החלפת ספקי כוח - עקרונות כלליים, יתרונות וחסרונות

היום כבר קשה למצוא שנאי ברזל בכל מכשיר ביתי או ספק כוח. בשנות ה-90, הם החלו לדעוך במהירות לעבר, ופינה את מקומם להחלפת ממירים או החלפת ספקי כוח (בקיצור SMPS).

מיתוג ספקי כוח עולים על השנאים מבחינת גודל, איכות מתח DC המתקבל, יש להם אפשרויות רחבות לוויסות מתח המוצא והזרם, והם מצוידים באופן מסורתי בהגנה מפני עומס יתר במוצא. ולמרות שמניחים שספקי כוח מיתוג הם הספקים העיקריים של הפרעות ברשת הביתית, לא ניתן להפוך את השימוש הנרחב שלהם.

אספקת שנאי:

זרם מיתוג:

מיתוג ספקי כוח חייבים את נוכחותם בכל מקום למתגי מוליכים למחצה— טרנזיסטורי אפקט שדה ו דיודה שוטקי... הטרנזיסטור בעל אפקט השדה, הפועל יחד עם משנק או שנאי, הוא הלב של כל ספק כוח מיתוג מודרני: בממירים, מכונות ריתוך, אל-פסק, ספקי כוח מובנים לטלוויזיות, מוניטורים וכו'. - כיום משתמשים רק במעגלי המרת דופק כמעט בכל מקום במתח.

עקרון הפעולה הכללי של ממיר פולסים מבוסס על חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית והוא דומה גם בזה עם כל שנאי... ההבדל היחיד הוא שמתח חילופין עם תדר רשת של 50 הרץ מופעל ישירות על הפיתול הראשוני של שנאי רשת קונבנציונלי ומומר ישירות (ואז, אם יש צורך, מתוקן), ובספק מתח מיתוג, מתח הרשת תחילה מתוקן ומומר ל-DC ולאחר מכן מומר לפולס שיש להגדיל או להקטין עוד יותר באמצעות מעגל מיוחד בתדר גבוה (בהשוואה לרשת 50 הרץ).

מעגל אספקת חשמל מיתוג כולל מספר רכיבים עיקריים: מיישר רשת, מתג (או מתגים), שנאי (או משנק), מיישר מוצא, יחידת בקרה ויחידת ייצוב והגנה. המיישר, המתג והשנאי (משנק) מהווים את הבסיס לחלק הכוח של מעגל ה-SMPS, בעוד שהבלוקים האלקטרוניים (כולל בקר PWM) שייכים למה שנקרא דרייבר.

אז, מתח הרשת מוזן דרך המיישר אל הקבל של מסנן הרשת, שבו בדרך זו מתקבל מתח קבוע, שהמקסימום שלו הוא בין 305 ל 340 וולט, בהתאם לערך הממוצע הנוכחי של מתח הרשת ( מ-215 עד 240 וולט).

המתח המיושר מופעל על הפיתול הראשוני של השנאי (משנק) בצורה של פולסים, שתדירות החזרה עליהם נקבעת בדרך כלל על ידי מעגל הבקרה המפתח, ומשך הזמן שלו נקבע על ידי הזרם הממוצע של העומס המסופק. .

מתג בתדר של כמה עשרות עד כמה מאות קילו-הרץ מחבר ומנתק את הפיתול הראשוני של השנאי או המשנק לקבל המסנן, ובכך הופך את המגנטיזציה של השנאי או ליבת המשנק.

ההבדל בין שנאי למשנק: במשנק מופרדים בזמן שלבי אגירת האנרגיה מהמקור לליבה והעברת האנרגיה מהליבה דרך הפיתול לעומס, בעוד שבשנאי זה קורה בו זמנית.

המשנק משמש בממירים ללא בידוד גלווני של טופולוגיות: boost - boost, step - down, וכן בממירים עם בידוד גלווני של טופולוגיה הפוכה. השנאי משמש בממירים עם בידוד גלווני של הטופולוגיות הבאות: גשר-מלא-גשר, חצי-גשר-חצי-גשר, דחיפה-משיכה-דחיפה-משיכה, קדימה-קדימה.

המתג יכול להיות יחיד (ממיר buck-up, ממיר קדימה, בוסט או buck converter ללא בידוד גלווני) או שחלק הכוח יכול לכלול מספר מתגים (חצי גשר, גשר, דחיפה).

מעגל הבקרה של המתג/ים מקבל מהמוצא של המקור אות משוב למתח או למתח וזרם העומס, בהתאם לערך האות הזה, רוחב (מחזור העבודה) של הפולס, אשר שולט על משך המצב המוליך של המתג מותאם אוטומטית.

הפלט מסודר כדלקמן. מהפיתול המשני של השנאי או המשרן, או מהפיתול הבודד של המשרן (אם אנחנו מדברים על ממיר ללא בידוד גלווני), דרך דיודות שוטקי של מיישר גל מלא, מסופק למסנן מתח דופק. קַבָּל.

יש גם מחלק מתח שממנו מתקבל אות משוב המתח, וייתכן שגם חיישן זרם קיים. העומס מחובר לקבל המסנן באמצעות מסנן יציאה נמוך מעבר או ישירות.