El principio de la fuente de alimentación lineal y la comparación de la fuente de alimentación conmutada.
1. Introducción a la fuente de alimentación lineal:
La fuente de alimentación lineal primero transforma la alimentación de CA a través de un transformador y luego la rectifica y filtra a través de un circuito rectificador para obtener un voltaje de CC inestable. Para lograr un voltaje de CC de alta precisión, el voltaje de salida debe ajustarse a través de la retroalimentación de voltaje. Desde el punto de vista del rendimiento principal, esta tecnología de fuente de alimentación es muy madura, puede lograr una alta estabilidad, la ondulación también es muy pequeña y no hay interferencia ni ruido que tenga la fuente de alimentación conmutada. El circuito de retroalimentación de voltaje funciona en un estado lineal y hay una cierta caída de voltaje en el tubo de ajuste. Cuando se emite una gran corriente de operación, el consumo de energía del tubo de ajuste es demasiado grande y la eficiencia de conversión es baja.
La fuente de alimentación lineal significa que los tubos utilizados para el ajuste de voltaje funcionan en la región lineal. En consecuencia, también hay una fuente de alimentación conmutada, lo que significa que el tubo utilizado para el ajuste de voltaje funciona en las regiones de saturación y corte, es decir, el estado de conmutación.
La fuente de alimentación lineal generalmente toma muestras del voltaje de salida y luego lo envía al amplificador de voltaje de comparación con el voltaje de referencia. La salida del amplificador de voltaje se usa como la entrada del tubo de ajuste de voltaje para controlar el tubo de ajuste de modo que el voltaje de unión cambie con la entrada, ajustando así su salida. Voltaje. Sin embargo, la fuente de alimentación conmutada cambia el voltaje de salida cambiando el tiempo de encendido y apagado del tubo regulador, es decir, el ciclo de trabajo.
Los tubos utilizados para el ajuste de voltaje en las fuentes de alimentación lineales funcionan en la región lineal. En consecuencia, también hay una fuente de alimentación conmutada, lo que significa que el tubo utilizado para el ajuste de voltaje funciona en las regiones de saturación y corte, es decir, el estado de conmutación.
La fuente de alimentación lineal generalmente toma muestras del voltaje de salida y luego lo envía al amplificador de voltaje de comparación con el voltaje de referencia. La salida del amplificador de voltaje se usa como la entrada del tubo de ajuste de voltaje para controlar el tubo de ajuste de modo que el voltaje de unión cambie con la entrada, ajustando así su salida. Voltaje. Sin embargo, la fuente de alimentación conmutada cambia el voltaje de salida cambiando el tiempo de encendido y apagado del tubo regulador, es decir, el ciclo de trabajo. 2. El principio de la fuente de alimentación lineal: la fuente de alimentación lineal incluye principalmente transformador de frecuencia de potencia, filtro rectificador de salida, circuito de control, circuito de protección, etc. La fuente de alimentación lineal primero transforma la alimentación de CA a través de un transformador y luego la rectifica y filtra a través de un circuito rectificador para obtener un voltaje de CC inestable. Para lograr un voltaje de CC de alta precisión, el voltaje de salida debe ajustarse a través de la retroalimentación de voltaje. Esta tecnología de fuente de alimentación es muy madura y puede lograr una estabilidad muy alta, una pequeña ondulación y ninguna interferencia ni ruido de la fuente de alimentación conmutada. Sin embargo, su desventaja es que requiere un transformador enorme y pesado, y el volumen y el peso del condensador de filtro requerido también son bastante grandes, y el circuito de retroalimentación de voltaje funciona en un estado lineal, y hay una cierta caída de voltaje en el tubo de ajuste, y la salida es relativamente grande. En este momento, el consumo de energía del tubo de ajuste es demasiado grande, la eficiencia de conversión es baja y se debe instalar un disipador de calor grande. Este tipo de fuente de alimentación no es adecuada para las necesidades de las computadoras y otros equipos, y será reemplazada gradualmente por fuentes de alimentación conmutadas. 3. Comparación de la fuente de alimentación conmutada: la fuente de alimentación conmutada incluye principalmente filtro de rejilla de entrada, filtro de rectificación de entrada, inversor, filtro de rectificación de salida, circuito de control y circuito de protección. Sus funciones son:
1. Filtro de red de entrada: elimine las interferencias de la red, como el arranque del motor, el interruptor de los aparatos eléctricos, los rayos, etc., y también evite que el ruido de alta frecuencia generado por la fuente de alimentación conmutada se propague a la red.
2. Filtro de rectificación de entrada: rectifica y filtra el voltaje de entrada de la red para proporcionar voltaje de CC al convertidor.
3. Inversor: es una parte clave de la fuente de alimentación conmutada. Transforma el voltaje de CC en un voltaje de CA de alta frecuencia y juega un papel en el aislamiento de la parte de salida de la red de entrada.
4. Filtro de rectificación de salida: rectifica y filtra la salida de voltaje de CA de alta frecuencia del convertidor para obtener el voltaje de CC requerido y, al mismo tiempo, evita que el ruido de alta frecuencia interfiera con la carga.
5. Circuito de control: detecte el voltaje de CC de salida, compárelo con el voltaje de referencia y amplíelo. El ancho de pulso del oscilador se modula para controlar el convertidor para mantener estable el voltaje de salida.
6. Circuito de protección: cuando la fuente de alimentación conmutada tiene un cortocircuito por sobretensión o sobrecorriente, el circuito de protección detiene la fuente de alimentación conmutada para proteger la carga y la fuente de alimentación misma.
La fuente de alimentación conmutada primero rectifica la corriente alterna en corriente continua, luego invierte la corriente continua en corriente alterna y luego rectifica y emite el voltaje de corriente continua requerido. De esta manera, la fuente de alimentación conmutada ahorra el transformador en la fuente de alimentación lineal inferior y el circuito de retroalimentación de voltaje. El circuito inversor en la fuente de alimentación conmutada es un ajuste completamente digital, que también puede lograr una precisión de ajuste muy alta.
El principio de funcionamiento principal de la fuente de alimentación conmutada es que los tubos Mos del puente superior y el puente inferior se encienden a la vez. Primero, la corriente fluye a través del tubo de Mos del puente superior y la energía eléctrica se acumula en la bobina usando la función de almacenamiento de la bobina. Finalmente, el tubo Mos del puente superior se apaga y el puente inferior se enciende. El tubo Mos, la bobina y el condensador del puente suministran energía continuamente al exterior. Luego apague el tubo Mos del puente inferior y luego abra el puente superior para permitir que entre la corriente, y repita así, porque el tubo Mos debe encenderse y apagarse a su vez, por lo que se llama fuente de alimentación conmutada.
La fuente de alimentación lineal es diferente. Dado que no hay interruptor involucrado, la tubería de agua superior siempre está descargando agua. Si hay demasiada agua, se escapará. Esto es lo que vemos a menudo en algunas fuentes de alimentación lineales. El tubo Mos genera mucho calor. La interminable energía eléctrica se convierte en energía térmica. Desde este punto de vista, la eficiencia de conversión de la fuente de alimentación lineal es muy baja, y cuando el calor es alto, la vida útil de los componentes disminuirá, lo que afectará el efecto del uso final.
La diferencia entre una fuente de alimentación conmutada y una fuente de alimentación lineal es principalmente la forma en que funcionan.
El dispositivo de alimentación de la fuente de alimentación lineal funciona en un estado lineal, es decir, el dispositivo de alimentación siempre está funcionando cuando se usa, por lo que conduce a su baja eficiencia de trabajo, generalmente entre 50[[ por ciento ]]~60[ [ por ciento ]], y hay que decir que es una muy buena fuente de alimentación lineal. El método de trabajo de la fuente de alimentación lineal hace necesario disponer de un dispositivo de tensión para cambiar de alta tensión a baja tensión. Generalmente, es un transformador, y hay otros como la fuente de alimentación KX, que luego rectifica y genera voltaje de CC. Como resultado, su volumen es grande, pesado, de baja eficiencia y genera mucho calor. También tiene sus ventajas: ondulación pequeña, buena tasa de ajuste y pequeña interferencia externa. Adecuado para usar con circuitos analógicos, varios amplificadores, etc.
cambiar la fuente de alimentación. Sus dispositivos de alimentación funcionan en estado de conmutación (uno encendido y otro apagado, uno encendido y otro apagado, la frecuencia es muy rápida, la frecuencia de la fuente de alimentación conmutada del panel general es de 100~200 KHz, y la frecuencia de la fuente de alimentación del módulo es de 300 ~500 KHz). De esta manera, su pérdida es pequeña y su eficiencia es alta. También hay requisitos para los transformadores, que deben estar hechos de materiales con alta permeabilidad magnética. Un poco de tinta, su transformador es una pequeña palabra. Eficiencia 80 por ciento a 90 por ciento. Se dice que los mejores módulos VICOR en los Estados Unidos llegan al 99 por ciento. La fuente de alimentación conmutada tiene una alta eficiencia y un tamaño pequeño, pero en comparación con la fuente de alimentación lineal, se descuentan su tasa de ajuste de ondulación, voltaje y corriente.
Principio de funcionamiento básico de la fuente de alimentación lineal
El proceso de trabajo del circuito principal de la fuente de alimentación lineal es que la fuente de alimentación de entrada se estabiliza inicialmente por el circuito de voltaje preestabilizado y luego se convierte en una fuente de alimentación de CC a través del aislamiento y la rectificación del transformador de trabajo principal, y luego controlado por el circuito de control y el controlador de microprocesamiento de un solo chip. El elemento de ajuste lineal se ajusta finamente para que emita una fuente de voltaje de CC de alta precisión.
1. Transformador de potencia y rectificación: convierta la CA de 380 V en la CC requerida.
2. Circuito de preestabilización: los componentes de relé o tiristores se utilizan para preajustar y estabilizar inicialmente el voltaje de CA o CC de entrada, lo que reduce el consumo de energía de los componentes de ajuste lineal y mejora la eficiencia del trabajo. Y asegure la alta precisión de la fuente de voltaje de salida y la alta estabilidad.
3. Elemento de ajuste lineal: Ajuste con precisión el voltaje de CC filtrado para que el voltaje de entrada cumpla con el valor requerido y los requisitos de precisión.
4. Circuito de filtro: puede prevenir y absorber la onda pulsante, la interferencia y el ruido de la fuente de alimentación de CC al máximo, para garantizar que el voltaje de salida de la fuente de alimentación de CC tenga baja ondulación, bajo ruido y baja interferencia.
5. Sistema de control de microcomputadora de un solo chip: el controlador de microprocesamiento de un solo chip compara, juzga, calcula, analiza y procesa las diversas señales detectadas, y luego emite las instrucciones de control correspondientes para hacer que el sistema de estabilización de voltaje general de la fuente de alimentación estabilizada de CC trabajar con normalidad y fiabilidad. ,coordinación.
6. Fuente de alimentación auxiliar y fuente de voltaje de referencia: proporciona una fuente de voltaje de referencia de alta precisión y la fuente de alimentación requerida para el funcionamiento del circuito electrónico para el sistema de estabilización de voltaje de CC.
7. Muestreo de voltaje y regulación de voltaje: detecte el valor de voltaje de salida de la fuente de alimentación regulada por CC y configure y ajuste el valor de voltaje de salida de la fuente de alimentación regulada por CC.
8. Circuito de comparación y amplificación: después de comparar el valor del voltaje de salida de la fuente de alimentación estabilizada de CC con el voltaje de la fuente de referencia para obtener la señal de voltaje de error, realice la retroalimentación de amplificación y controle el elemento de ajuste lineal para garantizar la estabilidad del voltaje de salida .
9. Circuito de detección de corriente: obtenga el valor de corriente de salida de la fuente de alimentación estabilizada de CC para obtener información de control de protección o limitación de corriente.
10. Circuito de accionamiento: circuito amplificador de potencia dispuesto para accionar el elemento ejecutable.
11. Pantalla: Visualización del valor de voltaje de salida y el valor de corriente de salida de la fuente de alimentación regulada por CC.
