Пятница, 14 Декабря 2018, 22:30
Меню сайта
Доп. меню
Каталог схем
Категории раздела
Статьи [29]
Статистика
Вы вошли как
Гость
Группа
Гости
Ваш IP
54.221.147.93
Ваш браузер


Узнать больше

Сейчас на сайте
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Праздники
Праздники сегодня и завтра
Наши книги




Книга добавлена:
08 Марта 2010
20789
Антенны
Самодельные ТВ-антенны и усилители

Книга добавлена:
03 Апреля 2010
2527
Микроконтроллеры
Создаем устройства на микроконтроллерах

Книга добавлена:
13 Января 2010
3494
Справочники
Маркировка радиодеталей.

Книга добавлена:
14 Января 2010
3249
Книги
Радиожуки своими руками

Книга добавлена:
11 Марта 2010
2252
Антенны
Спутниковые технологии – это просто


Главная » Файлы » Интересные статьи » Статьи

Основные принципы работы импульсного блока питания - ИБП
11 Ноября 2012, 21:07
Основные принципы работы импульсного блока питания - ИБП 


Здесь мы поговорим об импульсных блоках питания (ИБП), которые на сегодняшний день получили самое широкое распространение и с успехом используются во всех современных радиоэлектронных устройствах.

Прежде всего, эта статья посвящена для начинающих специалистов по ремонту электронной техники, поэтому материал будет изложен в упрощенной форме и поможет понять основные принципы работы ИБП.

Основной принцип, положенный в основу работы ИБП заключается в преобразовании сетевого переменного напряжения (50 Гц) в переменное высокочастотное напряжение прямоугольной формы, которое трансформируется до требуемых значений, выпрямляется и фильтруется.

Преобразование осуществляется с помощью мощного транзистора, работающего в режиме ключа и импульсного трансформатора, вместе образующих схему ВЧ преобразователя. Что касается схемного решения, то здесь возможны два варианта преобразователей: первый –выполняется по схеме импульсного автогенератора (например, такой использовался в ИБП телевизоров 3 – 4 УСЦТ) и второй – с внешним управлением (используется в большинстве современных радиоэлектронных устройств).

Поскольку частота преобразователя обычно выбирается от 18 до 50 кГц, то размеры импульсного трансформатора, а, следовательно, и всего блока питания достаточно компактны, что является немаловажным параметром для современной аппаратуры.

Упрощенная схема импульсного преобразователя с внешним управлением приведена на рисунке 1.


Рисунок 1.

Преобразователь выполнен на транзисторе VT1 и трансформаторе Т1. Сетевое напряжение через сетевой фильтр (СФ) подается на сетевой выпрямитель (СВ), где оно выпрямляется, фильтруется конденсатором фильтра Сф и через обмотку W1 трансформатора Т1 подается на коллектор транзистора VT1. При подаче в цепь базы транзистора прямоугольного импульса, транзистор открывается и через него протекает нарастающий ток Iк. Этот же ток будет протекать и через обмотку W1 трансформатора Т1, что приведет к тому, что в сердечнике трансформатора увеличивается магнитный поток, при этом во вторичной обмотке W2 трансформатора наводится ЭДС самоиндукции. В конечном итоге на выходе диода VD появиться положительное напряжение. При этом если мы будем увеличивать длительность импульса приложенного к базе транзистора VT1, во вторичной цепи будет увеличиваться напряжение, т.к энергии будет отдаваться больше, а если уменьшать длительность, соответственно напряжение будет уменьшаться. Таким образом, изменяя длительность импульса в цепи базы транзистора, мы можем изменять выходные напряжения вторичной обмотки Т1, а следовательно осуществлять стабилизацию выходных напряжений БП. Единственное что для этого необходимо - схема, которая будет формировать импульсы запуска и управлять их длительность (широтой). В качестве такой схемы используется ШИМ контроллер. ШИМ – широтно – импульсная модуляция. В состав ШИМ контроллера входит задающий генератор импульсов (определяющий частоту работы преобразователя), схемы защиты, контроля и логическая схема, которая и управляет длительностью импульса.

Для стабилизации выходных напряжений ИБП, схема ШИМ контроллера «должна знать» величину выходных напряжений. Для этих целей используется цепь слежения (или цепь обратной связи), выполненная на оптопаре U1 и резисторе R2. Увеличение напряжения во вторичной цепи трансформатора Т1 приведет к увеличению интенсивности излучения светодиода, а следовательно уменьшению сопротивления перехода фототранзистора (входящих в состав оптопары U1). Что в свою очередь, приведет к увеличению падения напряжения на резисторе R2, который включен последовательно фототранзистору и уменьшению напряжения на выводе 1 ШИМ контроллера. Уменьшение напряжения заставляет логическую схему, входящую в состав ШИМ контроллера, увеличивать длительность импульса до тех пор, пока напряжение на 1-м выводе не будет соответствовать заданным параметрам. При уменьшении напряжения – процесс обратный.

В ИБП используются два принципа реализации цепей слежения – «непосредственный» и «косвенный». Выше описанный метод называется «непосредственный», так как напряжение обратной связи снимается непосредственно с вторичного выпрямителя. При «косвенном» слежении напряжение обратной связи снимается с дополнительной обмотки импульсного трансформатора (рисунок 2).


Рисунок 2.

Уменьшение или увеличение напряжения на обмотке W2, приведет к изменению напряжения и на обмотке W3, которое через резистор R2 также приложено к выводу 1 ШИМ контроллера.

С цепью слежения я думаю, разобрались, теперь давайте рассмотрим такую ситуацию как короткое замыкание (КЗ) в нагрузке ИБП. В этом случае вся энергия, отдаваемая во вторичную цепь ИБП, будет теряться и напряжение на выходе будет практически равно нулю. Соответственно схема ШИМ контроллера будет пытаться увеличить длительность импульса для того, что бы поднять уровень этого напряжения до соответствующего значения. В итоге транзистор VT1 будет все дольше и дольше находиться в открытом состоянии, и через него будет увеличиваться протекающий ток. В конце концов, это приведет к выходу из строя этого транзистора. В ИБП предусмотрена защита транзистора преобразователя от перегрузок по току в таких нештатных ситуациях. Основу ее составляет резистор Rзащ, включенный последовательно в цепь, по которой протекает ток коллектора Iк. Увеличение тока Iк протекающего через транзистор VT1, приведет к увеличению падения напряжения на этом резисторе, а, следовательно, напряжение, подаваемое на вывод 2 ШИМ контроллера также будет уменьшаться. Когда это напряжение снизится до определенного уровня, который соответствует максимально допустимому току транзистора, логическая схема ШИМ контроллера прекратит формирование импульсов на выводе 3 и блок питания перейдет в режим защиты или другими словами отключится.

В заключении хотелось более подробно остановиться на достоинствах ИБП. Как уже упоминалось, частота импульсного преобразователя достаточно высока, в связи с чем, габаритные размеры импульсного трансформатора уменьшены, а значит, как это не парадоксально звучит, стоимость ИБП меньше традиционного БП т.к. меньше расход металла на магнитопровод и меди на обмотки, даже не смотря на то, что количество деталей в ИБП увеличивается. Еще одним из достоинств ИБП является малая, по сравнению с обычным БП, емкость конденсатора фильтра вторичного выпрямителя. Уменьшение емкости стало возможным за счет увеличения частоты. И, наконец, КПД импульсного блока питания доходит до 80%. Связано это с тем, что ИБП потребляет энергию электрической сети только во время открытого транзистора преобразователя, при его закрытии энергия в нагрузку отдается за счет разряда конденсатора фильтра вторичной цепи.
К недостаткам можно отнести усложнение схемы ИБП и увеличение импульсных помех излучаемым ИБП. Увеличение помех связано с тем, что транзистор преобразователя работает в ключевом режиме. В таком режиме транзистор является источником импульсных помех, возникающих в моменты переходных процессов транзистора. Это является недостатком любого транзистора работающего в ключевом режиме. Но если транзистор работает с малыми напряжениями (например, транзисторная логика с напряжением в 5В) это не страшно, в нашем же случае напряжение, приложенное к коллектору транзистора, составляет, примерно 315 В. Для борьбы с этими помехами в ИБП используются более сложные схемы сетевых фильтров, чем в обычном БП.

Виктор Малышев
Источник: http://radioginn.ucoz.ru

Категория: Статьи | Добавил: Volt | Теги: БП, ИБП
Просмотров: 45898 | ID материала: 371 | Комментарии: 10 | Рейтинг: 4.3/25
Всего комментариев: 7
7 CPROantetry  
Мы фирма ведет свою деятельность в сфере оказания услуг по проектированию. Необходимойзадачей специализированной компании несомненно является осуществление действенноuj процесса управления, направленного на возвышениекапитализации объектастроительства и понижение при этом эксплуатационного дохода Клиента. Осуществляем консалтинг по Анализ проектной документации, проектирование по Рабочая документацияа также занимаемся Консалтингом . Компетентность сотрудников и общеустановленные стандарты хорошего качества, введённые в производственной компании, дозволяют удерживать потребительское качество оказываемых сервисных услуг на наиболее самом высоком уровне. По причине выработанной в этой торговые фирмы сильной индустриальной базе, работы на объектах производятся действенно, а заштатные и аварийные проблемы устраняются в кротчайшие сроки.


внесение изменений в генеральный план
- https://contrpro.ru/konsalting/ur-lica/vnesenie-izmenenij-v-pzz-i-gp-pravila-zastrojki-i-zemlepolzovaniya-i-generalnyj-p lan/
- внесение изменений в пзз

6 CPROantetry  
Мы воплотит в жизнь свою деятельность в сфере оказания услуг по ввода в эксплуатацию объектов. Необходимойзадачей предприятия является формирование радикального процесса управления, направленного на возвышениекапитализации объектастроительства и понижение при этом эксплуатационного бюджета Заказчика. Осуществляем консалтинг по Аутсорсинг, проектирование по Рабочая документацияа также занимаемся Консалтингом инжиниринговых решений на ранних стадиях реализации проекта . Компетентность служащих и определенные стандарты хорошего качества, введённые в этой компании, дают возможность держать качество предоставляемых работ на самом высочайшем уровне. Из-за выработанной в этой производственной компании мощной промышленной базе, работы на объектах изготавливаются производительно, а внештатные и аварийные случаи находят решение в кротчайшие сроки.


внесение изменений в пзз
- https://contrpro.ru/konsalting/ur-lica/vnesenie-izmenenij-v-pzz-i-gp-pravila-zastrojki-i-zemlepolzovaniya-i-generalnyj-p lan/
- внесение изменений в генеральный план

5 OPDAdvotly  
Интернет-магазин "подарки.shop" – это самый лучший выбор подарков для детей, а также их родителей. Здесь вы увидите игры, глобусы, подарочные наборы, книги, скатерти, подтарельники, пазлы, карты мира и многое другое. При этом в каждой из этих категорий есть большое количество подпунктов, которые могут удовлетворить самые разнообразные потребности. Так, только в категории глобусы есть и глобусы на батарейках, и глобусы с двойной картой, и физические глобусы, и политические глобусы, и школьные глобусы, и рельефные глобусы, и детские глобусы, и глобусы с подсветкой. Кроме того, иногда у нас ищут глобус на деревянной подставке, такие тоже есть. В общем, как мы видим на своем опыте, глобусы на подарки – это довольно таки популярный вариант. Схожим вариантом являются и карты мира. У нас вы найдете настенные карты, физическая карта мира, политическая карта мира, карты мира на рейках, карты в багете, особо популярные сейчас - скретч карты, и даже такой необычный вариант, как скатерти с картой мира. Также есть детская карта мира и детские атласы.
Конечно же, говоря о подарках невозможно не вспомнить про книги. У нас вы можете подобрать книги различнейших направлений: книги для детей, развивающие книги, развлекательные и художественные книги.
"Подарки.shop" – прекрасный помощник при поиске подарка по любому поводу и даже без него. Очень часто к нам обращаются, когда ищут подарки для детей в садик, особенно подарки в садик для детей на выпускной.
Магазин для детей: https://подарки.shop - глобусы с подсветкой

4 OPDAdvotly  
Интернет-магазин "подарки.shop" – это широчайший ассортимент подарков для детей и родителей. Здесь вы увидите игры, глобусы, подарочные наборы, книги, скатерти, подтарельники, пазлы, карты мира и многое другое. При этом в каждой из этих категорий есть большое количество подпунктов, которые могут удовлетворить самые разнообразные запросы. Так, только в категории глобусы есть и глобусы на батарейках, и глобусы с двойной картой, и физические глобусы, и политические глобусы, и школьные глобусы, и рельефные глобусы, и детские глобусы, и глобусы с подсветкой. Кроме того, иногда у нас ищут глобус на деревянной подставке, такие тоже есть. В общем, как мы делаем вывод со своего опыта, глобусы на подарки – это очень популярный вариант. Схожим вариантом являются и карты мира. Мы представляем настенные карты, физическая карта мира, политическая карта мира, карты мира на рейках, карты в багете, особо популярные в последнее время - скретч карты, и даже такой необычный вариант, как скатерти с картой мира. Также есть детская карта мира и детские атласы.
Конечно же, говоря о подарках невозможно забыть про книги. В магазине"подарки.shop" вы можете подобрать книги различнейших направлений: книги для детей, развивающие пособия, развлекательные и художественные книги.
"Подарки.shop" – прекрасный помощник при поиске подарка по любому поводу и даже без него. Очень часто к нам обращаются, когда ищут подарки для детей в садик, особенно подарки в садик для детей на выпускной.
Книги Подарки.Shop: https://подарки.shop - детская карта мира

3 Vitaliytax  
https://youtu.be/DLZRhrhLIWQ - Что такое кадастровая стоимость

2 220ампер  
Кто собирал эту схему? http://radiohome.ru/news/moshhnyj_blok_pitanija_12_volt_s_maksimalnoj_nagruzkoj_do_10_amper/2016-07-07-74

1 Woya  
Спасибо, все доступно изложено!

Имя *:
Email *:
Код *:




Корзина
Ваша корзина пуста
Поиск по сайту
Для корректного поиска вводите в поисковую форму не более 20-25 символов.


Форма входа
Наш опрос
Как вы нас нашли?
Всего ответов: 406
Рекомендуем
Полезно знать!

Распространённое мнение о безопасности тока силой менее 100 миллиампер — опасное заблуждение.

Советуем посетить

Пользователю
Почта на Майл.ру
Поисковик Google
Поисковик Yandex
Энциклопедия Википедия
Погода на Гисметео

Радиолюбителю
Паяльник
Электронный портал
Сервер радиолюбителей
РадиоКОТ

Поддержка сайта

Вы можете поддержать сайт напрямую через наши платежные реквизиты

WebMoney
Z355095169785
R218396818010
E144063919939

Все средства полученные от пользователей сайта будут использованы исключительно для поддержки и дальнейшего развития сайта.
Популярные схемы
1
Блоки питания
Простой импульсный блок питания 200 Вт
Просмотры: 88326
2
Схемы на МК
Вольтметр на микроконтроллере AVR
Просмотры: 48217
3
Схемы на МК
Микропроцессорный импульсный металлоискатель (с печатной платой)
Просмотры: 46954
4
Блоки питания
Лабораторный БП
Просмотры: 36305
5
Схемы на МК
Термометр меньше не бывает на Attiny2313
Просмотры: 36125
6
Преобразователи UPSы
Преобразователь 12-220В для питания ЛДС из компьютерного БП
Просмотры: 33109
7
Преобразователи UPSы
Преобразователь питания на MC34063
Просмотры: 32247
8
Программаторы
Самодельный программатор-отладчик PICkit 2
Просмотры: 30842
9
Схемы на МК
mp3 плеер на картах памяти
Просмотры: 30645
10
Схемы на МК
Простой цифровой вольтметр ch-c3200
Просмотры: 29030
Друзья и партнеры






Популярный Soft
1
Радиолюбительский софт
Pony Prog 2000
Просмотры: 22356
2
Радиолюбительский софт
Sprint-Layout 5.0 RUS (Portable)
Просмотры: 18074
3
Справочники
Аналоги микросхем
Просмотры: 15499
4
Радиолюбительский софт
Electronics Workbench 5.12
Просмотры: 14463
5
Радиолюбительский софт
Сборник программ симуляторов для микроконтроллеров
Просмотры: 14065
Счетчики сайта




Рейтинг Сайтов YandeG

Вся статистика общедоступна

Ошибки и опечатки
Система Orphus
Каталогизация схем, книг, программ по электронике и электротехнике.
Портал радиолюбителей DIOD © 2009 - 2018