Ваш город: Москва

Импульсные конверторы напряжения

13.10.2011

Импульсный трансформатор представляет собой преобразователь, элемент управления которого функционирует в импульсном состоянии, постоянно замыкаясь и размыкаясь. Благодаря данной особенности работы подача тока происходит порционно.

Данная схема преобразователя напряжения применяется во многих бытовых электроприборах: в телевизорах, заряжающих устройствах для телефона, светодиодных лампах, компьютерной технике, бесперебойных источниках питания и т. д.

Схема преобразователя с обратным ходом проста и имеет следующие элементы:

  • электронный ключ (чаще всего его роль играет транзистор);
  • накопительный дроссель;
  • конденсатор;
  • диод.

Главный принцип функционирования преобразователя заключается в беспрерывной смене закрытия и открытия. При открытом состоянии транзистора возникает подача тока, при этом в дросселе накапливается энергия. При закрытии транзистора энергия через дроссель передается на конденсатор и нагрузку.

Операция происходит поэтапно:

  • 1 этап – при замкнутом транзисторе ток проходит через обмотку первичную, а накопление энергии происходит с трансформацией ее в магнитное поле;
  • 2 этап - транзистор разомкнут, подача тока в обмотку прекращается, однако энергия, аккумулированная в магнитном поле дросселя, продуцирует ток на обмотке вторичной. Возникает открытие диода, при этом в конденсаторе аккумулируется энергия, которая впоследствии будет применена для питания нагрузки на 1 этапе.

Простая схема устройства и незначительное количество электронных составляющих делают инверторы напряжения недорогими и надежными.

Основными достоинствами такого оборудования являются:

  • отсутствие чувствительности к коротким замыканиям на выходе;
  • делают невозможной передачу помех на нагрузку из сети;
  • позволяют регулировать напряжение на выходе в широком диапазоне.

При этом импульсные преобразователи имеют один недостаток – ограничение мощности до 200 Вт. Если требуются более мощные источники питания,

С учетом функциональных особенностей различают следующие типы схем:

  • понижающий преобразователь напряжения – задействован при нагрузках, которым для функционирования требуются большой уровень тока и низкий показатель напряжения;
  • повышающий трансформатор – востребован для питания потребителей, нуждающихся в напряжении, превышающем показатели, которые способен обеспечить источник энергии;
  • инвертирующий трансформатор – используется для получения напряжения с обратной полярностью.

У всех видов преобразователей напряжения есть несколько общих элементов:

  • блок питания;
  • коммутатор (он играет роль ключа);
  • индуктивное устройство для накопления энергии (дроссель, катушка индуктивности);
  • диод для выполнения блокировки;
  • фильтровый конденсатор (он включен параллельно с сопротивлением нагрузки).

Благодаря соединению перечисленных элементов в отличающихся вариантах последовательности можно получить любую их трех разновидностей преобразователя напряжения.

Регулировать показатели выходного напряжения такого устройства удается при помощи корректировки ширины импульсов. А его стабилизация возникает вследствие применения импульсных преобразователей.

Использование стандартных линейных стабилизаторов для подобных целей в таких случаях неоправданно, так как они характеризуются низким уровнем КПД.

Импульсные устройства напряжения подразделяют на:

  • стабилизаторы с широтно-импульсной модуляцией – подвергается изменениям продолжительность импульсов, при этом периодичность их возникновения остается без изменений;
  • выпрямители с частотно-импульсной модуляцией – происходит преобразование частоты управляющих импульсов, а их длительность не изменяется.

Также встречаются варианты импульсных стабилизаторов, которые имеют смешанное регулирование.

В основе функционирования DC/DC преобразователей заложено понятие самоиндукции. Прерывание тока, поступающего через индуктивную катушку, в магнитном поле, расположенном вокруг нее, появляется ЭДС, а на клеммах возникает напряжение, которое характеризуется наличием обратной полярности. Управление током и периодами переключения схемы позволяет осуществлять регулирование напряжения самоиндукции.

Главными рабочими параметрами всех разновидностей импульсных трансформаторов считаются:

  • напряжение на выходе – бывает фиксированным либо регулируемым в определенном промежутке;
  • напряжение на входе;
  • ток на выходе – поможет определить, какую величину нагрузки способен поддерживать источник питания;
  • стабилизация напряжения;
  • размеры пульсаций;
  • КПД.

При выборе генератора импульсов следует уделять особое внимание наличию и качеству систем, которые способны защитить от перегрузок, возможного перегрева и короткого замыкания. Также необходима гальваническая развязка, которая сделает невозможной подачу угрожающего входного напряжения.


Читайте также
Как правильно выбрать источник питания (выпрямитель) для гальваники
21.12.2020
Как правильно выбрать источник питания (выпрямитель) для гальваники
В статье рассмотрены особенности применения источников питания постоян...
Индикаторы емкости свинцовых аккумуляторов «Кулон» - вопросы и ответы (диалог со скептиком)
22.10.2014
Индикаторы емкости свинцовых аккумуляторов «Кулон» - вопросы и ответы (диалог со скептиком)
В статье даны ответы на наиболее часто возникающие вопросы о применени...
Как правильно выбрать бытовой стабилизатор напряжения
12.07.2012
Как правильно выбрать бытовой стабилизатор напряжения
В статье рассмотрены основные конструкции бытовых стабилизаторов перем...
Проектирование распределительных сетей объектов с учетом особенностей однофазных нелинейных нагрузок
27.07.2014
Проектирование распределительных сетей объектов с учетом особенностей однофазных нелинейных нагрузок
Расширяющиеся масштабы внедрения однофазных потребителей с нелинейным ...
ИБП: расчет мощности, времени работы
12.10.2011
ИБП: расчет мощности, времени работы
Многие пользователи электронной и компьютерной техники интересуют...
Источники питания для светодиодного освещения
12.07.2012
Источники питания для светодиодного освещения
Рассмотрены основные требования к источникам питания для светодиодных ...
Питание компьютерного и телекоммуникационного оборудования постоянным током
27.04.2016
Питание компьютерного и телекоммуникационного оборудования постоянным током
В статье приведен отчет об опыте эксплуатации различного компьютерного...
Источники бесперебойного питания — не защита от помех!
08.02.2013
Источники бесперебойного питания — не защита от помех!
Типичной ошибкой подавляющего большинства пользователей является устан...

Ваш или ближайший к вам город
Москва
Да, все верно
Выбрать другой
Ваш или ближайший к вам город