ספק הכוח המיתוג משמש להמרת מתח הכניסה לערך הנדרש על ידי האלמנטים הפנימיים של המכשיר. שם נוסף למקורות מפעימים, שהפך נפוץ, הוא ממירים.
תוֹכֶן
מה זה?
המהפך הוא מקור כוח משני המשתמש בהמרה כפולה של מתח הכניסה AC. ערכם של פרמטרי הפלט מווסת על ידי שינוי משך (רוחב) הפולסים, ובמקרים מסוימים, תדירות החזרה שלהם. סוג זה של אפנון נקרא אפנון רוחב דופק.
עקרון הפעולה של ספק כוח מיתוג
פעולת המהפך מבוססת על תיקון המתח הראשוני והפיכתו הנוספת לרצף של פולסים בתדר גבוה. בכך הוא שונה משנאי רגיל.מתח המוצא של הבלוק משמש ליצירת אות משוב שלילי, המאפשר לך להתאים את הפרמטרים של הפולסים. על ידי שליטה על רוחב הפולסים, קל לארגן את הייצוב וההתאמה של פרמטרי פלט, מתח או זרם. כלומר, זה יכול להיות גם מייצב מתח וגם מייצב זרם.
המספר והקוטביות של ערכי הפלט עשויים להיות שונים מאוד בהתאם לאופן שבו פועל ספק הכוח המיתוג.
מגוון של ספקי כוח
נעשה שימוש במספר סוגים של ממירים, הנבדלים ביניהם בשיטת הבנייה שלהם:
- ללא שנאי;
- שַׁנַאי.
הראשונים נבדלים בכך שרצף הפולסים עובר ישירות למיישר המוצא ולמסנן ההחלקה של המכשיר. לתכנית כזו יש מינימום רכיבים. מהפך פשוט כולל מעגל משולב מיוחד - מחולל רוחב דופק.
מבין החסרונות של מכשירים ללא שנאים, העיקרי שבהם הוא שאין להם בידוד גלווני מהרשת ויכולים להוות סיכון להתחשמלות. כמו כן, לרוב יש להם הספק נמוך והם נותנים רק מתח פלט אחד.
נפוצים יותר הם מכשירי שנאי שבהם מוזנת רכבת פולסים בתדירות גבוהה לליפוף הראשי של השנאי. יכולות להיות פיתולים משניים רבים ככל שתרצו, מה שמאפשר ליצור מספר מתחי מוצא. כל סלילה משנית עמוסה במיישר ומסנן החלקה משלה.
ספק כוח מיתוג רב עוצמה עבור כל מחשב בנוי על פי תכנית בעלת אמינות ובטיחות גבוהות. עבור אות המשוב, נעשה שימוש כאן במתח של 5 או 12 וולט, מכיוון שערכים אלה דורשים את הייצוב המדויק ביותר.
השימוש בשנאים להמרת מתח בתדר גבוה (עשרות קילו-הרץ במקום 50 הרץ) איפשר להקטין את מידותיהם ומשקלם פי כמה ולהשתמש לא בברזל חשמלי, אלא בחומרים פרומגנטיים בעלי כוח כפייה גבוה כחומר הליבה ( מעגל מגנטי).
ממירי DC בנויים גם הם על בסיס אפנון רוחב דופק. ללא שימוש במעגלי אינוורטר, ההמרה הייתה כרוכה בקשיים גדולים.
ערכת PSU
המעגל של התצורה הנפוצה ביותר של ממיר דופק כולל:
- מסנן דיכוי רעשי רשת;
- מיישר;
- מסנן החלקה;
- ממיר רוחב הדופק;
- טרנזיסטורי מפתח;
- פלט שנאי בתדר גבוה;
- מיישרי פלט;
- פלט מסננים אישיים וקבוצתיים.
מטרת מסנן דיכוי הרעשים היא לעכב הפרעות מפעולת המכשיר לרשת החשמל. מיתוג אלמנטים מוליכים למחצה יכולים להיות מלווה ביצירת פולסים קצרי טווח בטווח תדרים רחב. לכן, כאן יש צורך להשתמש באלמנטים שתוכננו במיוחד למטרה זו כקבלי הזנה של יחידות הסינון.
המיישר משמש להמרת מתח AC הכניסה ל-DC, ומסנן ההחלקה הבא מבטל את האדוות של המתח המיושר.
במקרה שבו נעשה שימוש בממיר DC/DC, המיישר והמסנן הופכים למיותרים, ואות הקלט, לאחר שעבר את מעגלי מסנן הרעשים, מוזן ישירות לממיר רוחב הדופק (אפנן), בקיצור PWM.
PWM הוא החלק המורכב ביותר במעגל אספקת החשמל המיתוג. משימתו כוללת:
- יצירת פולסים בתדר גבוה;
- שליטה על פרמטרי הפלט של הבלוק ותיקון רצף הפולסים בהתאם לאות המשוב;
- שליטה והגנה מפני עומס יתר.
אות PWM מוזן ליציאות הבקרה של טרנזיסטורי מפתח רבי עוצמה המחוברים במעגל גשר או חצי גשר. יציאות הכוח של הטרנזיסטורים מועמסים על הפיתול הראשוני של שנאי המוצא בתדר גבוה. במקום טרנזיסטורים דו-קוטביים מסורתיים, נעשה שימוש בטרנזיסטורי IGBT או MOSFET, המתאפיינים במפל מתח נמוך על פני הצמתים ובמהירות גבוהה. פרמטרי טרנזיסטור משופרים עוזרים להפחית את פיזור ההספק עם אותם ממדים ופרמטרים עיצוביים טכניים.
שנאי פעימות המוצא משתמש באותו עקרון המרה כמו זה הקלאסי. יוצא דופן הוא עבודה בתדירות גבוהה יותר. כתוצאה מכך, לשנאים בתדר גבוה עם אותו הספק משודר יש ממדים קטנים יותר.
המתח מהפיתול המשני של שנאי הכוח (ייתכן שיהיו כמה) מסופק למיישרי המוצא. שלא כמו מיישר הקלט, דיודות המיישר של המעגל המשני חייבות להיות בעלות תדר פעולה מוגבר.דיודות שוטקי פועלות בצורה הטובה ביותר בחלק זה של המעגל. היתרונות שלהם על פני קונבנציונליים:
- תדירות הפעלה גבוהה;
- צומת p-n בקיבול מופחת;
- נפילת מתח קטנה.
מטרת מסנן המוצא של ספק הכוח המיתוג היא להפחית את האדוות של מתח המוצא המיושר למינימום הנדרש. מכיוון שתדר האדוות גבוה בהרבה מזה של מתח הרשת, אין צורך בערכי קיבול גדולים של הקבלים וההשראות של הסלילים.
היקף החלפת ספק כוח
ממירי מתח מיתוג משמשים ברוב המקרים במקום שנאים מסורתיים עם מייצבי מוליכים למחצה. עם אותו הספק, הממירים הם מידות ומשקל כלליים קטנים יותר, אמינות גבוהה, והכי חשוב - יעילות גבוהה יותר ויכולת לפעול בטווח מתחי כניסה רחב. ועם ממדים דומים, הספק המרבי המרבי גבוה פי כמה.
באזור כמו המרת מתח ישיר, למקורות פולסים אין כמעט תחליף חלופי והם מסוגלים לפעול לא רק כדי להוריד את המתח, אלא גם ליצור מתח מוגבר, לארגן שינוי קוטביות. תדירות ההמרה הגבוהה מקלה מאוד על הסינון והייצוב של פרמטרי הפלט.
ממירים קטנים המבוססים על מעגלים משולבים מיוחדים משמשים כמטענים לכל מיני גאדג'טים, ואמינותם היא כזו שחיי השירות של יחידת הטעינה יכולים לחרוג מזמן הפעולה של מכשיר נייד בכמה פעמים.
גם דרייברים מתח 12 וולט להפעלת מקורות תאורת LED בנויים על פי מעגל דופק.
כיצד ליצור ספק כוח מיתוג במו ידיך
לממירים, חזקים במיוחד, יש מעגלים מורכבים וזמינים לחזרה רק על ידי חובבי רדיו מנוסים. להרכבה עצמית של ספקי כוח ברשת, אנו יכולים להמליץ על מעגלים פשוטים בעלי הספק נמוך באמצעות שבבי בקר PWM מיוחדים. ל-ICs כאלה יש מספר קטן של רכיבי רצועה ויש להם מעגלי מיתוג אופייניים מוכחים שלמעשה אינם דורשים התאמה וכיוונון.
כאשר עובדים עם מבנים תוצרת בית או תיקון מכשירים תעשייתיים, יש לזכור שחלק מהמעגל תמיד יהיה בפוטנציאל של הרשת, לכן יש להקפיד על אמצעי בטיחות.
מאמרים דומים:
