Основной принцип импульсного источника питания PWM
Основной принцип импульсного источника питания PWM
Хотя импульсные источники питания с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) существуют уже давно, они не получили широкого распространения и не использовались до середины 1970-х годов. Импульсные источники питания имеют много преимуществ перед линейными источниками питания. При одинаковой мощности импульсные источники питания более эффективны и меньше по размеру, чем линейные источники питания, но имеют более сложную конструкцию и более серьезные электромагнитные помехи (ЭМП).
Существует два подхода к современной конструкции импульсных источников питания. Конструкция встроенного импульсного источника питания постоянного/постоянного тока (вход постоянного тока, выход постоянного тока) может ссылаться непосредственно на руководство по данным производителя полупроводников и может получать стандартные компоненты от других производителей, но если есть особые требования, его необходимо разработать. пользователем, а дизайн намного сложнее.
Эта книга тщательно организована, чтобы разделить обширный процесс проектирования обычного импульсного источника питания на более понятные части. Первая часть поясняется терминами «неэнергетик». Для общепринятого метода расчета здесь используется соответствующая расчетная формула. Цель этого раздела — дать возможность читателям выбрать наилучший метод проектирования, отвечающий их потребностям, и использовать свои специфические системные параметры для создания подсхемы, которую можно включить в более крупную схему энергосистемы. Последовательность проектирования организована в соответствии с обычными этапами проектирования опытных специалистов по энергетике. Эти этапы проектирования помогли решить проблемы до того, как они возникли.
Рабочий процесс импульсного источника питания довольно прост для понимания. В отличие от линейных источников питания, которые позволяют силовому транзистору работать в линейном режиме, импульсные источники питания с ШИМ позволяют силовому транзистору работать в состояниях включения-выключения и оценки. В обоих состояниях добавленное к силовому транзистору произведение вольт-ампер всегда мало (при включении-выключении ток низкий, а ток высокий; выключено, высокое напряжение, низкий ток). Произведение вольт-ампер в силовом устройстве — это все потери, возникающие в силовом полупроводниковом устройстве.
По сравнению с линейным источником питания, импульсный источник питания с ШИМ более эффективен в рабочем процессе через «прерыватель», то есть входное постоянное напряжение в амплитуду импульсного напряжения равно амплитуде входного напряжения для достижения. Скважность импульса регулируется контроллером импульсного источника питания. Как только входное напряжение преобразуется в прямоугольные волны переменного тока, базовая амплитуда может повышаться или понижаться с помощью трансформатора. Количество групп выходного напряжения можно увеличить, увеличив количество вторичных обмоток трансформатора. Наконец, сигналы переменного тока выпрямляются и фильтруются для получения выходного напряжения постоянного тока.
Основная цель контроллера - поддерживать стабильное выходное напряжение, и его рабочий процесс очень похож на линейную форму контроллера. Это означает, что функциональные блоки контроллера, источники опорного напряжения и усилители ошибки могут быть спроектированы так, чтобы быть идентичными линейным регуляторам. Они отличаются тем, что выходной сигнал усилителя ошибки (напряжение ошибки) проходит через блок преобразования напряжения/длительности импульса перед возбуждением силовой лампы.
Импульсные источники питания имеют два основных режима работы: прямое преобразование и повышающее преобразование. Хотя компоновка каждой части очень разная, рабочий процесс очень разный, и каждая из них имеет свои преимущества в конкретных ситуациях применения.
