizues) janë të thjeshta në dizajn dhe kanë një nivel të ulët të rrezatimit elektromagnetik. Megjithatë, ato shpërndajnë fuqi të konsiderueshme dhe kanë masë dhe dimensione të mëdha. Dimensionet e mëdha të burimeve të tilla janë për shkak të faktit se voltazhi i furnizimit ka një frekuencë të ulët - 50 Hz. Kjo çon në nevojën e përdorimit të transformatorëve me një seksion kryq të madh të bërthamës magnetike dhe përdorimin e kondensatorëve të mëdhenj në filtrat zbutës.

Këto disavantazhe janë gjithashtu tipike për stabilizuesit linearë të diskutuar në leksionin e mëparshëm. Në veçanti, efikasiteti i stabilizuesve të tillë shpesh nuk kalon 50%. Vlerat e ulëta të efikasitetit të stabilizuesve linearë janë kryesisht për shkak të faktit se fuqia e shpërndarë nga transistori i kontrollit rezulton të jetë mjaft i madh, veçanërisht kur stabilizoni tensione të ulëta.

Efikasitet dukshëm më i madh sigurohet nga qarqet në të cilat elementi rregullues është një ndërprerës (çelës), i cili, me një periudhë të caktuar përsëritjeje T, kalon nga një gjendje e mbyllur në një gjendje të hapur dhe mbrapa. Transistorët bipolarë ose MOS përdoren si ndërprerës. Raporti i kohës së gjendjes së hapur (të mbyllur) të çelësit me periudhën e përsëritjes T mund të rregullohet. Duke ndryshuar këtë raport, ne mund të rregullojmë gjerësisht tensionin mesatar në të gjithë ngarkesën. Kjo metodë kontrolli quhet modulim i gjerësisë së pulsit (modulimi i gjerësisë së pulsit - PWM). Një filtër me kalim të ulët është i lidhur në seri me çelësin, duke zbutur valëzimin e tensionit të daljes në një vlerë të pranueshme. Qarqe të tilla quhen rregullatorë komutues.

Komponentët kryesorë të furnizimit me energji komutuese janë mbytjet, kondensatorët, çelsat e kontrolluar dhe transformatorët. Të gjithë këta komponentë kanë humbje të ulëta, në mënyrë ideale të barabarta me zero. Nëse rezistenca e ndërprerësit në gjendje të mbyllur është e ulët, atëherë efikasiteti i burimit të pulsuar mund të arrijë 90% ose më shumë. Humbjet e energjisë në një tranzistor të përdorur si ndërprerës ndodhin kryesisht gjatë intervalit të ndërrimit dhe përcaktohen nga kohëzgjatja e këtij intervali. Prandaj, sa më të mira të jenë vetitë e frekuencës së transistorit, aq më i lartë është efikasiteti i rregullatorit të kalimit.

Le të rendisim avantazhet kryesore të IVEP pulsuese.

1. Efikasitet i lartë.

2. Pesha dhe dimensionet e vogla.

3. Mundësia e marrjes së një tensioni në dalje më të lartë se hyrja (rregullatorët e rritjes).

Burimet e pulsit të furnizimit me energji sekondare bënë të mundur kalimin nga shndërrimi i energjisë elektrike në frekuenca të ulëta në funksionimin në frekuencat prej dhjetëra dhe qindra kilohertz. Kjo bëri të mundur reduktimin e ndjeshëm të madhësisë dhe peshës së transformatorëve dhe filtrave zbutës. Shfaqja e transistorëve të fuqishëm të tensionit të lartë dhe materialeve me humbje të ulët për bërthamat magnetike të transformatorëve me frekuencë të lartë ka bërë të mundur krijimin e burimeve pulsuese me një hyrje pa transformator. Me një fuqi dalëse prej 100 W, burime të tilla mund të kenë një fuqi specifike që tejkalon 200 W/dm2, ndërsa për PVEP tradicionale kjo shifër nuk i kalon 20 W/dm2.

Le të tregojmë disavantazhet kryesore të burimeve pulsuese.

1. Tensionet dhe rrymat kanë natyrë pulsuese. Kjo mund të rezultojë në ndërhyrje me frekuencë të lartë në ngarkesë dhe në rrjetin e jashtëm. Për të reduktuar nivelin e ndërhyrjes, është e nevojshme të përdorni filtra anti-aliasing, mbrojtje të kujdesshme, etj.

2. Rregullatori komutues dhe qarku i kontrollit të komutatorit formojnë një sistem reagimi. Kërkohen masa të veçanta për të siguruar stabilitetin e rregullatorit.

3. Furnizimet komutuese të energjisë, duke përfshirë rregullatorë komutues, janë më të shtrenjta dhe kërkojnë më shumë kohë zhvillimi Qarqet e furnizimit me energji komutuese karakterizohen me më shumë

shumëllojshmëri parimesh ndërtimi. Ne do t'i kushtojmë disa leksione shqyrtimit të burimeve të tilla.

Le të shqyrtojmë së pari qarqet bazë të rregullatorëve komutues.

2. Rregullatori i ndërrimit të kokës

Qarku i rregullatorit të uljes është paraqitur në Fig. 10.1.

Elementi rregullues është një çelës, i paraqitur në diagram si një çelës. Induktori L dhe kondensatori C formojnë një filtër zbutës. Frekuenca e kalimit të çelësit duhet të jetë e lartë për të siguruar valëzim të ulët të tensionit të daljes. Mund të arrijë qindra kiloherc dhe njësi megahertz. Rritja e frekuencës së ndërrimit mund të zvogëlojë ndjeshëm peshën dhe dimensionet e filtrit anti-aliasing.

Le të shqyrtojmë proceset elektromagnetike në qark në Fig. 10.1, të cilat ndodhin në intervalin T. Kur çelësi mbyllet, rryma e induktorit rritet dhe energjia grumbullohet në fushën magnetike të induktorit. Kur çelësi është i hapur, rryma e induktorit mbyllet përmes diodës së hapur VD1. Energjia e akumuluar në fushën magnetike të induktorit harxhohet për të mbajtur një tension konstant të daljes.

Le të shqyrtojmë se si ndryshon rryma e induktorit gjatë intervalit të ndërrimit T të çelësit. Supozojmë se kapaciteti i kondensatorit zbutës është shumë i madh, kështu që tensioni i daljes është konstant.

Mënyra e funksionimit të qarkut varet nga gjendja e çelësit. Le të shënojmë t dhe – kohën gjatë së cilës mbyllet çelësi. Merrni parasysh intervalet e mëposhtme kohore.

1. Intervali 0 ÷ t dhe . Çelësi është i kyçur. Një tension i kundërt aplikohet në diodë dhe ajo mbyllet. Rritja aktuale në këtë interval

Diagramet e kohës së tensioneve dhe rrymave të rregullatorit të pulsit janë paraqitur në Fig. 10.2.

Meqenëse ndërrimi ndodh periodikisht, ndryshimi total në rrymë gjatë intervalit kohor T është zero:

	i = i1			U në t dhe − U jashtë T

Nga kjo marrëdhënie del se tensioni i daljes

i(t)

U jashtë =		Uin = DUin.

Këtu D = T t dhe është cikli i punës së pulsit.

Barazia (10.1) quhet karakteristika e kontrollit të një rregullatori të pulsit.

Kështu, voltazhi i daljes së rregullatorit komutues është proporcional me ciklin e punës të impulseve të komutatorit. Që nga 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.

Formula (10.1) është e vlefshme nëse rryma nuk zhduket në intervalin 0 ÷T. Kjo mënyrë quhet modaliteti i rrymës së vazhdueshme. Nëse rryma e induktorit gjatë një periudhe kohore në intervalin 0 ÷T bëhet zero, atëherë modaliteti i rrymës së ndërprerë.

Meqenëse kapaciteti i kondensatorit është i kufizuar, voltazhi i daljes do të jetë pulsues. Le të përcaktojmë se si vlerat e induktivitetit dhe kapacitetit të filtrit zbutës ndikojnë në amplituda e valëzimit.

Kur vlerësojmë madhësinë e valëzimit të tensionit të daljes, për të thjeshtuar analizën, supozojmë se induktiviteti i induktorit është L → ∞; Rryma e induktorit në këtë rast ka formën e pulseve drejtkëndore (Fig. 10.3). Rryma mesatare

Iav =(1 − D) I1 .

Nëse kapaciteti i kondensatorit është mjaft i madh, rezistenca e tij në frekuencën e harmonikës së parë dhe më të lartë është dukshëm më e vogël se rezistenca e ngarkesës:

1 C

Në këtë rast, mund të supozojmë se përbërësi alternativ i rrymës mbyllet përmes kondensatorit. Format e përafërta të kurbave të tensionit u C (t) dhe rrymës i C (t) janë paraqitur në Fig. 10.4.

Rritja e tensionit u C			1 ò (1 − D ) I 1 dt = (1 − D ) DT I 1 .
u C =	1 ò Iav dt =

Nga shprehja që rezulton rrjedh se amplituda e valëzimit të tensionit të daljes nuk varet nga vlera mesatare e saj.

Për të zvogëluar amplituda e valëzimeve të tensionit të daljes, është e nevojshme që të plotësohet kushti

C ³ (1 − D ) DT I .

D u C 1

Në mënyrë të ngjashme, mund të tregohet se amplituda e valëzimit të rrymës zvogëlohet nëse induktiviteti i induktorit

L ³ (1 − D) DT U.

D i L N

Në gjendje të qëndrueshme, madhësia e valëzimit të rrymës nuk varet nga vlera mesatare e saj.

3. Rregullatori i ndërrimit të nxitjes

Qarku i një rregullatori të komutimit të nxitjes është paraqitur në Fig. 10.5. Kur çelësi është i mbyllur, dioda mbyllet dhe voltazhi i hyrjes aplikohet në induktor. Duke përdorur supozimet e bëra në paragrafin e mëparshëm, ne përcaktojmë ndryshimin në rrymën e induktorit në intervalin 0 ÷ t dhe

		U brenda	t dhe .

Pas hapjes së çelësit, dioda do të hapet dhe do të formohet një qark seri. Energjia e ruajtur në induktor transferohet në daljen e qarkut. Në këtë rast, rryma e induktorit zvogëlohet. Ndryshimi i rrymës gjatë intervalit t dhe ÷ T

		(U jashtë − U në ) (T − t dhe )

Meqenëse vlera mesatare e rrymës mbetet e pandryshuar, ndryshimi total i rrymës gjatë intervalit T është zero:

i 1 + i 2 = 0 .

Duke zëvendësuar formulat (10.2) dhe (10.3) në barazinë e fundit, marrim karakteristikën e kontrollit të qarkut të paraqitur në Fig. 10.5:

	U jashtë =				U në .
				- D

Kur D > 0.5, voltazhi i daljes tejkalon hyrjen. Prandaj, rregullatori në Fig. 10.5 quhet rritje. Tensioni i daljes mund të kontrollohet duke ndryshuar ciklin e punës të pulsit D.

Ashtu si në konvertuesin buck, amplituda e valëzimit të rrymës në qark në Fig. 10.3 nuk varet nga vlera mesatare e tij.

4. Rregullatori i komutimit përmbysës

Qarku i rregullatorit përmbysës është paraqitur në Fig. 10.6.

Ndani ciklin e konvertimit në dy cikle. Gjatë ciklit të parë, me çelësin e mbyllur, rryma qarkullon në qarkun e formuar nga burimi i tensionit në hyrje, çelësi dhe induktori. Në të njëjtën kohë, energjia ruhet në mbyt.

Kur çelësi hapet, energjia e ruajtur në induktor transferohet në kondensator dhe rezistencë ndaj ngarkesës.

Le të përcaktojmë karakteristikën rregulluese të qarkut në Fig. 10.6. Le të supozojmë se gjatë çdo cikli tensioni është konstant dhe rryma e induktorit ndryshon në mënyrë lineare. Me çelësin e mbyllur

U jashtë = L T − i 2 t dhe .

Këtu i 2 është ndryshimi i rrymës gjatë intervalit T − t dhe .

Vlera mesatare aktuale për cikël konvertimi duhet të mbetet e pandryshuar. Prandaj, ndryshimi total i rrymës gjatë intervalit T i 1 + i 2 = 0. Karakteristika rregulluese e një rregullatori invertues të pulsit

U jashtë = 1 − D D U në .

5. Humbjet dhe efikasiteti i rregullatorëve komutues

Çelësi është një nga burimet kryesore të humbjeve në furnizimin me energji komutuese. Në varësi të topologjisë së konvertuesit, ndërprerësi përbën 40 deri në 50% të humbjeve totale. Lakoret e tensionit dhe rrymës në ndërprerësin e konvertuesit të pulsit në rënie janë paraqitur në Fig. 10.7. Një tranzistor MOS përdoret si ndërprerës.

Numri romak I tregon intervalet kohore që korrespondojnë me mbylljen dhe hapjen e çelësit. Numri II tregon intervalin që korrespondon me gjendjen e mbyllur të çelësit. Siç vijon nga Fig. 10.7, pjesa kryesore e humbjeve në ndërprerës përbëhet nga humbjet e përcjelljes dhe humbjet e kalimit. Për të zvogëluar humbjet e përçueshmërisë, ata përpiqen të minimizojnë tensionin në çelësin e mbyllur.

Një element tjetër që jep një kontribut të rëndësishëm në humbjen totale është dioda. Grafiku i rrymës së diodës mbi intervalin e komutimit është paraqitur në Fig. 10.8.

Pjesa kryesore e humbjeve në një diodë përbëhet nga humbjet e përcjelljes dhe të rikuperimit të kundërt. Humbjet që lidhen me kalimin e rrymës së kundërt përmes diodës gjatë intervalit të rikuperimit të kundërt mund të jenë të rëndësishme. Rryma e kundërt e diodës mund të shkaktojë një rrymë hyrëse në çelës, e cila do të çojë në humbje shtesë. Për të zvogëluar humbjet, përdoren diodat Schottky, të cilat kanë një tension më të ulët përpara.

Një mënyrë tjetër për të zvogëluar humbjet është zëvendësimi i diodës me një transistor MOS. Efekti i zëvendësimit është se rezistenca në kanal e MOSFET është shumë e ulët. Impulset e kontrollit aplikohen në portat e transistorëve MOS në atë mënyrë që transistori i poshtëm të hapet vetëm pasi transistori i sipërm të jetë mbyllur plotësisht. Ky kontroll i ndërprerësve MOS simulon funksionimin e një diode dhe quhet kontroll sinkron.

Le të përcaktojmë përafërsisht humbjet në rregullatorin e komutimit të uljes të paraqitur në Fig. 10.1. Kjo do të bëjë të mundur vlerësimin e ndikimit të parametrave të kontrolluesit në sasinë e humbjes së efikasitetit të qarkut në shqyrtim. Për të thjeshtuar llogaritjet, ne pranojmë supozimet e mëposhtme.

1. Ne do ta konsiderojmë karakteristikën e rrymës-tensionit të ndërprerës si lineare pjesë-pjesë (Fig. 10.9). Në gjendje të mbyllur, rryma kryesore është zero, dhe në gjendje të hapur

gjendje, çelësi ka një rezistencë të barabartë me R on. Rezistenca e çelësit në gjendje të hapur nuk varet nga rryma që kalon.