Источник питания и блок питания это одно и то же
Резюме - источник питания против источника питания
Есть источники энергии, которые нельзя использовать напрямую для повседневных задач. Однако эти формы энергии можно преобразовать в пригодную для использования форму разными способами. Конвертируемая энергия содержит источники энергии или источники энергии, которые подвергаются различным процессам для производства потребляемой энергии. Напротив, источники питания в дальнейшем используются для подачи электроэнергии к устройствам, получая энергию, которая была произведена от источников питания. В этом основное отличие источника питания от блока питания. Источники питания выполняют различные функции, облегчая работу подключенных электрических и электронных устройств.
Ссылка:
1. «Электроснабжение». Википедия. Фонд Викимедиа, 25 мая 2017 г. Web. 26 мая 2017.
Изображение предоставлено:
1. «Круговая диаграмма мирового производства электроэнергии» от Delphi234 - собственная работа (CC0) через Commons Wikimedia
2. «ACtoDCpowersupply» Яун Хименес из английской Википедии (CC BY 3.0) через Commons Wikimedia
Для подключения лампочек или электроники к сети, применяется источник питания - коробочка, которая превращает напряжение сети в напряжение, пригодное для данного устройства.
Этих устройств три вида - блок питания , трансформатор и драйвер . Каждое из них работает по-своему и, чтобы понимать, что нужно вам и вашему прибору, в этих отличиях стоит разобраться . Давайте сделаем это вместе !
Источник питания против источника питания
Что такое блок питания?
Источник питания - это устройство или метод, обеспечивающий электричеством устройство. Он не производит электричество, но получает электричество от существующей линии электропередачи или генератора и подает контролируемое или неконтролируемое электричество на устройство. Обычная электрическая розетка, подключенная к линиям электропередач, может рассматриваться как простой источник питания для бытового прибора. В повседневном использовании обычно используются самые разные источники питания.
Блок питания переменного тока - это один из типов блоков питания, который используется для преобразования напряжений. Они используются в электроприборах, поэтому их можно использовать с различным напряжением питания в разных странах. Источник питания постоянного тока - это еще один тип источника питания, который получает входной сигнал от сети переменного тока для вывода постоянного напряжения на электронные устройства. Источники питания постоянного тока также используются в бытовой электронике. Источники питания переменного и постоянного тока с различными параметрами широко используются в электрических и электронных испытательных лабораториях.
Источники питания делятся еще на два типа: источники напряжения и источники тока. Источник напряжения - это блок питания, который подает питание с постоянным напряжением, независимо от тока, потребляемого нагрузкой. Все вышеперечисленные примеры можно рассматривать как источники напряжения, поскольку подаваемое напряжение всегда постоянно. Например, напряжение питания для розетки всегда одинаковое - 230 В. С другой стороны, источники тока подают постоянный ток в устройство независимо от напряжения между двумя клеммами. Одним из примеров источника тока является источник питания при электродуговой сварке. Напряжение электрической дуги изменяется в зависимости от длины дуги, но для того, чтобы сварка на поверхности была равномерной, источник питания поддерживает постоянным ток. Некоторые другие типы используемых источников питания - это импульсный источник питания, программируемый источник питания и источник бесперебойного питания. Они могут включать в себя регулятор напряжения, преобразователь частоты, батареи, переключатели и т. Д. Для их функции управления выходным напряжением желаемым образом.
Содержание:
Драйвер
Драйвер для светодиодов - обратите внимание - на корпусе указан выходной ток, а напряжение "плавает" от 36 до 63 Вольт
Драйвер для светодиодов - обратите внимание - на корпусе указан выходной ток, а напряжение "плавает" от 36 до 63 Вольт
И наконец, самый "загадочный" источник питания - драйвер . Его особенность в том, что он выдаёт не постоянное напряжение, а постоянный ток . На языке электротехники это называется "источник тока". Напряжение на его выходе может плавать , например, от 20 до 40 Вольт, но сила тока в Амперах будет строго определённой . Это нужно для питания светодиодов , особенно мощных.
Всё дело в том, что при изменении напряжения сети, окружающей температуры, запылённости воздуха, сопротивление светодиодов меняется в достаточно больших пределах. Если подавать на них постоянное напряжение, ток, а значит и температура их нагрева, будет плавать , в результате чего светодиоды быстро перегорят .
Вы спросите - а как же светодиодные ленты , на них ведь подаётся напряжение с блока питания , а не с драйвера? Верно. В лентах роль "стабилизатора тока" выполняет впаянный резистор - он ограничивает силу тока, но не решает проблему полностью. Поэтому, для мощных источников света : светильников, прожекторов, ярких фонарей, используют не блок питания, а драйвер .
В чем разница между источником питания и источником питания?
Блок питания
Блок питания , который иногда называют "адаптером", отличается от трансформатора тем, что не только понижает напряжение, но и выпрямляет его. На выходе блока питания образуется постоянное напряжение , с "плюсом" и "минусом", такое же, как на полюсах батарейки или аккумулятора.
Кстати, зарядка для смартфона , которую вы вставляете в розетку - это тоже блок питания! Единственное отличие этого блока в том, что его выход выполнен в виде usb-гнезда , чтобы вы могли подключить к нему шнур зарядки.
Для светодиодных лент нужен блок питания на 12 или 24 Вольта, а для питания других приборов - указанное на их табличке значение (от 3 до 40 Вольт).
Видео: Разница между источником питания и блоком питания | Сравните разницу между похожими терминами
Трансформатор
Первый и самый простой источник питания это трансформатор . Единственное, что он делает - понижает напряжение 220 Вольт до 12 Вольт или ниже. Трансформатор подходит для подключения лампочек на 12 Вольт, которые обычно применяются в подвесных потолках и мебельной подсветке.
На выходе трансформатора образуется переменное напряжение , поэтому для питания электроники, например светодиодных лент, он не годится.
Что такое источник питания?
Источник энергии - это место, откуда возникает энергия. Поскольку энергия не может быть создана, во Вселенной нет источника всей энергии, но мы можем идентифицировать родительский источник в другой форме энергии. Например, источником энергии Земли может быть солнце. Точно так же источник, из которого производится электричество, является источником электричества.
Электроэнергия производится из разных источников. В глобальном масштабе основными источниками производства электроэнергии являются уголь, природный газ, гидроэнергетика и атомная энергия. Кроме того, для производства также используются такие источники, как углеводородное топливо, солнечная энергия, приливные волны, топливо из биомассы, ветер и геотермальная энергия. Доступность источников, стоимость единицы продукции, инфраструктуры и т. Д. Учитываются при выборе источников для массового производства электроэнергии. Кроме того, химические соединения используются в качестве источника в батареях, таких как литий-ионные батареи, никель-кадмиевые батареи, автомобильные батареи и т. Д.
Некоторые источники, такие как ядерная энергия и уголь, используются для выработки тепла, которое кипит вода для производства пара, который запускает паровую турбину. Турбина используется с генератором, который преобразует кинетическую энергию в электричество. Во всех вышеперечисленных случаях, за исключением солнечной энергии, для производства электроэнергии используется генератор. Солнечное электричество, производимое фотоэлектрическими панелями, - единственный метод, не требующий механического преобразования энергии.
Ключевое различие - источник питания против источника питания
Мощность определяется как энергия, потребляемая или поставленная за определенный период. Поскольку энергия не может быть создана согласно теории сохранения энергии, она должна быть преобразована в потребляемую форму из доступного источника, чтобы использовать энергию. Электричество - одна из наиболее часто используемых форм энергии. Чтобы электричество использовалось, оно должно подаваться или подаваться к прибору от источника питания, как в телевизоре, который подключается к основной электрической линии через розетку. Но ни розетка, ни основная линия не производят электричество; электричество передается в розетку от внешнего источника энергии. Таким образом, ключевое различие между источником питания и блоком питания можно определить следующим образом: источник питания используется для обеспечения питания устройства, в то время как источник питания - это источник, из которого вырабатывается энергия.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Обзор и основные отличия
2. Что такое источник питания
3. Что такое блок питания
4. Параллельное сравнение - источник питания и источник питания
5. Резюме
Заключение
Теперь вы знаете, что внутри коробочек источников питания скрываются разные приборы с разным назначением и не перепутаете их , при необходимости замены. Мир электроники не так прост, но первый шаг к его освоению вы уже сделали!
Типы источников питания
В электротехнике источник питания - это устройство, которое преобразует электрическую энергию в выходное электрическое напряжение, ток и частоту, необходимые для подключенного электрического прибора. Он преобразует переменный ток в постоянный ток и питает различные электронные устройства (компьютер, телевизор, принтер, роутер и т. д.). Есть два различных вида источника питания: источник напряжения (обеспечивает постоянное напряжение) и источник тока (обеспечивает постоянный ток).
Источники питания для электронных устройств в основном можно разделить на линейные и импульсные:
- линейные источники питания, в которых согласующим элементом является трансформатор (сущетсуют и бестрансформаторные линейные истчники питания);
- импульсные источники питания с использованием различных типов электронных систем (преобразователей напряжения);
Линейные имеют относительно простую конструкцию, которая может усложняться с увеличением тока, который они должны подавать, однако их регулировка напряжения у них не очень эффективна.
Источник питания - неотъемлемая часть многих устройств. Вот некоторые из основных типов:
- Импульсный блок питания. В настоящее время большинство блоков питания производится в виде импульсных блоков питания. Их преимущество - в основном меньший вес. Когда полупроводниковые компоненты управления и питания еще не были доступны, чтобы позволить недорогую конструкцию импульсных блоков питания, использовались более тяжелые и долговечные блоки питания с трансформатором.
- Компьютерный блок питания. Компьютеры содержат импульсный источник питания, который преобразует низкое напряжение переменного тока из распределительной сети (230 В, 50 Гц) в низкое напряжение, используемое в электрических цепях компьютера (напряжение постоянного тока 3,3 В, 5 В и 12 В).
- Сетевой адаптер. Это небольшой импульсный блок питания, имеющий форму и размер стандартной электрической вилки (например, зарядного устройства для сотового телефона), используемый в сети 230 В, обеспечивающей небольшое напряжение, необходимое для конкретного электрического или электронного устройства. Сетевые адаптеры, как правило, используются с устройствами и приборами, которые не имеют свой собственный внутренний источник питания.
- Сварочный источник питания. Сварочные источники обеспечивают высокий ток (обычно сотни ампер), который позволяет расплавлять металл локально и, таким образом, обеспечивать его соединение. Раньше применялись так называемые сварочные трансформаторы (со специальными электромагнитными трансформаторами, рассчитанными на большие сварочные токи), более современными являются сварочные инверторы с электронным управлением.
Внутренне сопротивление источника питания
Идеальный источник питания, как источник напряжения, всегда обеспечивает одно и то же напряжение независимо от подключенной нагрузки (т. е. напряжение источника питания постоянно при разном потребляемом токе).
Однако идеального источника не существует, потому что внутреннее сопротивление реального источника ограничивает максимальный ток, который может протекать через электрическую цепь.
Настоящий источник питания может использовать стабилизатор напряжения для обеспечения стабильного выходного напряжения, которое обеспечивается за счет падения напряжения (разницы между входным и выходным напряжением стабилизатора). Пример - Импульсный стабилизатор напряжения
Итак, по качеству выходного напряжения источники питания различают:
- стабилизированные источники, напряжение которых поддерживается на постоянном уровне независимо от колебаний тока,
- нестабилизированные источники, в которых выходное напряжение может изменяться в зависимости от колебаний тока .
Трансформаторные линейные источники питания
Классические линейные источники состоят из следующих элементов: трансформатор, выпрямитель, фильтр и устройство регулирования напряжения.
Принципиальная схема линейного источника питания
Сначала трансформатор преобразует сетевое напряжение в пониженное и обеспечивает гальваническую развязку. Схема, которая преобразует переменный ток в импульсный постоянный ток, называется выпрямителем (для выпрямления используются мостовые схемы на диодах), далее фильтр с конденсаторами и индуктивностями уменьшает пульсации. Подробно про фильтры - Фильтры источников питания.
Регулирование или стабилизация напряжения до заданного значения достигается с помощью так называемого регулятора напряжения, в конструкции которого используются транзисторы.
Транзистор в схеме действует как регулируемое сопротивление. На выходе из этого каскада для достижения большей стабильности в пульсации есть второй каскад фильтрации (хотя и не обязательно, все зависит от проектных требований), это может быть обычный конденсатор.
Среди источников питания есть такие, в которых мощность, подаваемая на нагрузку, регулируется тиристорами, чтобы подавать требуемое напряжение и мощность на нагрузку.
Немецкий лабораторный источник питания
Современные линейные источники питания
Стабилизация напряжения в базовом типе линейных источников достигается путем включения специального элемента параллельно цепи, питаемой от нестабилизированного источника более высокого напряжения, через подходящий резистор, вольт-амперная характеристика которого показывает резкое увеличение тока при требуемом напряжении. Такой элементом является стабилитрон (диод Зинера), который работает в широком диапазоне пороговых напряжений.
Недостатками источника питания с диодом Зенера являются относительно низкая стабильность выходного напряжения, относительно небольшой диапазон тока и особенно низкий КПД, поскольку электрическая энергия преобразуется в тепло в последовательном резисторе и в самом стабилитроне.
Современные линейные источники (обычно в виде интегральной схемы) используют элемент с переменным импедансом (транзистор в линейном режиме), который регулируется обратной связью, основанной на разнице между выходным напряжением и постоянным напряжением от внутреннего опорного напряжения (на основе диодной схемы, но с небольшим постоянным потреблением).
Типичными представителями линейных источников являются интегральные схемы типа 78xx (например, 7805 - источник напряжения 5 В) и их производные.
Недостатком таких линейных источников питания является их низкая эффективность (и поскольку рассеиваемая мощность в интегральной схеме изменяется в зависимости от нагрева, а также необходимость охлаждения), особенно когда существует большая разница между входным и выходным напряжением и большими токами. Недостатком иногда является также то, что выходное напряжение всегда ниже входного.
Преимущество заключается в их низкой цене, небольшом размере, простоте использования и отсутствии помех извне и в цепи питания.
Встроенный источник питания в лабораторном стенде по изучению электротехники
Импульсные источники питания
В импульсных источниках питания используется полевой транзистор, который периодически замыкаются с относительно высокой частотой (десятки кГц и более) и увеличивают входное напряжение схемы, состоящей из комбинации катушки, конденсатора и диода. С помощью подходящей комбинации этих элементов можно добиться снижения и увеличения напряжения.
Другой тип импульсного источника питания - это источник питания с трансформатором и последующим диодным выпрямителем, в котором используются выгодные свойства (меньшие размеры трансформатора при больших токах, меньшие магнитные потери) современных магнитных материалов (ферритов) на высоких частотах. Изменяя частоту можно добиться изменения выходного напряжения.
Таким образом, такой источник питания включает в себя схему (обычно в виде интегральной схемы), которая обеспечивает изменение частоты на основе обратной связи от выходного напряжения, чтобы обеспечить стабильное выходное напряжение при различных нагрузках.
Поскольку импульсные источники питания работают с прямоугольными напряжениями токов и токов, они, как правило, излучают электромагнитные волны в широком диапазоне частот. Поэтому при их создании и использовании необходимо соблюдать принципы электромагнитной совместимости (ЭМС).
Лабораторное оборудование
В мастерской или лаборатории прецизионный источник питания используется для проведения измерений, испытаний, поиска и устранения неисправностей. Эти лабораторные источники питания преобразуют, выпрямляют и регулируют напряжения, а также выходные токи, так что измерения можно проводить без повреждения тестируемых элементов.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Блоки питания для устройств промышленной автоматики
Широкий класс устройств промышленной автоматики сильно отличается от обычной бытовой техники, и соответственно качественные требования к таким устройствам значительно выше. Объекты энергетики, промышленные сооружения, транспортные средства и транспортное оборудование в целом — во всех этих сферах присутствует сегодня автоматизация процессов, реализуемая благодаря применению устройств особой стойкости, надежности, повышенной безопасности.
Нефтяная, газовая, энергетическая отрасли, - требуют надежного и безопасного электроснабжения. Такие устройства обязаны обладать стойкостью к вибрациям, иметь широкий температурный диапазон, а иногда быть стойкими к действию радиации.
Само собой, блоки питания данных устройств промышленной автоматики всегда отвечают требованиям, предъявляемым к конкретному устройству целиком, ибо блок питания - есть часть этого устройства. Если блок питания уступает требованиям, - все устройство становится уязвимым.
Блоки питания в промышленности монтируют традиционно в шкафах на DIN-рейки, и корпуса блоков питания поэтому предназначены для такого монтажа. Некоторые производители выпускают специальные наборы адаптеров для монтажа блоков питания на DIN-рейку.
Безусловно, блоки питания для промышленной автоматики имеют характерные особенности, и в зависимости от задач, которые с помощью того или иного блока питания решаются, можно все их подразделить на несколько типов: изолированные AC/DC — преобразователи, модули резервирования, блоки питания с поддержкой UPS, изолированные DC/DC — конвертеры. Все эти типы блоков питания объединяет одно — их параметры стабильны в различных внешних условиях.
Разные электронные узлы промышленных установок требуют своего рабочего напряжения, то есть не у всех узлов напряжение питания одно и то же. По этой причине производители блоков питания для промышленной автоматики заботятся о том, чтобы было несколько каналов с различными напряжениями, включая и двухполярное, на одном блоке. Есть и управляемые блоки питания, которые включаются или выключаются сигналом с внешних промышленных датчиков, принимая логический уровень на специальный вход.
Тройка лидирующих производителей блоков питания для промышленности: MW, Chinfa и TDK-Lambda – почти полностью перекрывают своим ассортиментом потребности сегодняшних устройств промышленной автоматики. При этом блоки питания данных марок удовлетворяют как требованиям по надежности и безопасности, так и требованиям по электромагнитной совместимости.
Изолированные AC/DC - преобразователи
Блоки питания данного типа служат традиционно в качестве основных стабилизированных источников питания. Они получают питание от сети (трехфазной или однофазной), либо от источника постоянного тока, при этом диапазон питающих напряжений довольно широк — от 120 до 370 вольт по постоянному току.
Данный тип блоков питания является наиболее распространенным в цепях питания промышленной автоматики, поскольку сетевое питание присутствует практически везде.
Кроме того, диапазон характеристик весьма широк — выходное напряжение, максимальный ток, конструктивное исполнение, - все эти параметры варьируются, и производители на своих сайтах предоставляют потребителю возможность выбора.
Особого внимания заслуживают блоки питания с пожизненной гарантией (например серия HWS от TDK-Lambda), с возможностью компенсации просадки напряжения на проводах, с подстройкой выходного напряжения, и с опцией удаленного выключения/включения.
Некоторые серии изолированных AC/DC — преобразователей обладают способностью выдерживать двукратные перегрузки номинальной мощности в течение нескольких секунд (например серия ZWS/BP от TDK-Lambda), что очень актуально для питания двигателей, когда в режиме перегрузки двигатели потребляют на протяжении нескольких секунд значительную мощность, но в основном режиме потребление вдвое ниже. Налицо возможность сэкономить на покупке мощного преобразователя.
Фирмы Chinfa и MW главным образом поставляют преобразователи специально для монтажа на DIN-рейку. Блоки питания Chinfa традиционно имеют выходы на 15 и на 5 вольт, и могут работать даже в мороз до -40°C. Все блоки питания данных производителей могут питаться напряжением от 85 до 264 вольт. Для систем автоматики повышенной мощности предусмотрены и трехфазные версии блоков питания.
В большинстве своем блоки питания для промышленных применений имеют в своей конструкции блок активной коррекции коэффициента мощности PFC и возможность подстройки выходного напряжения в пределах +-15% от номинала.
Иногда необходимо параллельно соединить несколько блоков питания, чтобы подать к нагрузке мощность выше номинала одного блока питания, для этой цели некоторые модели изолированных AC/DC — преобразователей оснащены специальным переключателем, позволяющим скорректировать цепи обратной связи нескольких источников, при этом один из блоков получается ведущим, а остальные ставятся в режим ведомых. Такая схема отличается от схемы, применяемой для задачи резервирования, решение которой будет рассмотрено далее.
Такие блоки предназначены для повышения надежности системы, когда имеется риск выхода из строя одного из преобразователей. К одной общей шине подключаются с диодной развязкой несколько блоков питания, и в случае выхода из строя одного источника, тут же подключается второй. Внешне это выглядит как подключение развязывающих диодов к резервируемым блокам питания.
Модули резервирования обеспечивают непрерывную работу оборудования на протяжении длительного времени, не нарушая технологического цикла — вот их главная задача. Развязывающие диоды начинают проводить строго тогда, когда это необходимо, поэтому есть отличие между встроенными в блок питания диодами и диодами вынесенными в модуль резервирования.
Во втором случае КПД блоков питания повышается. Если один из блоков питания выйдет из строя, произойдет горячая замена, и система продолжит работать. Оператору останется отследить неисправность блока (по схеме отслеживания напряжения на выходе отдельного блока) и обеспечить его своевременную замену или сервисное обслуживание.
Чаще всего в целях промышленной автоматизации применяют напряжение 24 вольта, и модули резервирования выпускаются главным образом на это номинальное напряжение. Если напряжение будет 12 вольт, то модуль будет не в состоянии проконтролировать напряжение на своем входе, и тогда нужно прибегнуть к выбору блоков питания со встроенной системой контроля.
Блоки питания с поддержкой UPS
Это блоки питания с функцией мониторинга за состоянием аккумуляторов и с функцией их заряда. Блоки питания для UPS подключаются параллельно основному источнику питания, и поддерживают надлежащий уровень напряжения в случае исчезновения напряжения в сети, либо при выходе из строя этого основного источника питания. Одновременно поддерживается заряд резервного аккумулятора. Такие приложения очень востребованы в промышленной автоматизации с резервными источниками, особенно — с аккумуляторными батареями.
Контроллер блока (подобные выпускают Chinfa и Mean Well) поддерживает заряд аккумулятора всегда на правильном уровне, не допускает разряда, и не приводит к перезаряду. То есть блок питания сочетает в себе функцию UPS (источника бесперебойного питания).
Каждое изделие, из предлагаемых производителями, предназначено для аккумуляторов определенной емкости, в соответствии с номиналом, и может иметь два выходных напряжения: 24 и 12 вольт. Более дорогие контроллеры имеют настраиваемый ток заряда аккумуляторов, более дешевые — постоянный уровень зарядного тока, например 2 ампера.
Изолированные DC/DC — конвертеры
Изолированные DC/DС — конвертеры (преобразователи) предназначены для изменения уровня постоянного напряжения. Они устанавливаются внутри шкафов или функциональных модулей, ведь иногда в системах промышленной автоматики необходимо разное постоянное напряжение для разного оборудования.
Так, например, если уже имеется изолированный AC/DC — преобразователь, но требуется получить еще и другое напряжение, отличное от того, которое дает уже установленный в шкафу прибор, можно обойтись DC/DC - преобразователем, это будет дешевле, чем покупать еще один AC/DC.
Изолированные DC/DС — конвертеры для монтажа на DIN-рейку выпускает фирма TDK-Lambda, представляющая ряд преобразователей с различным количеством выходных каналов на мощность от 15 до 60 Вт. Устройства имеют защиту от подачи напряжения обратной полярности и схему ограничения пускового тока, также есть традиционная защита от КЗ. Светодиодный индикатор показывает наличие номинального напряжения на выходах каналов. Имеется возможность удаленного выключения-включения.
Так, современный рынок блоков питания для промышленной автоматики изобилует устройствами с любыми параметрами, какие только могут понадобиться. Ассортимент позволит выбрать любые напряжение, мощность, форм-фактор, опции удаленного управления, функцию UPS и т. п.
Мощность более 1500 ватт может быть получена параллельным объединением нескольких блоков. Модули резервирования помогут наладить безотказную работу цепей. Устройства с поддержкой UPS не дадут прерваться технологическому процессу. DC-DC – конвертер позволит получить необходимое напряжение постоянного тока.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Импульсные источники питания - общие принципы, преимущества и недостатки
Сегодня уже трудно в каком-нибудь бытовом приборе или блоке питания обнаружить трансформатор на железе. В 90-е годы они начали быстро уходить в прошлое, уступая место импульсным преобразователям или импульсным источникам питания (сокращенно ИИП).
Импульсные источники питания превосходят трансформаторные по габаритам, качеству получаемого постоянного напряжения, они имеют широкие возможности регулировки выходного напряжения и тока, а также традиционно оснащены защитой от перегрузки по выходному току. И хотя считается, что импульсные блоки питания являются основными поставщиками помех в бытовую сеть, тем не менее широкое их распространение вспять уже точно не повернуть.
Трансформаторный источник питания:
Импульсный источник питания:
Своей повсеместной распространенностью импульсные блоки питания обязаны полупроводниковым ключам — полевым транзисторам и диодам Шоттки. Именно полевой транзистор, работающий совместно с дросселем или трансформатором, является сердцем любого современного импульсного источника питания: в инверторах, сварочных аппаратах, источниках бесперебойного питания, во встроенных блоках питания телевизоров, мониторов и т. д. - нынче практически везде используются только импульсные схемы преобразования напряжения.
Общий принцип функционирования импульсного преобразователя основан на законе электромагнитной индукции, и в этом он сходен с любым трансформатором. Разница лишь в том, что на обычный сетевой трансформатор переменное напряжение с частотой сети 50 Гц подается сразу на первичную обмотку и преобразуется непосредственно, (после чего, если нужно, выпрямляется) а в импульсном блоке питания сетевое напряжение сначала выпрямляется и превращается в постоянное, и уже после - преобразуется в импульсное, с тем чтобы далее быть повышенным либо пониженным при помощи специальной высокочастотной (по сравнению с сетевыми 50 герцами) схемы.
Схема импульсного источника питания включает в себя несколько главных составных частей: сетевой выпрямитель, ключ (или ключи), трансформатор (или дроссель), выходной выпрямитель, блок управления, а также блок стабилизации и защиты. Выпрямитель, ключ и трансформатор (дроссель) — основа силовой части схемы ИИП, в то время как электронные блоки (включая ШИМ-контроллер) относятся к так называемому драйверу.
Итак, сетевое напряжение подается через выпрямитель на конденсатор сетевого фильтра, где таким образом получается постоянное напряжение, максимум которого составляет от 305 до 340 вольт, в зависимости от текущего среднего значения напряжения в сети (от 215 до 240 вольт).
Выпрямленное напряжение подается на первичную обмотку трансформатора (дросселя) в форме импульсов, частота следования которых определяется обычно схемой управления ключом, а длительность — средним током питаемой нагрузки.
Ключ с частотой от нескольких десятков до нескольких сотен килогерц подключает и отключает первичную обмотку трансформатора или дросселя к конденсатору фильтра, перемагничивая таким образом сердечник трансформатора или дросселя.
Различие между трансформатором и дросселем: в дросселе фазы накопления энергии от источника сердечником и отдачи энергии из сердечника через обмотку - в нагрузку, разделены во времени, а в трансформаторе это происходит одновременно.
Дроссель применяется в преобразователях без гальванической развязки топологий: повышающий - boost, понижающий — buck, а также в преобразователях с гальванической развязкой топологии обратноходовый — flyback. Трансформатор применяется в преобразователях с гальванической развязкой следующих топологий: мост — full-bridge, полумост — half-bridge, двухтактный - push-pull, прямоходовой - forward.
Ключ может быть одиночным (обратноходовый преобразователь, прямоходовый преобразователь, повышающий или понижающий преобразователь без гальванической развязки) или же силовая часть может включать в себя несколько ключей (полумост, мост, двухтактный).
Схема управления ключом (ключами) получает с выхода источника сигнал обратной связи по напряжению или по напряжению и току нагрузки, в соответствии с величиной этого сигнала автоматически осуществляется регулировка ширины (скважности) импульса, управляющего длительностью проводящего состояния ключа.
Выход источника устроен следующим образом. Со вторичной обмотки трансформатора или дросселя, либо с единственной обмотки дросселя (если речь идет о преобразователе без гальванической развязки), импульсное напряжение подается через диоды Шоттки двухполупериодного выпрямителя - на конденсатор фильтра.
Здесь же находится делитель напряжения с которого берется сигнал обратной связи по напряжению, а также может присутствовать датчик тока. К конденсатору фильтра, через дополнительный выходной НЧ-фильтр или напрямую, присоединяется нагрузка.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Читайте также: