يتم استخدام مصدر طاقة التحويل لتحويل جهد الدخل إلى القيمة المطلوبة بواسطة العناصر الداخلية للجهاز. الاسم الآخر للمصادر النبضية ، الذي انتشر على نطاق واسع ، هو العاكسات.
محتوى
ما هذا؟
العاكس هو مصدر طاقة ثانوي يستخدم تحويل مزدوج لجهد دخل التيار المتردد. يتم تنظيم قيمة معلمات الخرج من خلال تغيير مدة (عرض) النبضات ، وفي بعض الحالات ، تكرار تكرارها. يسمى هذا النوع من التعديل بتعديل عرض النبضة.
مبدأ تشغيل مصدر طاقة التبديل
يعتمد تشغيل العاكس على تصحيح الجهد الأولي وتحويله الإضافي إلى سلسلة من النبضات عالية التردد. في هذا يختلف عن المحولات التقليدية.يتم استخدام جهد خرج الكتلة لتكوين إشارة ردود فعل سلبية ، مما يسمح لك بضبط معلمات النبضات. من خلال التحكم في عرض النبضات ، من السهل تنظيم استقرار وتعديل معلمات الخرج أو الجهد أو التيار. بمعنى أنه يمكن أن يكون مثبتًا للجهد ومثبتًا للتيار.
يمكن أن يختلف عدد وقطبية قيم الإخراج اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على كيفية عمل مصدر طاقة التبديل.
أنواع مختلفة من إمدادات الطاقة
تم استخدام عدة أنواع من المحولات ، والتي تختلف في مخطط بنائها:
- غير محول.
- محول.
الأول يختلف في أن تسلسل النبض ينتقل مباشرة إلى مقوم الإخراج ومرشح التنعيم للجهاز. مثل هذا المخطط يحتوي على الحد الأدنى من المكونات. يشتمل العاكس البسيط على دائرة متكاملة متخصصة - مولد عرض النبضة.
من عيوب الأجهزة التي لا تحتوي على محولات ، أهمها أنها لا تحتوي على عزل كلفاني عن التيار الكهربائي ويمكن أن تشكل خطر التعرض لصدمة كهربائية. أيضًا ، عادةً ما يكون لديهم طاقة منخفضة ويعطون جهد خرج واحد فقط.
الأكثر شيوعًا هي أجهزة المحولات التي يتم فيها تغذية قطار النبض عالي التردد إلى الملف الأساسي للمحول. يمكن أن يكون هناك العديد من اللفات الثانوية كما تريد ، مما يسمح لك بتوليد العديد من الفولتية الناتجة. يتم تحميل كل ملف ثانوي بمقوم خاص به وفلتر تنعيم.
تم بناء مصدر طاقة تحويل قوي لأي جهاز كمبيوتر وفقًا لمخطط يتمتع بدرجة عالية من الموثوقية والأمان. بالنسبة لإشارة التغذية المرتدة ، يتم استخدام جهد 5 أو 12 فولت هنا ، لأن هذه القيم تتطلب ثباتًا أكثر دقة.
إن استخدام المحولات لتحويل الجهد عالي التردد (عشرات الكيلو هرتز بدلاً من 50 هرتز) جعل من الممكن تقليل أبعادها ووزنها عدة مرات واستخدام ليس الحديد الكهربائي ، ولكن المواد المغناطيسية ذات القوة القسرية العالية كمادة أساسية ( الدائرة المغناطيسية).
محولات التيار المستمر مبنية أيضًا على أساس تعديل عرض النبضة. بدون استخدام دوائر العاكس ، ارتبط التحويل بصعوبات كبيرة.
مخطط PSU
تتضمن دائرة التكوين الأكثر شيوعًا لمحول النبض ما يلي:
- مرشح قمع ضوضاء الشبكة ؛
- المعدل.
- مرشح تنعيم
- محول عرض النبض
- الترانزستورات الرئيسية
- محول عالي التردد
- مقومات الإخراج
- مرشحات الإخراج الفردية والجماعية.
الغرض من مرشح منع الضوضاء هو تأخير التداخل من تشغيل الجهاز في التيار الكهربائي. يمكن أن يكون تبديل عناصر أشباه الموصلات للطاقة مصحوبًا بإنشاء نبضات قصيرة المدى في نطاق تردد واسع. لذلك ، من الضروري هنا استخدام العناصر المصممة خصيصًا لهذا الغرض كمكثفات تغذية لوحدات الترشيح.
يتم استخدام المقوم لتحويل جهد التيار المتردد إلى تيار مستمر ، ويقضي مرشح التنعيم التالي على تموج الجهد المعدل.
في حالة استخدام محول DC / DC ، يصبح المقوم والمرشح غير ضروريين ، ويتم تغذية إشارة الإدخال ، بعد أن اجتازت دوائر مرشح الضوضاء ، مباشرة إلى محول عرض النبض (المغير) ، والمختصر باسم PWM.
PWM هو الجزء الأكثر تعقيدًا في دائرة إمداد الطاقة بالتبديل. تشمل مهمتها:
- توليد نبضات عالية التردد ؛
- التحكم في معلمات خرج الكتلة وتصحيح تسلسل النبض وفقًا لإشارة التغذية المرتدة ؛
- التحكم والحماية من الحمل الزائد.
يتم تغذية إشارة PWM إلى مخرجات التحكم للترانزستورات الرئيسية القوية المتصلة في دائرة جسر أو نصف جسر. يتم تحميل مخرجات الطاقة الخاصة بالترانزستورات على الملف الأولي لمحول الخرج عالي التردد. بدلاً من الترانزستورات ثنائية القطب التقليدية ، يتم استخدام ترانزستورات IGBT أو MOSFET ، والتي تتميز بانخفاض الجهد المنخفض عبر التقاطعات والسرعة العالية. تساعد معلمات الترانزستور المحسّنة على تقليل تبديد الطاقة بنفس الأبعاد ومعلمات التصميم الفني.
يستخدم محول النبض الناتج نفس مبدأ التحويل مثل التقليدي. الاستثناء هو العمل بتردد أعلى. نتيجة لذلك ، فإن المحولات عالية التردد التي لها نفس القدرة المرسلة لها أبعاد أصغر.
يتم توفير الجهد من اللف الثانوي لمحول الطاقة (قد يكون هناك العديد) لمعدلات الإخراج. على عكس مقوم الإدخال ، يجب أن يكون لثنائيات المعدل في الدائرة الثانوية تردد تشغيل متزايد.تعمل ثنائيات شوتكي بشكل أفضل في هذا القسم من الدائرة. مزاياها على التقليدية:
- تردد التشغيل العالي
- انخفاض السعة تقاطع pn ؛
- انخفاض الجهد الصغير.
الغرض من مرشح خرج مصدر طاقة التبديل هو تقليل تموج جهد الخرج المعدل إلى الحد الأدنى المطلوب. نظرًا لأن تردد التموج أعلى بكثير من تردد التيار الكهربائي ، فلا داعي لقيم سعة كبيرة للمكثفات ومحاثة الملفات.
نطاق تحويل التيار الكهربائي
تستخدم محولات تبديل الجهد في معظم الحالات بدلاً من المحولات التقليدية ذات مثبتات أشباه الموصلات. بنفس القوة ، تكون المحولات ذات أبعاد ووزن إجمالي أصغر ، وموثوقية عالية ، والأهم من ذلك - كفاءة أعلى وقدرة على العمل في نطاق جهد دخل واسع. وبأبعاد مماثلة ، يكون الحد الأقصى لطاقة العاكس أعلى بعدة مرات.
في منطقة مثل التحويل المباشر للجهد ، لا يوجد بديل بديل عمليًا للمصادر النبضية وهي قادرة على العمل ليس فقط لخفض الجهد ، ولكن أيضًا لتوليد جهد متزايد ، لتنظيم تغيير القطبية. إن تردد التحويل العالي يسهل بشكل كبير ترشيح وتثبيت معلمات المخرجات.
تُستخدم المحولات صغيرة الحجم القائمة على الدوائر المتكاملة المتخصصة كشواحن لجميع أنواع الأجهزة ، وموثوقيتها هي أن عمر خدمة وحدة الشحن يمكن أن يتجاوز وقت تشغيل الجهاز المحمول عدة مرات.
يتم أيضًا إنشاء محركات طاقة 12 فولت لتشغيل مصادر إضاءة LED وفقًا لدائرة نبضية.
كيف تصنع مصدر طاقة تحويل بيديك
العواكس ، وخاصة القوية منها ، لديها دوائر معقدة ومتاحة للتكرار فقط من قبل هواة الراديو ذوي الخبرة. للتجميع الذاتي لمصادر طاقة الشبكة ، يمكننا أن نوصي بدوائر بسيطة منخفضة الطاقة باستخدام شرائح تحكم PWM متخصصة. تحتوي هذه الدوائر المتكاملة على عدد صغير من عناصر الربط ولديها دوائر تحويل نموذجية مثبتة والتي لا تتطلب عمليًا الضبط والضبط.
عند العمل مع الهياكل محلية الصنع أو إصلاح الأجهزة الصناعية ، يجب أن نتذكر أن جزءًا من الدائرة سيكون دائمًا في إمكانات الشبكة ، لذلك يجب مراعاة تدابير السلامة.
مقالات مماثلة:
