BP Industrial Siemens SITOP 24VDC ca automatizarea procesului de alimentare cu energie secundară.
Unitatea de alimentare (PSU), - un dispozitiv pentru generarea unei tensiuni. Tensiunea sistemului necesar de la rețeaua electrică. In cele mai multe cazuri, surse de alimentare convertizor de alimentare cu curent de aprovizionare 220 V, 50 Hz (pentru România. Alte tari folosesc diferite niveluri și frecvențe) la un curent constant predeterminat.
Transformator PSU
Schema simplu transformator c BP-val redresor
O sursă de alimentare clasică este un transformator PD. În general, constă dintr-un transformator pas în jos sau un autotransformator. a cărui înfășurare primară este proiectat pentru tensiunea de alimentare. Apoi setați redresor. conversia AC DC (pulsatorie unidirecțional). In majoritatea cazurilor, este format dintr-un redresor cu diode (semiundă redresor) sau patru diode care formează o punte de diode (full-val redresor). Acesta este uneori folosit și alte circuite, de exemplu, un redresor de tensiune dublor. După set filtru redresor. fluctuații de netezire (ondulație). De obicei, acesta este doar un condensator de mare capacitate.
Filtre De asemenea, în circuitul poate fi instalat exploziile de zgomot de înaltă frecvență, protecție la scurtcircuit. stabilizatoare de tensiune și curent.
transformatoare Dimensiuni
Există o formulă, putem cu ușurință de ieșire din legile de bază ale ingineriei electrice (și ecuațiile lui Maxwell chiar)
unde n - numărul de rotații este de 1 volt (pe partea stângă a formulei este EMF bobinei, care este conform ecuației derivatului Maxwell al fluxului de flux magnetic este ceva în formă de păcat (f * t), în derivatul f luată în afara parantezelor), f - frecvența tensiunii alternative, S - aria secțiunii transversale a jugului, B - inducția magnetică în ea. Formula descrie amplitudinea B, mai degrabă decât valoarea instantanee.
Valoarea B este limitată în practică de mai sus apariția histerezis în miez, ceea ce duce la pierderea de magnetizare ciclică și supraîncălzirea transformatorului.
Presupunând că f este frecvența rețelei (50 Hz), singurele opțiuni disponibile pentru selecție în dezvoltarea transformatorului este S și n. In heuristics practica adoptată n = (55-70) / S cm ^ 2.
A crescut S înseamnă creșterea dimensiunii și greutatea transformatorului. Dacă vom urma calea de reducere a S, atunci înseamnă o creștere a n, care, în transformator de dimensiuni mici înseamnă mai puțină secțiune de sârmă (în caz contrar bobina nu se va potrivi pe miezul).
Creșterea n și secțiunea redusă înseamnă o creștere puternică a rezistenței activă a înfășurării. În transformatoare de mică putere, unde curentul prin bobina este mic, poate fi neglijată, dar cu o putere crescută crește curentul prin bobina si, la o rezistență ridicată la înfășurare, dispersează aceasta capacitate termică mare, ceea ce este inacceptabil.
Considerațiile de mai sus conduc la faptul că, la o frecvență de 50 Hz transformator este mare (zeci de wați) de putere poate fi implementată cu succes doar ca dimensiune și greutate mare (prin creșterea secțiunii rutiere S și n fire cu reducere).
Deci, du-te alt mod, și anume prin intermediul unei majorari de f în alimentarea cu energie modernă, și anume trecerea la sursa de alimentare de comutare. Aceste surse de alimentare de la ori mai ușoare (cu cea mai mare parte din greutatea cade pe cușca de ecranare) și dimensiuni mult mai mici decât cele clasice. În plus, acestea nu sunt pretentiosi la tensiunea de intrare și frecvența.
Avantaje transformator PSU
- simplitatea designului
- încredere
- Disponibilitatea bazei elementului
- Lipsa de interferență a creat (spre deosebire de interferență în impulsuri datorate componentelor armonice)
Dezavantaje transformator PSU
- O mulțime de greutate și dimensiuni, mai ales la mare putere
- conținut de metal
- Un compromis între eficiența reducerii și stabilitatea tensiunii de ieșire: pentru a furniza este necesar un stabilizator de tensiune stabil, care introduce pierderi suplimentare.
de alimentare cu energie în impulsuri
Diagrama schematică a mai simplu cu un singur ciclu de impuls BP
Surse de alimentare de comutare sunt sistemul invertor. Sursa de alimentare de comutare AC tensiunea de intrare este mai întâi rectificat. Tensiunea rezultată DC este convertită în impulsuri pătrat de înaltă frecvență și un anumit ciclu de lucru. sau furnizate transformatorului (în cazul alimentării cu energie în impulsuri izolate galvanic de la rețea) sau direct la ieșirea LPF (în alimentarea cu energie în impulsuri fără izolare galvanic). Alimentarea cu energie a impulsului poate fi folosit transformatoare de mici dimensiuni - acest lucru se datorează faptului că eficiența odată cu creșterea frecvenței transformatorului este crescut și a redus cererile dimensiunilor (secțiunea transversală) a miezului necesar pentru transmisia de putere echivalentă. In cele mai multe cazuri, acest nucleu poate fi format dintr-un material feromagnetic, spre deosebire de miezuri de transformator de joasă frecvență, care este folosit pentru oțelurile electrice.
Comutarea de alimentare de stabilizare a tensiunii este asigurată de feedback negativ. Feedback-ul permite de a menține tensiunea de ieșire la un nivel constant, indiferent relativ de variație de tensiune de intrare și sarcină. Feedback-ul poate fi aranjate în diferite moduri. În cazul surselor cu impulsuri izolate galvanic de la rețea metodele cele mai comune sunt utilizarea comunicațiilor prin intermediul unuia dintre înfășurările de ieșire ale transformatorului sau prin intermediul unui optocuplor. În funcție de mărimea semnalului de feedback (în funcție de tensiunea de ieșire) variază în ciclul de funcționare de impulsuri de ieșire de controler PWM. În cazul în care izolarea nu este necesară, este utilizat, în general, un simplu divizor rezistiv de tensiune. Astfel, sursa de alimentare menține o tensiune de ieșire stabilă.
Avantajele de alimentare cu energie în impulsuri
Comparabili stabilizatori de putere de ieșire cu stabilizatori de impulsuri corespunzătoare liniare au următoarele avantaje principale:
- greutate mai mică datorită faptului că odată cu creșterea frecvenței se poate utiliza transformatoare mai mici, cu aceeași putere transmisă. stabilizator liniar de masă constă în principal din transformatoare grele puternice de frecvență joasă putere și elemente de mare putere radiatoare forță care funcționează în modul liniar;
- eficiență semnificativ mai mare (până la 90-98%), datorită faptului că pierderea de bază în regulatorul de comutare asociate cu fenomene tranzitorii în momentele de comutare element cheie. Deoarece cele mai multe ori elementele cheie sunt într-una din stările stabile (adică, fie pornit sau oprit) pierderilor de energie reduse;
- costuri mai mici, datorită producției în masă a componentelor standardizate și dezvoltarea de tranzistori cheie de mare putere. În plus, trebuie remarcat în mod considerabil mai mic transformator de impulsuri de cost la o putere de transmisie comparabilă, precum și posibilitatea de a folosi elemente de putere mai puternice, deoarece modul lor de funcționare cheie;
- comparabil cu autoritățile de reglementare fiabilitate liniară. (Power Supplies echipamente informatice, echipamente de birou, aparate de uz casnic de comutare aproape exclusiv).
- gamă largă de tensiune și frecvență, imposibil de atins pentru o linie de preț comparabil. În practică, acest lucru înseamnă posibilitatea de a folosi aceeași sursă de alimentare în impulsuri pentru electronice digitale ușor de purtat în diferite țări - România / SUA / Anglia, mult diferite de tensiune și frecvență în prize standard.
- în prezența majorității circuitelor de protecție moderne, built-BP de la diferite situații neprevăzute, cum ar fi scurt-circuit și prin absența sarcinii pe ieșire.
Dezavantaje puls BP
- De lucru partea principală a circuitului fără izolare electrică de la rețea, care, în special, oarecum dificil de a repara astfel de BP;
- Fără excepție, toate sursele de alimentare de comutare sunt o sursă de zgomot de înaltă frecvență, deoarece este legată de însuși principiul muncii lor. Prin urmare, suprimarea interferenței este obligat să ia măsuri suplimentare de multe ori nu permit elimina complet interferențe. În acest sens, de multe ori aplicarea inacceptabilă alimentării cu energie în impulsuri pentru anumite tipuri de echipamente.
- Sistemele distribuite de alimentare cu energie: efect de armonice multiple trei. În prezența corectoare a factorului de putere eficiente și filtre în circuitele de intrare ale acestui deficit nu este de obicei relevant.