יודע הכל על מצב מתג ספק כוח

מעגל אספקת החשמל ממלא תפקיד חיוני בכל חשמל מעגל חשמלי לספק את החשמל למעגל הינשוף או לעומסים כמו מכונות, מחשבים וכו '. עומסים שונים אלה דורשים צורות שונות של כוח בטווחים ומאפיינים שונים. לכן, הכוח מומר לצורה הרצויה באמצעות ממירי הספק שונים. ביסודו של דבר, עומסים שונים עובדים עם סוגים שונים של ספקי כוח כמו SMPS (אספקת חשמל במצב מתג), אספקת חשמל AC, אספקת חשמל AC ל DC, ספק כוח לתכנות, מתח גבוה ספק כוח ואספקת חשמל ללא הפרעה.

ספק כוח למתג

מהו SMPS (ספק כוח בורר-מצב)?

SMPS מוגדר ככאשר אספקת החשמל כלולה בווסת המיתוג מהמרת חשמל ממצב אחד לצורה אחרת עם מאפיינים הכרחיים נקרא אספקת חשמל למתג. אספקת חשמל זו משמשת להשגת מתח o / p DC מוסדר ממתח i / p DC או AC ללא ויסות.

SMPS

SMPS הוא מעגל מסובך כמו ספקי כוח אחרים, הוא מספק ממקור לעומסים. MPS הוא חיוני עבור מכשירים חשמליים ואלקטרוניים שונים אשר צורכים חשמל וגם עבור תכנון פרויקטים אלקטרוניים.

טופולוגיות של SMPS

טופולוגיות של SMPS מסווגות לסוגים שונים כגון ממיר AC-DC, ממיר DC-DC, ממיר קדימה וממיר Flyback.

עקרון עבודה של ספק כוח במצב מתג

העבודה של טופולוגיות אספקת חשמל במצב מתג נדון להלן.

ממיר DC-DC SMPS עובד

במקור כוח זה, מתח DC גבוה נרכש ישירות ממקור כוח DC. לאחר מכן, מתח זרם DC זה מתח גבוה בדרך כלל בטווח של 15KHz-5KHz. ואז הוא מוזר ליחידת שנאי מדורגת של 50 הרץ. ה- o / p של השנאי הזה הוא מוזן למיישר , אותם כוח O / P המתוקן הזה משמש כמקור לעומסים, וזמן ON המתנד נשלט ונוצר לווסת לולאה סגורה.

ממיר DC ל- DC SMPS

אספקת החשמל המיתוגית o / p מוסדרת באמצעות אפנון רוחב הדופק המוצג במעגל שלעיל, המתג מונע על ידי מתנד PWM, ואז בעקיפין נשלט שנאי המדרגה כאשר הכוח המוזן לשנאי. לכן, o / p נשלט על ידי אפנון רוחב הדופק, שכן מתח o / p זה ואות PWM הם ביחס הפוך זה לזה. אם מחזור החובה הוא 50%, אז ההספק המקסימלי מועבר דרך השנאי, ואם מחזור החובה יורד, אז הכוח בשנאי יורד גם על ידי הקטנת פיזור ההספק.

ממיר AC -DC SMPS עובד

סוג זה של SMPS כולל AC i / p והוא מומר ל- DC באמצעות מיישר ומסנן. מתח DC לא מווסת זה מוזן ל תיקון גורמי כוח מעגלים כפי שהוא מושפע. הסיבה לכך היא שמסביב לשיאי המתח, המיישר שואב פעימות זרם קצרות בעלות אנרגיה בתדירות גבוהה משמעותית המשפיעה על גורם ההספק להפחתה.

ממיר AC ל- DC SMPS

זה כמעט קשור לממיר שנדון לעיל, אבל במקום אספקת החשמל DC, כאן השתמשנו ב- AC i / p. אז, התערובת של המיישר והמסנן, דיאגרמת חסימות זו משמשת להמרת ה- AC ל DC ופעולת המיתוג נעשית באמצעות מגבר MOSFET כוח. ה טרנזיסטור MOSFET צורכת עמידות נמוכה ויכולה לעמוד בזרמים גבוהים. תדירות המיתוג נבחרת כך שיש לשמור עליה נמוכה לבני אדם רגילים (מעל 20 קילוהרץ) ופעולת המיתוג נשלטת על ידי משוב באמצעות מתנד PWM.

שוב, מתח זרם זה מוזן ל o / p של השנאי המוצג באיור לעיל כדי לעלות או לרדת ברמות המתח. לאחר מכן, o / p של השנאי הזה מתוקן ומוחלק באמצעות פילטר o / p ומיישר. מתח ה- o / p נשלט על ידי מעגל משוב על ידי השוואתו למתח הייחוס.

ממיר Fly-back SMPS עובד

מעגל ה- SMPS בעל הספק o / p נמוך מאוד (פחות מ- 100 וואט) נקרא כממיר ה- Fly-back ממיר SMPS. סוג זה של SMPS הוא מעגל נמוך מאוד ופשוט בהשוואה למעגלי SMPS אחרים. סוג זה של SMPS משמש ליישומים בעלי צריכת חשמל נמוכה.

ממיר Fly-back מסוג SMPS

מתח ה- i / p הלא מווסת בעוצמה קבועה משתנה למתח o / p מועדף על ידי מעבר מהיר באמצעות MOSFET תדר ההחלפה הוא סביב 100 קילוהרץ. ניתן להשיג את בידוד המתח באמצעות שנאי. ניתן לשלוט על פעולת המתג באמצעות PWM תוך כדי ביצוע ממיר מעוף חזרה.

שנאי זבוב חוזר מראה מאפיינים שונים בהשוואה לשנאי רגיל. שנאי זבוב כולל שני פיתולים המשמשים כמשרן מצויד מגנטי. ה- o / p של שנאי זה מועבר דרך קבלים ו- דיודה לסינון וכן תיקון . כפי שמוצג באיור לעיל, ניתן לקחת את ה- o / p של ה- SMPS כמתח על פני קבלים המסננים.

ממיר קדימה סוג SMPS עובד

סוג זה של SMPS כמעט זהה לממיר לטוס חזרה מסוג SMPS. אבל, בסוג זה של SMPS, מחובר שלט ב o / p של סלילה משנית של השנאי כדי לשלוט על המתג. בהשוואה לממיר המעוף חזרה, מעגל הסינון והתיקון מסובך.

ממיר קדימה סוג SMPS

זה נקרא גם ממיר באק DC-DC, יחד עם שנאי המשמש לקנה מידה ובידוד. בנוסף לדיודת 'D1' וקבל 'C', משרן L & דיודה D מחובר בסוף ה- o / p. אם מתג 'S' מופעל, אז ה- i / p ניתן לפיתול הראשי של השנאי. לכן, מתח מוגדל מיוצר בסיבוב המשני של השנאי.

לכן, דיודת D1 מקדימה מוטה קדימה ומתח מוגדל מועבר דרך ה- LPF בהמשך לעומס. כאשר המתג S מופעל, הזרמים דרך הפיתול מגיעים לאפס, אולם לא ניתן לשנות את הזרם דרך המסנן האינדוקטיבי והעומס בקרוב, ונתיב מוצע לזרם זה על ידי דיודת החוף D2. על ידי שימוש במשרן המסנן, המתח הנדרש על פני דיודת D2 ושמירה על הכוח האלקטרומגנטי הנחוץ לשמירה על יציבות הזרם במסנן אינדוקטיבי. למרות שהזרם נופל כנגד מתח ה- o / p, כמעט מתח ה- o / p הקבוע מתקיים עם קיומו של המסנן הקיבולי הגדול. הוא משמש באופן קבוע ליישומי מיתוג שונים עם טווח הספק של 100 וואט עד 200 וואט.

זה הכל בערך ספק כוח למתג וסוגיו הכוללים ממיר באק, ממיר באק-בוסט ממיר מתנדנד עצמי, ממיר Boost, Cuk, Sepic, Boost-buck. אך, כמה סוגים של SMPS נדונים במאמר זה הם ממיר AC-DC, ממיר DC-DC, קדימה וממיר Fly-back. יתר על כן, כל מידע הנוגע לסוגי ה- SMPS, היה חופשי לתת את המשוב שלך על מנת לתת את הצעותיך, הערות בסעיף ההערות למטה.