Thực đơn
trang chủTiểu sử

Các loại nguồn điện chuyển mạch. Chuyển mạch nguồn điện, lý thuyết và các mạch đơn giản


  • Giới thiệu
  • Phần kết luận

Giới thiệu

Bộ nguồn chuyển mạch hiện đang tự tin thay thế các bộ nguồn tuyến tính lỗi thời. Lý do là hiệu suất cao, độ nhỏ gọn và các đặc tính ổn định được cải thiện vốn có của các bộ nguồn này.

Với những thay đổi nhanh chóng về nguyên tắc cung cấp điện cho các thiết bị điện tử gần đây, thông tin về tính toán, xây dựng và sử dụng nguồn điện chuyển mạch ngày càng trở nên phù hợp.

Gần đây, việc chuyển đổi nguồn điện đã trở nên phổ biến đặc biệt đối với các chuyên gia trong lĩnh vực điện tử và kỹ thuật vô tuyến cũng như trong sản xuất công nghiệp. Đã có xu hướng từ bỏ các bộ biến áp cồng kềnh tiêu chuẩn và chuyển sang các thiết kế cỡ nhỏ của bộ nguồn chuyển mạch, bộ chuyển đổi điện áp, bộ chuyển đổi và bộ biến tần.

Nhìn chung, chủ đề chuyển đổi nguồn điện khá phù hợp và thú vị, đồng thời là một trong những lĩnh vực quan trọng nhất của điện tử công suất. Lĩnh vực điện tử này đầy hứa hẹn và đang phát triển nhanh chóng. Và mục tiêu chính của nó là phát triển các thiết bị điện mạnh mẽ đáp ứng các yêu cầu hiện đại về độ tin cậy, chất lượng, độ bền, giảm thiểu trọng lượng, kích thước, năng lượng và tiêu thụ vật liệu. Cần lưu ý rằng hầu hết tất cả các thiết bị điện tử hiện đại, bao gồm tất cả các loại máy tính, thiết bị âm thanh, video và các thiết bị hiện đại khác, đều được cung cấp năng lượng từ nguồn điện chuyển mạch nhỏ gọn, điều này một lần nữa khẳng định tầm quan trọng của sự phát triển hơn nữa của lĩnh vực nguồn điện này. .

1. Nguyên lý hoạt động của bộ nguồn chuyển mạch

Nguồn điện chuyển mạch là một hệ thống biến tần. Khi chuyển đổi nguồn điện, điện áp đầu vào AC trước tiên được chỉnh lưu. Điện áp DC thu được được chuyển đổi thành các xung hình chữ nhật có tần số cao và một chu kỳ nhiệm vụ nhất định, được cung cấp cho máy biến áp (trong trường hợp nguồn điện dạng xung có cách ly điện với mạng cung cấp) hoặc trực tiếp đến bộ lọc thông thấp đầu ra (trong nguồn điện xung không có cách ly điện). Trong nguồn điện xung, có thể sử dụng máy biến áp cỡ nhỏ - điều này được giải thích là do tần số ngày càng tăng, hiệu suất của máy biến áp tăng lên và yêu cầu về kích thước (tiết diện) của lõi cần truyền tải công suất tương đương sẽ giảm. Trong hầu hết các trường hợp, lõi như vậy có thể được làm bằng vật liệu sắt từ, trái ngược với lõi của máy biến áp tần số thấp sử dụng thép điện.

Hình 1 - Sơ đồ khối của nguồn điện chuyển mạch

Điện áp nguồn được cung cấp cho bộ chỉnh lưu, sau đó nó được làm mịn bằng bộ lọc điện dung. Từ tụ lọc có điện áp tăng lên, điện áp chỉnh lưu qua cuộn dây máy biến áp được cung cấp cho cực thu của bóng bán dẫn, hoạt động như một công tắc. Thiết bị điều khiển đảm bảo bật tắt định kỳ của bóng bán dẫn. Để khởi động nguồn điện một cách đáng tin cậy, người ta sử dụng bộ tạo dao động chính được chế tạo trên vi mạch. Các xung được cung cấp tới đế của bóng bán dẫn chính và bắt đầu chu trình vận hành máy phát điện tự động. Thiết bị điều khiển có nhiệm vụ giám sát mức điện áp đầu ra, tạo ra tín hiệu lỗi và thường trực tiếp điều khiển phím. Vi mạch dao động chính được cấp nguồn bằng một chuỗi điện trở trực tiếp từ đầu vào của điện dung lưu trữ, ổn định điện áp với điện dung tham chiếu. Bộ tạo dao động chính và bóng bán dẫn chính của mạch thứ cấp chịu trách nhiệm vận hành bộ ghép quang. Các bóng bán dẫn chịu trách nhiệm vận hành bộ ghép quang càng mở thì biên độ xung phản hồi càng nhỏ, bóng bán dẫn điện sẽ tắt càng sớm và càng tích tụ ít năng lượng trong máy biến áp, điều này sẽ ngăn chặn sự tăng điện áp ở đầu ra của nguồn. Chế độ hoạt động của nguồn điện đã xuất hiện, trong đó bộ ghép quang đóng vai trò quan trọng như bộ điều chỉnh và quản lý điện áp đầu ra.

Thông số kỹ thuật của nguồn điện công nghiệp nghiêm ngặt hơn so với nguồn điện gia dụng thông thường. Điều này không chỉ được thể hiện ở chỗ có điện áp ba pha cao ở đầu vào của nguồn điện mà còn ở chỗ các nguồn điện công nghiệp phải duy trì hoạt động ngay cả khi điện áp đầu vào có độ lệch đáng kể so với giá trị danh nghĩa. , bao gồm sụt và tăng điện áp, cũng như mất một hoặc nhiều pha.

Hình 2 - Sơ đồ nguồn điện chuyển mạch.

Đề án hoạt động như sau. Đầu vào ba pha có thể được thực hiện ở dạng ba dây, bốn dây hoặc thậm chí một pha. Bộ chỉnh lưu ba pha bao gồm các điốt D1 - D8.

Điện trở R1 - R4 có tác dụng bảo vệ đột biến. Việc sử dụng các điện trở bảo vệ có khả năng cắt quá tải khiến việc sử dụng các cầu chì riêng biệt không cần thiết. Điện áp chỉnh lưu đầu vào được lọc bằng bộ lọc hình chữ U gồm C5, C6, C7, C8 và L1.

Điện trở R13 và R15 cân bằng điện áp trên các tụ lọc đầu vào.

Khi MOSFET của chip U1 mở ra thì điện thế nguồn Q1 giảm, dòng cổng được cung cấp lần lượt bởi các điện trở R6, R7 và R8, điện dung của các chuyển tiếp VR1... VR3 mở khóa Q1. Diode Zener VR4 giới hạn điện áp cổng nguồn cấp vào Q1. Khi MOSFET U1 tắt, điện áp xả được giới hạn ở mức 450 volt bởi mạch giới hạn VR1, VR2, VR3. Bất kỳ điện áp bổ sung nào ở cuối cuộn dây sẽ bị tiêu tán bởi Q1. Kết nối này phân phối hiệu quả tổng điện áp chỉnh lưu trên Q1 và U1.

Mạch hấp thụ VR5, D9, R10 hấp thụ điện áp vượt quá trên cuộn sơ cấp do rò rỉ cảm ứng của máy biến áp trong hành trình ngược.

Việc chỉnh lưu đầu ra được thực hiện bởi diode D1. C2 - bộ lọc đầu ra. L2 và C3 tạo thành tầng lọc thứ hai nhằm giảm sự mất ổn định điện áp đầu ra.

VR6 bắt đầu hoạt động khi điện áp đầu ra vượt quá mức sụt giảm trên VR6 và bộ ghép quang. Sự thay đổi điện áp đầu ra gây ra sự thay đổi dòng điện chạy qua diode ghép quang U2, từ đó gây ra sự thay đổi dòng điện qua bóng bán dẫn của bộ ghép quang U2. Khi dòng điện này vượt quá ngưỡng ở chân FB của U1, chu kỳ nhiệm vụ tiếp theo sẽ bị bỏ qua. Mức điện áp đầu ra quy định được duy trì bằng cách điều chỉnh số chu kỳ làm việc bị bỏ lỡ và hoàn thành. Khi chu kỳ làm việc đã bắt đầu, nó sẽ kết thúc khi dòng điện qua U1 đạt đến giới hạn bên trong đã đặt. R11 giới hạn dòng điện qua bộ ghép quang và đặt mức tăng phản hồi. Điện trở R12 cung cấp độ lệch cho VR6.

Mạch này được bảo vệ khỏi đứt vòng phản hồi, đoản mạch đầu ra và quá tải nhờ các chức năng được tích hợp trong U1 (LNK304). Vì vi mạch được cấp nguồn trực tiếp từ chốt thoát nước của nó nên không cần phải có cuộn dây nguồn riêng.

Khi chuyển đổi nguồn điện, ổn định điện áp được đảm bảo thông qua phản hồi âm. Phản hồi cho phép bạn duy trì điện áp đầu ra ở mức tương đối ổn định, bất kể sự biến động của điện áp đầu vào và kích thước tải. Phản hồi có thể được tổ chức theo nhiều cách khác nhau. Trong trường hợp nguồn xung có cách ly điện với mạng cung cấp, các phương pháp phổ biến nhất là sử dụng giao tiếp thông qua một trong các cuộn dây đầu ra của máy biến áp hoặc sử dụng bộ ghép quang. Tùy thuộc vào cường độ của tín hiệu phản hồi (tùy thuộc vào điện áp đầu ra), chu kỳ hoạt động của các xung ở đầu ra của bộ điều khiểnPWM thay đổi. Nếu không cần phải tách rời thì theo quy định, một bộ chia điện áp điện trở đơn giản sẽ được sử dụng. Nhờ đó, nguồn điện duy trì được điện áp đầu ra ổn định.

2. Các thông số và đặc tính cơ bản của bộ nguồn chuyển mạch

Việc phân loại nguồn điện chuyển mạch (SMPS) được thực hiện theo một số tiêu chí chính:

Theo loại điện áp đầu vào và đầu ra;

Theo kiểu chữ;

Theo hình dạng của điện áp đầu ra;

Theo loại mạch cung cấp;

Bằng điện áp tải;

Bằng công suất tải;

Theo loại dòng tải;

Theo số lần thoát;

Về độ ổn định điện áp trên tải.

Theo loại điện áp đầu vào và đầu ra

1. AC/DC là bộ chuyển đổi điện áp xoay chiều sang một chiều. Những bộ chuyển đổi như vậy được sử dụng trong nhiều lĩnh vực - tự động hóa công nghiệp, thiết bị viễn thông, thiết bị đo đạc, thiết bị xử lý dữ liệu công nghiệp, thiết bị an ninh, cũng như thiết bị chuyên dụng.

2. DC/DC là bộ chuyển đổi DC/DC. Bộ chuyển đổi DC/DC như vậy sử dụng máy biến áp xung có hai cuộn dây trở lên và không có kết nối giữa mạch đầu vào và đầu ra. Máy biến áp xung có sự chênh lệch điện thế lớn giữa đầu vào và đầu ra của bộ chuyển đổi. Một ví dụ về ứng dụng của chúng có thể là bộ cấp nguồn (PSU) cho đèn nháy ảnh dạng xung có điện áp đầu ra khoảng 400 V.

3. DC/AC là bộ chuyển đổi DC-AC (biến tần). Lĩnh vực ứng dụng chính của bộ biến tần là làm việc trong toa xe lửa và các phương tiện khác có mạng lưới cấp nguồn DC trên tàu. Chúng cũng có thể được sử dụng làm bộ chuyển đổi chính như một phần của nguồn điện dự phòng.

Khả năng quá tải cao cho phép cấp nguồn cho nhiều loại thiết bị, bao gồm cả động cơ tụ điện cho máy nén lạnh và điều hòa không khí.

Theo loại hình IIP được phân loại như sau:

bộ chuyển đổi flyback;

bộ chuyển đổi xung thuận (forwardconverter);

bộ chuyển đổi có đầu ra kéo đẩy;

bộ chuyển đổi có đầu ra nửa cầu (halfbridgeconverter);

bộ chuyển đổi có đầu ra cầu (fullfbridgeconverter).

Theo hình dạng điện áp đầu ra IIP được phân loại như sau:

1. Với sóng hình sin biến đổi

2. Với hình sin có hình dạng đúng.

Hình 3 - Dạng sóng đầu ra

Theo loại mạch cung cấp:

SMPS sử dụng năng lượng điện thu được từ mạng điện xoay chiều một pha;

SMPS sử dụng năng lượng điện thu được từ mạng điện xoay chiều ba pha;

SMPS sử dụng năng lượng điện từ nguồn điện một chiều tự trị.

Theo điện áp tải:

Theo công suất tải:

SMPS công suất thấp (lên tới 100 W);

SMPS công suất trung bình (từ 100 đến 1000 W);

SMPS công suất cao (trên 1000 W).

Theo loại dòng tải:

SMPS với đầu ra AC;

SMPS với đầu ra DC;

SMPS với đầu ra AC và DC.

Theo số lượng đầu ra:

SMPS kênh đơn có một đầu ra DC hoặc AC;

SMPS đa kênh có hai hoặc nhiều điện áp đầu ra.

Về độ ổn định điện áp trên tải:

SMPS ổn định;

SMPS không ổn định

3. Các phương pháp cơ bản thi công bộ nguồn chuyển mạch

Hình dưới đây cho thấy sự xuất hiện của một nguồn cung cấp năng lượng chuyển mạch.

Hình 4 - Nguồn điện chuyển mạch

Vì vậy, để bắt đầu, chúng ta hãy phác thảo một cách khái quát các mô-đun chính trong bất kỳ bộ cấp nguồn chuyển mạch nào. Trong một phiên bản điển hình, bộ nguồn chuyển mạch có thể được chia thành ba phần chức năng. Cái này:

1. Bộ điều khiểnPWM (PWM), trên cơ sở đó bộ tạo dao động chính được lắp ráp, thường có tần số khoảng 30...60 kHz;

2. Một loạt các công tắc nguồn, vai trò của chúng có thể được thực hiện bởi các bóng bán dẫn lưỡng cực, hiệu ứng trường hoặc IGBT (lưỡng cực cổng cách điện) mạnh mẽ; giai đoạn công suất này có thể bao gồm một mạch điều khiển bổ sung cho cùng các công tắc này sử dụng trình điều khiển tích hợp hoặc bóng bán dẫn công suất thấp; Mạch nối công tắc nguồn cũng quan trọng: bridge (toàn cầu), nửa cầu (half bridge) hoặc có điểm giữa (push-pull);

3. Máy biến áp xung có (các) cuộn dây sơ cấp và thứ cấp và theo đó, điốt chỉnh lưu, bộ lọc, bộ ổn định, v.v. ở lối ra; ferit hoặc alsifer thường được chọn làm lõi; nói chung là những vật liệu từ tính có khả năng hoạt động ở tần số cao (trong một số trường hợp trên 100 kHz).

Có ba cách chính để cấu tạo nguồn điện dạng xung (xem Hình 3): tăng dần (điện áp đầu ra cao hơn điện áp đầu vào), giảm dần (điện áp đầu ra thấp hơn điện áp đầu vào) và đảo ngược (điện áp đầu ra thấp hơn điện áp đầu vào). điện áp đầu ra có cực tính ngược với đầu vào). Như có thể thấy từ hình, chúng chỉ khác nhau ở cách chúng kết nối điện cảm; mặt khác, nguyên lý hoạt động không thay đổi, cụ thể là.

chuyển đổi điện áp cung cấp điện

Hình 5 - Sơ đồ khối điển hình của bộ nguồn chuyển mạch

Phần tử chính (thường sử dụng bóng bán dẫn lưỡng cực hoặc MIS), hoạt động với tần số khoảng 20-100 kHz, định kỳ cấp toàn bộ điện áp không ổn định đầu vào vào cuộn cảm trong một thời gian ngắn (không quá 50% thời gian) . Dòng điện xung chạy qua cuộn dây đảm bảo tích lũy năng lượng dự trữ trong từ trường 1/2LI^2 ở mỗi xung. Năng lượng được lưu trữ theo cách này từ cuộn dây được truyền đến tải (trực tiếp, sử dụng diode chỉnh lưu hoặc qua cuộn dây thứ cấp với sự chỉnh lưu tiếp theo), tụ lọc làm mịn đầu ra đảm bảo điện áp và dòng điện đầu ra không đổi. Việc ổn định điện áp đầu ra được đảm bảo bằng cách tự động điều chỉnh độ rộng hoặc tần số xung trên phần tử chính (mạch phản hồi được thiết kế để giám sát điện áp đầu ra).

Sơ đồ này, mặc dù khá phức tạp, có thể làm tăng đáng kể hiệu quả của toàn bộ thiết bị. Thực tế là, trong trường hợp này, ngoài bản thân tải, không có phần tử công suất nào trong mạch tiêu tán công suất đáng kể. Các bóng bán dẫn chính hoạt động ở chế độ chuyển mạch bão hòa (tức là điện áp rơi trên chúng nhỏ) và chỉ tiêu tán năng lượng trong những khoảng thời gian khá ngắn (thời gian xung). Ngoài ra, bằng cách tăng tần số chuyển đổi, có thể tăng đáng kể công suất và cải thiện các đặc tính về trọng lượng và kích thước.

Một lợi thế công nghệ quan trọng của nguồn cung cấp năng lượng xung là khả năng xây dựng trên cơ sở các nguồn cung cấp năng lượng mạng cỡ nhỏ với khả năng cách ly điện từ mạng để cấp nguồn cho nhiều loại thiết bị. Những bộ nguồn như vậy được chế tạo mà không cần sử dụng máy biến áp điện tần số thấp cồng kềnh sử dụng mạch chuyển đổi tần số cao. Trên thực tế, đây là một mạch cấp nguồn chuyển mạch điển hình có giảm điện áp, trong đó điện áp nguồn đã chỉnh lưu được sử dụng làm điện áp đầu vào và một máy biến áp tần số cao (kích thước nhỏ và hiệu suất cao) được sử dụng làm bộ phận lưu trữ, từ cuộn dây thứ cấp trong đó điện áp ổn định đầu ra bị loại bỏ (máy biến áp này cũng cung cấp cách ly điện với mạng).

Những nhược điểm của nguồn điện xung bao gồm: sự hiện diện của nhiễu xung cao ở đầu ra, độ phức tạp cao và độ tin cậy thấp (đặc biệt là trong sản xuất thủ công), nhu cầu sử dụng các thành phần tần số cao điện áp cao đắt tiền, trong trường hợp này nếu có một trục trặc nhỏ nhất cũng dễ dàng bị hỏng “hàng loạt” (trong trường hợp này, theo quy luật, có thể quan sát thấy các hiệu ứng pháo hoa ấn tượng). Những người thích đi sâu vào bên trong các thiết bị bằng tuốc nơ vít và mỏ hàn sẽ phải cực kỳ cẩn thận khi thiết kế bộ nguồn chuyển mạch mạng, vì nhiều phần tử của mạch như vậy có điện áp cao.

4. Các loại giải pháp mạch chuyển mạch nguồn điện

Sơ đồ SMPS của những năm 90 được hiển thị trong Hình 6. Bộ nguồn chứa bộ chỉnh lưu mạng VD1-VD4, bộ lọc khử nhiễu L1C1-SZ, bộ chuyển đổi dựa trên bóng bán dẫn chuyển mạch VT1 và biến áp xung T1, bộ chỉnh lưu đầu ra VD8 với bộ lọc C9C10L2 và bộ ổn định được chế tạo trên bộ ổn định DA1 và bộ ghép quang U1.

Hình 6 - Bộ nguồn chuyển mạch từ những năm 1990

Sơ đồ SMPS được hiển thị trong Hình 7. Cầu chì FU1 bảo vệ các bộ phận khỏi các tình huống khẩn cấp. Thermistor RK1 giới hạn xung dòng sạc của tụ C2 đến giá trị an toàn cho cầu diode VD1, đồng thời cùng với tụ C1 tạo thành bộ lọc RC, có tác dụng giảm nhiễu xung xâm nhập từ SMPS vào mạng. Cầu điốt VD1 chỉnh lưu điện áp nguồn, tụ điện C2 là tụ điện làm mịn. Các xung điện áp trong cuộn sơ cấp của máy biến áp T1 được giảm bớt nhờ mạch giảm chấn R1C5VD2. Tụ điện C4 là bộ lọc nguồn cung cấp năng lượng cho các phần tử bên trong của chip DA1.

Bộ chỉnh lưu đầu ra được lắp ráp trên diode Schottky VD3, gợn sóng điện áp đầu ra được làm mịn bằng bộ lọc LC C6C7L1C8. Các phần tử R2, R3, VD4 và U1, cùng với vi mạch DA1, cung cấp sự ổn định điện áp đầu ra khi dòng điện tải và điện áp nguồn thay đổi. Mạch chỉ báo bật nguồn được chế tạo bằng đèn LED HL1 và điện trở giới hạn dòng R4.

Hình 7 - Bộ nguồn chuyển mạch từ những năm 2000

Hình 8 cho thấy một bộ nguồn chuyển mạch kéo đẩy có kết nối nửa cầu của giai đoạn nguồn cuối cùng, bao gồm hai MOSFET IRFP460 mạnh mẽ. Vi mạch K1156EU2R được chọn làm bộ điều khiển xung điện.

Ngoài ra, bằng cách sử dụng rơle và điện trở giới hạn R1 ở đầu vào, khởi động mềm được thực hiện, giúp tránh dòng điện tăng đột ngột. Rơle có thể được sử dụng cho cả điện áp 12 và 24 volt với việc lựa chọn điện trở R19. Varistor RU1 bảo vệ mạch đầu vào khỏi các xung có biên độ quá lớn. Tụ điện C1-C4 và cuộn cảm hai cuộn dây L1 tạo thành bộ lọc khử nhiễu mạng nhằm ngăn chặn sự xâm nhập của các gợn sóng tần số cao do bộ chuyển đổi tạo ra vào mạng cung cấp.

Điện trở tông đơ R16 và tụ điện C12 xác định tần số chuyển đổi.

Để giảm suất điện động tự cảm của máy biến áp T2, các điốt giảm chấn VD7 và VD8 được mắc song song với các kênh bán dẫn. Điốt Schottky VD2 và VD3 bảo vệ các bóng bán dẫn chuyển mạch và đầu ra của chip điện áp ngược DA2 khỏi các xung.

Hình 8 - Bộ nguồn chuyển mạch hiện đại

Phần kết luận

Trong quá trình nghiên cứu của mình, tôi đã thực hiện một nghiên cứu về chuyển đổi nguồn điện, điều này cho phép tôi phân tích mạch điện hiện có của các thiết bị này và đưa ra kết luận phù hợp.

Bộ nguồn chuyển mạch có lợi thế lớn hơn nhiều so với các bộ nguồn khác - chúng có hiệu suất cao hơn, trọng lượng và khối lượng nhỏ hơn đáng kể, ngoài ra, chúng có chi phí thấp hơn nhiều, điều này cuối cùng dẫn đến mức giá tương đối thấp cho người tiêu dùng và do đó, giá cao nhu cầu trên thị trường.

Nhiều linh kiện điện tử hiện đại được sử dụng trong các thiết bị và hệ thống điện tử hiện đại đòi hỏi nguồn điện chất lượng cao. Ngoài ra, điện áp đầu ra (dòng điện) phải ổn định, có hình dạng theo yêu cầu (ví dụ: đối với bộ biến tần), cũng như mức gợn sóng tối thiểu (ví dụ: đối với bộ chỉnh lưu).

Do đó, bộ nguồn chuyển mạch là một phần không thể thiếu của bất kỳ thiết bị và hệ thống điện tử nào được cấp nguồn từ mạng công nghiệp 220 V và các nguồn năng lượng khác. Hơn nữa, độ tin cậy của thiết bị điện tử phụ thuộc trực tiếp vào chất lượng của nguồn điện.

Do đó, sự phát triển của các mạch cấp nguồn chuyển mạch mới và cải tiến sẽ cải thiện các đặc tính kỹ thuật và vận hành của các thiết bị và hệ thống điện tử.

Thư mục

1. Gurevich V.I. Độ tin cậy của các thiết bị bảo vệ rơle bộ vi xử lý: huyền thoại và thực tế. - Vấn đề năng lượng, 2008, Số 5-6, trang 47-62.

2. Nguồn điện [Tài nguyên điện tử] // Wikipedia. - Chế độ truy cập: http://ru. wikipedia.org/wiki/Power_source

3. Nguồn điện thứ cấp [Tài nguyên điện tử] // Wikipedia. - Chế độ truy cập: http://ru. wikipedia.org/wiki/Secondary_power_source

4. Nguồn điện cao áp [Tài nguyên điện tử] // Optosystems LLC - Chế độ truy cập: http://www.optosystems.ru/power _supplies_about. php

5. Efimov I.P. Nguồn điện - Đại học Kỹ thuật bang Ulyanovsk, 2001, trang 3-13.

6. Lĩnh vực ứng dụng bộ nguồn [Tài nguyên điện tử] - Chế độ truy cập: http://www.power2000.ru/apply_obl.html

7. Nguồn máy tính [Tài nguyên điện tử] - Chế độ truy cập: http://offline.computerra.ru/2002/472/22266/

8. Sự phát triển của nguồn cung cấp năng lượng chuyển mạch [Tài nguyên điện tử] - Chế độ truy cập: http://www.power-e.ru/2008_4_26. php

9. Nguyên lý hoạt động của bộ nguồn chuyển mạch [Tài nguyên điện tử] - Chế độ truy cập: http://radioginn. ucoz.ru/pub/1-1-0-1

Tài liệu tương tự

    Khái niệm, mục đích và phân loại nguồn điện thứ cấp. Sơ đồ cấu trúc và mạch điện của nguồn điện thứ cấp hoạt động từ mạng DC và tạo ra điện áp xoay chiều ở đầu ra. Tính toán các thông số nguồn điện.

    bài tập khóa học, được thêm vào ngày 28/01/2014

    Nguồn điện thứ cấp là một phần không thể thiếu của bất kỳ thiết bị điện tử nào. Xem xét các bộ chuyển đổi bán dẫn kết nối hệ thống AC và DC. Phân tích nguyên lý xây dựng mạch nguồn xung.

    luận văn, bổ sung 17/02/2013

    Nguồn điện là một thiết bị được thiết kế để cung cấp năng lượng điện cho thiết bị. Chuyển đổi điện áp tần số nguồn AC thành điện áp DC xung bằng bộ chỉnh lưu. Bộ ổn áp DC.

    tóm tắt, được thêm vào ngày 08/02/2013

    Ổn định điện áp đầu ra trung bình của nguồn điện thứ cấp. Hệ số ổn định điện áp tối thiểu. Ổn định điện áp bù. Dòng thu tối đa của bóng bán dẫn. Hệ số lọc khử răng cưa.

    kiểm tra, thêm vào 19/12/2010

    Kết hợp chức năng chỉnh lưu với điều chỉnh hoặc ổn định điện áp đầu ra. Phát triển mạch cấu trúc điện cho nguồn điện. Máy biến áp giảm áp và lựa chọn đế phần tử nguồn điện. Tính toán máy biến áp công suất thấp.

    bài tập khóa học, được thêm vào ngày 16/07/2012

    Tính toán máy biến áp và các thông số của bộ ổn áp tích hợp. Sơ đồ nguồn điện. Tính toán các tham số của bộ chỉnh lưu không điều khiển và bộ lọc làm mịn. Lựa chọn điốt chỉnh lưu, lựa chọn kích thước mạch từ.

    bài tập khóa học, được thêm vào ngày 14/12/2013

    Phân tích hệ thống cấp nguồn thứ cấp của hệ thống tên lửa phòng không Strela-10. Đặc điểm của sơ đồ ổn định xung. Phân tích hoạt động của bộ ổn áp hiện đại hóa. Tính toán các phần tử và thông số chính của nó.

    luận văn, bổ sung 07/03/2012

    Nguyên lý hoạt động của nguồn điện biến tần cho hồ quang hàn, ưu điểm và nhược điểm, mạch điện và thiết kế. Hiệu quả hoạt động của nguồn điện biến tần về mặt tiết kiệm năng lượng. Cơ sở phần tử của bộ chỉnh lưu với biến tần.

    bài tập khóa học, được thêm vào ngày 28/11/2014

    Trình tự lắp ráp bộ khuếch đại đảo chứa bộ tạo hàm và máy đo đáp ứng biên độ-tần số. Biểu đồ dao động của tín hiệu đầu vào và đầu ra ở tần số 1 kHz. Mạch đo điện áp đầu ra và độ lệch của nó.

    công việc trong phòng thí nghiệm, thêm vào 11/07/2015

    Phân tích mạch điện: chỉ định các nút, dòng điện. Xác định tín hiệu đầu vào và đầu ra, đặc tính truyền của mạng bốn đầu cuối. Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển. Phản ứng của hệ thống đối với tác động một bước trong điều kiện bằng không.

Chắc chắn không có cách nào để giữ nó bằng một chân... Chà, bạn chắc chắn không thể mang nó đi bộ đường dài, trừ khi bạn kéo nó theo mình bằng một sợi dây. Đây là điểm trừ đầu tiên - nó rất nặng. Tiếp theo là bóng bán dẫn. Nếu chúng ta cần các thông số siêu lừa, chẳng hạn như điện áp ổn định ở đầu ra, để nó hoạt động cả với mạng giảm và mạng tăng, thì bóng bán dẫn chắc chắn sẽ được đặt trên một bộ tản nhiệt, trên đó, ở mức khủng khiếp nhất trong điều kiện, bạn sẽ có thể tự chiên trứng và rã đông cá cho những người nuôi thú cưng có ria mép (Mrrrr!.. tôi có nghe thấy gì không?) Điều này có nghĩa là nhược điểm thứ hai của nguồn điện tuyến tính là hiệu suất thấp và hệ thống sưởi mạnh. Do hai nhược điểm chính này, nguồn điện tuyến tính thường được thay thế bằng nguồn chuyển mạch.


Vì vậy, số hai! Chúng tôi có một IP xung tiếp theo

Hình 3 IP xung


Thoạt nhìn, sơ đồ có vẻ phức tạp hơn. Vâng, còn nhiều chi tiết nữa :) Ngoại trừ việc tất cả chúng đều được thu gọn trên một chiếc khăn nhỏ 5x10cm và nặng không quá 100 g. Nhưng tôi có thể nói gì đây! Nhìn vào những bức ảnh! Hai bộ nguồn 60W giống nhau. Bên trái là tuyến tính, bên phải là xung.



hinh 4 Bộ nguồn tuyến tính và chuyển mạch 60W


“Chà, chà, thôi... dừng nhạc đi!!! Miếng gang đó ở đâu?” - bạn hỏi. Bóng bán dẫn trên bộ tản nhiệt đã đi đâu? Ơ, anh ơi, mọi thứ ở đây sao mà xoắn thế nhỉ...
Tôi sẽ giải thích. Chúng tôi đã thay thế miếng gang lớn bằng một máy biến áp nhỏ. Hoàn toàn không cần một bóng bán dẫn trên bộ tản nhiệt lớn - điện áp đầu ra được ổn định theo một cách khác, điều này đòi hỏi một bóng bán dẫn nhỏ trên bộ tản nhiệt nhỏ. Ngoài ra, máy phát xung nhỏ có khả năng chống đoản mạch, điều mà “anh cả” không có :) Chà, chúng ta nên dẫn ai đi bộ đường dài? Tất nhiên, nhỏ nhưng táo bạo!
Bây giờ chúng ta hãy đi vào thuật ngữ.


Nguồn điện chuyển mạch (SMPS)- Tên gọi chung của các bộ nguồn dựa trên nguyên lý xung (chuyển mạch) chuyển đổi năng lượng điện. Phân loại IIP được chia thành hai loại phụ:

- bộ chuyển đổi- Nguồn điện có cách ly các bộ phận sơ cấp và thứ cấp. Nó có thể lên, xuống... sao cũng được. Có thể có bất kỳ điện áp nào ở đầu vào và điều tương tự cũng có thể ở đầu ra. Nhưng phần sơ cấp và thứ cấp không có dây chung giữa chúng. Đó là cách ly điện. Bộ chuyển đổi có thể được ổn định hoặc không ổn định. Nhưng tôi nhắc lại, cần phải có một đoạn kết!!!

Một ví dụ về bộ chuyển đổi được hiển thị trong hình:


Hình 5 Mạch chuyển đổi tổng quát

Nguyên lý hoạt động rất đơn giản - bóng bán dẫn chính, dựa trên tín hiệu từ bộ điều khiển, bơm năng lượng vào máy biến áp, máy biến áp chuyển đổi nó, nghĩa là nó giảm, tăng hoặc đơn giản là truyền nó một-một, diode thứ cấp chỉnh lưu năng lượng đã chuyển đổi này, tụ điện sẽ làm mịn nó để điện áp đều và không có xung. Ví dụ về bộ chuyển đổi là nguồn điện chính. Tất cả. Vì lý do an toàn, trong mọi trường hợp, điện áp nguồn không được truyền đến đầu ra của nguồn điện, nếu không đuôi của ai đó sẽ bị rán, lông dựng đứng và ria mép sẽ bị thắt lại.

- chất ổn định- Đây là lúc sự nhầm lẫn bắt đầu :) Đây là nguồn điện có dây chung giữa phần sơ cấp và thứ cấp. Nghĩa là, nó có đầu vào (cộng và nối đất) và đầu ra (cộng và nối đất). Và đất ở lối vào và lối ra đều giống nhau. Bộ ổn định được chia thành ba loại mà tôi sẽ thảo luận trong các bài viết: Buck, Boost và Inverting. Bộ ổn định có thể điều chỉnh được hoặc không điều chỉnh được. Có, loại bộ ổn định bao gồm SMPS, loại này không có bộ ổn định như vậy, nhưng dây nối đất vẫn phổ biến. Chúng ta cũng sẽ xem sơ đồ của họ :)

Ví dụ về chất ổn định - nhìn:

Hình 6 Mạch ổn áp chung


Điều này hoạt động hơi khác một chút: bóng bán dẫn chính vẫn bơm năng lượng vào máy biến áp, cách thực hiện việc này đã được bộ điều khiển khuyên dùng, nhưng sau đó mọi chuyện hoàn toàn không như vậy. Cuộn cảm tích lũy năng lượng trong khi bóng bán dẫn mở. Khi bóng bán dẫn đóng lại, dòng điện muốn chạy qua cuộn cảm; diode D1, được gọi là trở lại, sẽ giúp nó thực hiện việc này. Khi dòng điện giảm, bóng bán dẫn sẽ mở lại và quá trình tiếp tục. Tụ điện C2 vẫn làm phẳng các gợn sóng. Có một chút không rõ ràng, nhưng chúng ta sẽ xem xét lịch trình và chế độ hoạt động sau. Hiện tại, đây chỉ là một lý thuyết mang tính khám phá.

Như bạn có thể thấy, dây chung ở đầu vào và đầu ra là cùng một dây chung. Không có giải pháp. Ví dụ như nhiều bộ ổn áp “24V/12V”, “12V/5V”, v.v. Bất cứ nơi nào bạn chỉ cần giảm điện áp với tổn thất nhiệt tối thiểu và kích thước càng nhỏ càng tốt.

Hầu hết mọi thiết bị điện tử đều có nguồn điện - một yếu tố quan trọng của sơ đồ nối dây. Các khối được sử dụng trong các thiết bị yêu cầu năng lượng thấp. Nhiệm vụ cơ bản của nguồn điện là giảm điện áp nguồn. Bộ nguồn chuyển mạch đầu tiên được thiết kế sau khi phát minh ra cuộn dây hoạt động với dòng điện xoay chiều.

Việc sử dụng máy biến áp đã thúc đẩy sự phát triển của nguồn cung cấp điện. Sau khi chỉnh lưu dòng điện, việc cân bằng điện áp được thực hiện. Ở những thiết bị có bộ biến tần, quá trình này diễn ra khác nhau.

Bộ phận xung dựa trên hệ thống biến tần. Sau khi chỉnh lưu điện áp, các xung hình chữ nhật có tần số cao được hình thành và đưa đến bộ lọc đầu ra tần số thấp. Bộ nguồn chuyển mạch chuyển đổi điện áp và cung cấp năng lượng cho tải.

Không có sự tiêu tán năng lượng từ bộ phận xung. Từ nguồn tuyến tính có sự tiêu tán trên chất bán dẫn (bóng bán dẫn). Sự nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ của nó cũng mang lại cho nó sự vượt trội so với các bộ biến áp có cùng công suất, đó là lý do tại sao nó thường được thay thế bằng các bộ xung.

Nguyên lý hoạt động

Hoạt động của một UPS thiết kế đơn giản như sau. Nếu dòng điện đầu vào là AC, như trong hầu hết các thiết bị gia dụng, thì điện áp đầu tiên sẽ được chuyển đổi thành DC. Một số thiết kế đơn vị có công tắc tăng gấp đôi điện áp. Điều này được thực hiện để kết nối với mạng có mức điện áp khác nhau, ví dụ: 115 và 230 volt.

Bộ chỉnh lưu cân bằng điện áp xoay chiều và tạo ra dòng điện một chiều đi vào bộ lọc tụ điện. Dòng điện từ bộ chỉnh lưu phát ra dưới dạng xung nhỏ có tần số cao. Các tín hiệu có năng lượng cao làm giảm hệ số công suất của máy biến áp xung. Do đó, kích thước của đơn vị xung nhỏ.

Để điều chỉnh sự suy giảm công suất trong các nguồn điện mới, một mạch được sử dụng trong đó dòng điện đầu vào thu được dưới dạng hình sin. Các khối được cài đặt trong máy tính, máy quay video và các thiết bị khác theo sơ đồ này. Bộ xung hoạt động từ một điện áp không đổi đi qua bộ phận mà không thay đổi. Khối như vậy được gọi là flyback. Nếu nó phục vụ 115 V thì cần có 163 volt để hoạt động ở điện áp không đổi, giá trị này được tính bằng (115 × √2).

Đối với bộ chỉnh lưu, mạch như vậy có hại, vì một nửa số điốt không được sử dụng trong hoạt động, điều này gây ra hiện tượng quá nhiệt cho bộ phận làm việc của bộ chỉnh lưu. Trong trường hợp này, độ bền giảm.

Sau khi điện áp nguồn được chỉnh lưu, biến tần sẽ hoạt động và chuyển đổi dòng điện. Sau khi đi qua cổ góp có năng lượng đầu ra cao, dòng điện xoay chiều sẽ được lấy từ dòng điện một chiều. Với cuộn dây máy biến áp vài chục vòng và tần số hàng trăm hertz, bộ nguồn hoạt động như một bộ khuếch đại tần số thấp, hóa ra là hơn 20 kHz, thính giác của con người không thể tiếp cận được. Việc chuyển đổi được thực hiện bằng cách sử dụng các bóng bán dẫn có tín hiệu nhiều tầng. Các bóng bán dẫn như vậy có điện trở thấp và khả năng truyền dòng điện cao.

Sơ đồ hoạt động của UPS

Trong các khối mạng, đầu vào và đầu ra được cách ly với nhau; trong các khối xung, dòng điện được đưa vào cuộn sơ cấp tần số cao. Máy biến áp tạo ra điện áp cần thiết trên cuộn thứ cấp.

Đối với điện áp đầu ra lớn hơn 10 V, điốt silicon được sử dụng. Ở điện áp thấp, điốt Schottky được lắp đặt, có những ưu điểm sau:

  • Phục hồi nhanh, có thể gây ra những tổn thất nhỏ.
  • Giảm điện áp thấp. Để giảm điện áp đầu ra, một bóng bán dẫn được sử dụng, phần chính của điện áp được chỉnh lưu trong đó.

Mạch khối xung kích thước tối thiểu

Trong mạch UPS đơn giản, cuộn cảm được sử dụng thay cho máy biến áp. Đây là những bộ chuyển đổi để giảm hoặc tăng điện áp, chúng thuộc loại đơn giản nhất, sử dụng một công tắc và một cuộn cảm.

Các loại UPS

  • Một UPS đơn giản dựa trên IR2153, phổ biến ở Nga.
  • Chuyển đổi nguồn điện dựa trên TL494.
  • Chuyển đổi nguồn điện dựa trên UC3842.
  • Loại lai, từ đèn tiết kiệm năng lượng.
  • Đối với bộ khuếch đại có dữ liệu tăng lên.
  • Từ chấn lưu điện tử.
  • UPS điều chỉnh, thiết bị cơ khí.
  • Đối với UMZCH, nguồn điện chuyên dụng cao.
  • UPS mạnh mẽ với hiệu suất cao.
  • Ở 200 V - cho điện áp không quá 220 volt.
  • UPS mạng 150 watt, chỉ mạng.
  • Đối với 12 V - hoạt động bình thường ở 12 volt.
  • Đối với 24 V – chỉ hoạt động ở điện áp 24 volt.
  • Cầu – một mạch cầu được sử dụng.
  • Đối với bộ khuếch đại ống - đặc điểm của ống.
  • Đối với đèn LED – độ nhạy cao.
  • UPS lưỡng cực, nổi bật bởi chất lượng.
  • Flyback, đã tăng điện áp và công suất.

Đặc thù

Một UPS đơn giản có thể bao gồm các máy biến áp nhỏ, vì khi tần số tăng lên, hiệu suất của máy biến áp sẽ cao hơn và các yêu cầu về kích thước lõi nhỏ hơn. Lõi này được làm bằng hợp kim sắt từ và thép được sử dụng cho tần số thấp.

Điện áp trong nguồn điện được ổn định nhờ phản hồi âm. Điện áp đầu ra được duy trì ở mức tương tự và không phụ thuộc vào sự dao động của tải và đầu vào. Phản hồi được tạo ra bằng các phương pháp khác nhau. Nếu khối có cách ly điện với mạng thì kết nối một cuộn dây của máy biến áp được sử dụng ở đầu ra hoặc sử dụng bộ ghép quang. Nếu không cần tách thì hãy sử dụng một bộ chia điện trở đơn giản. Nhờ đó, điện áp đầu ra được ổn định.

Đặc điểm của khối phòng thí nghiệm

Nguyên lý hoạt động dựa trên sự chuyển đổi điện áp hoạt động. Để loại bỏ nhiễu, các bộ lọc được đặt ở cuối và đầu mạch. Độ bão hòa của bóng bán dẫn có tác động tích cực đến điốt và có sự điều chỉnh điện áp. Tích hợp bảo vệ chặn ngắn mạch. Cáp nguồn được sử dụng ở dạng không mô-đun, công suất đạt 500 watt.

Case có quạt tản nhiệt, tốc độ quạt có thể điều chỉnh được. Tải tối đa của thiết bị là 23 ampe, điện trở 3 ohms, tần số tối đa 5 hertz.

Ứng dụng của khối xung

Phạm vi sử dụng của chúng không ngừng tăng lên cả trong cuộc sống hàng ngày và sản xuất công nghiệp.

Bộ nguồn chuyển mạch được sử dụng trong nguồn điện liên tục, bộ khuếch đại, máy thu, tivi, bộ sạc, cho đường dây chiếu sáng điện áp thấp, máy tính, thiết bị y tế và các thiết bị và thiết bị khác cho mục đích chung.

Ưu điểm và nhược điểm

UPS có những ưu điểm và nhược điểm sau:

  • Trọng lượng nhẹ.
  • Tăng hiệu quả.
  • Giá thấp.
  • Phạm vi điện áp cung cấp rộng hơn.
  • Tích hợp khóa an toàn.

Trọng lượng và kích thước giảm là do sử dụng các bộ phận có bộ tản nhiệt làm mát chế độ tuyến tính và điều khiển xung thay vì máy biến áp nặng. Dung lượng tụ giảm khi tăng tần số. Mạch chỉnh lưu đã trở nên đơn giản hơn, mạch đơn giản nhất là mạch nửa sóng.

Máy biến áp tần số thấp mất rất nhiều năng lượng và tiêu tán nhiệt trong quá trình biến đổi. Trong UPS, tổn thất tối đa xảy ra trong quá trình chuyển mạch tức thời. Vào những thời điểm khác, các bóng bán dẫn ổn định, chúng đóng hoặc mở. Đã tạo điều kiện để tiết kiệm năng lượng, hiệu suất đạt 98%.

Chi phí của UPS đã giảm do sự thống nhất của nhiều yếu tố trong các doanh nghiệp robot. Các phần tử nguồn từ các thiết bị chuyển mạch được điều khiển bao gồm các chất bán dẫn có công suất thấp hơn.

Công nghệ xung cho phép sử dụng các mạng điện với các tần số khác nhau, giúp mở rộng việc sử dụng nguồn điện trong các mạng năng lượng khác nhau. Các mô-đun bán dẫn có kích thước nhỏ và công nghệ kỹ thuật số được bảo vệ chống đoản mạch và các tai nạn khác.

Các thiết bị đơn giản với máy biến áp bảo vệ được chế tạo trên đế rơle, không có ý nghĩa gì trong công nghệ kỹ thuật số. Chỉ trong một số trường hợp công nghệ kỹ thuật số được sử dụng:

  • Đối với mạch điều khiển có công suất thấp.
  • Các thiết bị có dòng điện nhỏ điều khiển có độ chính xác cao, trong công nghệ đo lường, vôn kế, đồng hồ đo năng lượng, trong đo lường.

sai sót

Bộ nguồn chuyển mạch hoạt động bằng cách chuyển đổi các xung tần số cao và tạo ra tiếng ồn thoát ra môi trường. Cần phải ngăn chặn và chống lại sự can thiệp bằng các phương pháp khác nhau. Đôi khi việc khử tiếng ồn không có tác dụng và việc sử dụng khối xung trở nên không thể thực hiện được đối với một số loại thiết bị.

Không nên kết nối nguồn điện chuyển mạch cả với tải thấp và tải cao. Nếu dòng điện đầu ra đột ngột giảm xuống dưới giới hạn đã đặt, có thể không khởi động được và nguồn điện sẽ có những biến dạng dữ liệu không phù hợp với phạm vi hoạt động.

Cách chọn nguồn điện chuyển mạch

Trước tiên, bạn cần quyết định danh sách thiết bị và chia thành các nhóm:

  • Người tiêu dùng thường xuyên không có nguồn năng lượng riêng.
  • Người tiêu dùng với nguồn của họ.
  • Các thiết bị có kết nối định kỳ.

Trong mỗi nhóm cần cộng mức tiêu thụ hiện tại của tất cả các phần tử. Nếu bạn nhận được nhiều hơn 2 A thì tốt hơn nên kết nối nhiều nguồn.

Nhóm thứ hai và thứ ba có thể được kết nối với nguồn điện giá rẻ. Tiếp theo, chúng tôi xác định thời gian đặt phòng cần thiết. Để tính toán dung lượng ắc quy đảm bảo hoạt động tự chủ, chúng tôi nhân dòng điện của thiết bị nhóm 1 và 2 theo giờ.

Từ hình này, chúng tôi chọn nguồn cung cấp năng lượng chuyển đổi. Khi mua, bạn không thể bỏ qua tầm quan trọng của nguồn điện trong hệ thống. Hoạt động và sự ổn định của thiết bị phụ thuộc vào nó.

Chúng luôn là những yếu tố quan trọng của bất kỳ thiết bị điện tử nào. Những thiết bị này được sử dụng trong các bộ khuếch đại và máy thu. Chức năng chính của bộ nguồn được coi là giảm điện áp tối đa phát ra từ mạng. Những mẫu đầu tiên chỉ xuất hiện sau khi cuộn dây AC được phát minh.

Ngoài ra, sự phát triển của nguồn cung cấp điện bị ảnh hưởng bởi việc đưa máy biến áp vào mạch thiết bị. Điểm đặc biệt của mô hình xung là chúng sử dụng bộ chỉnh lưu. Do đó, việc ổn định điện áp trong mạng được thực hiện theo cách hơi khác so với các thiết bị thông thường sử dụng bộ chuyển đổi.

Thiết bị cấp nguồn

Nếu chúng ta xem xét một nguồn điện thông thường được sử dụng trong các máy thu vô tuyến, thì nó bao gồm một máy biến tần, một bóng bán dẫn và một số điốt. Ngoài ra, mạch còn chứa một cuộn cảm. Các tụ điện được lắp đặt với công suất khác nhau và các thông số của chúng có thể khác nhau rất nhiều. Bộ chỉnh lưu thường được sử dụng loại tụ điện. Chúng thuộc loại điện áp cao.

Vận hành khối hiện đại

Ban đầu, điện áp được cung cấp cho bộ chỉnh lưu cầu. Ở giai đoạn này, bộ giới hạn dòng điện cực đại được kích hoạt. Điều này là cần thiết để cầu chì trong nguồn điện không bị cháy. Tiếp theo, dòng điện đi qua mạch thông qua các bộ lọc đặc biệt, nơi nó được chuyển đổi. Cần có một số tụ điện để sạc điện trở. Thiết bị chỉ khởi động sau khi xảy ra sự cố của dinistor. Sau đó bóng bán dẫn được mở khóa trong nguồn điện. Điều này giúp giảm đáng kể khả năng tự dao động.

Khi xảy ra điện áp, các điốt trong mạch được kích hoạt. Chúng được kết nối với nhau bằng cực âm. Một tiềm năng tiêu cực trong hệ thống có thể khóa dinistor. Việc khởi động bộ chỉnh lưu được thực hiện dễ dàng sau khi tắt bóng bán dẫn. Ngoài ra, hai cầu chì được cung cấp để ngăn chặn sự bão hòa của bóng bán dẫn. Chúng chỉ hoạt động trong mạch sau khi có sự cố. Để bắt đầu phản hồi, cần có một máy biến áp. Nó được cung cấp năng lượng bằng các điốt xung trong nguồn điện. Ở đầu ra, dòng điện xoay chiều đi qua tụ điện.

Đặc điểm của khối phòng thí nghiệm

Nguyên lý hoạt động của nguồn điện chuyển mạch loại này dựa trên sự chuyển đổi dòng điện tích cực. Có một bộ chỉnh lưu cầu trong mạch tiêu chuẩn. Để loại bỏ mọi nhiễu, các bộ lọc được sử dụng ở đầu và cuối mạch. Nguồn điện xung của phòng thí nghiệm có tụ điện thông thường. Độ bão hòa của bóng bán dẫn xảy ra dần dần và điều này có tác động tích cực đến điốt. Điều chỉnh điện áp được cung cấp trong nhiều mô hình. Hệ thống bảo vệ được thiết kế để cứu các khối khỏi bị đoản mạch. Cáp dành cho chúng thường được sử dụng ở dạng không có mô-đun. Trong trường hợp này, công suất của mô hình có thể đạt tới 500 W.

Các đầu nối nguồn điện trong hệ thống thường được lắp đặt là loại ATX 20. Để làm mát thiết bị, một quạt được gắn trong vỏ. Tốc độ quay của lưỡi dao phải được điều chỉnh trong trường hợp này. Thiết bị loại phòng thí nghiệm phải có khả năng chịu được tải tối đa ở mức 23 A. Đồng thời, thông số điện trở được duy trì ở mức trung bình là 3 ohms. Tần số tối đa mà nguồn điện trong phòng thí nghiệm chuyển mạch có là 5 Hz.

Làm thế nào để sửa chữa thiết bị?

Thông thường, nguồn điện bị ảnh hưởng do cầu chì bị nổ. Chúng nằm bên cạnh các tụ điện. Việc sửa chữa bộ nguồn chuyển mạch nên bắt đầu bằng cách tháo vỏ bảo vệ. Tiếp theo, điều quan trọng là phải kiểm tra tính toàn vẹn của vi mạch. Nếu không nhìn thấy khuyết tật nào trên đó, nó có thể được kiểm tra bằng máy kiểm tra. Để tháo cầu chì, trước tiên bạn phải ngắt kết nối các tụ điện. Sau đó, chúng có thể được gỡ bỏ mà không gặp vấn đề gì.

Để kiểm tra tính toàn vẹn của thiết bị này, hãy kiểm tra đế của nó. Cầu chì bị cháy có một đốm đen ở phía dưới, chứng tỏ mô-đun đã bị hỏng. Để thay thế phần tử này, bạn cần chú ý đến các dấu hiệu của nó. Sau đó, bạn có thể mua một sản phẩm tương tự ở cửa hàng điện tử vô tuyến. Việc lắp đặt cầu chì chỉ được thực hiện sau khi cố định bình ngưng. Một vấn đề phổ biến khác trong bộ nguồn được coi là lỗi ở máy biến áp. Chúng là những hộp trong đó các cuộn dây được lắp đặt.

Khi điện áp rất cao được đưa vào thiết bị, chúng không thể chịu được. Kết quả là tính toàn vẹn của cuộn dây bị tổn hại. Không thể sửa chữa bộ nguồn chuyển mạch với sự cố như vậy. Trong trường hợp này, máy biến áp, giống như cầu chì, chỉ có thể được thay thế.

Nguồn điện mạng

Nguyên lý hoạt động của nguồn điện chuyển mạch kiểu mạng dựa trên việc giảm tần số thấp trong biên độ nhiễu. Điều này xảy ra nhờ sử dụng điốt điện áp cao. Vì vậy, việc kiểm soát tần số giới hạn sẽ hiệu quả hơn. Ngoài ra, cần lưu ý rằng bóng bán dẫn được sử dụng ở mức công suất trung bình. Tải trọng trên cầu chì là tối thiểu.

Điện trở được sử dụng khá hiếm trong mạch tiêu chuẩn. Điều này phần lớn là do tụ điện có khả năng tham gia vào quá trình chuyển đổi dòng điện. Vấn đề chính với loại nguồn điện này là trường điện từ. Nếu sử dụng tụ điện có điện dung thấp thì máy biến áp sẽ gặp rủi ro. Trong trường hợp này, bạn nên hết sức cẩn thận về nguồn điện của thiết bị. Bộ nguồn chuyển mạch mạng có các bộ hạn chế dòng điện cực đại và chúng được đặt ngay phía trên bộ chỉnh lưu. Nhiệm vụ chính của chúng là điều khiển tần số hoạt động để ổn định biên độ.

Điốt trong hệ thống này một phần đóng vai trò là cầu chì. Chỉ có bóng bán dẫn được sử dụng để điều khiển bộ chỉnh lưu. Ngược lại, quá trình khóa là cần thiết để kích hoạt các bộ lọc. Tụ điện cũng có thể được sử dụng làm loại cách ly trong hệ thống. Trong trường hợp này, máy biến áp sẽ khởi động nhanh hơn nhiều.

Ứng dụng của vi mạch

Có rất nhiều loại vi mạch được sử dụng trong nguồn điện. Trong tình huống này, phần lớn phụ thuộc vào số lượng phần tử hoạt động. Nếu sử dụng nhiều hơn hai điốt, bo mạch phải được thiết kế cho các bộ lọc đầu vào và đầu ra. Máy biến áp cũng được sản xuất với nhiều công suất khác nhau và kích thước của chúng cũng khá khác nhau.

Bạn có thể tự hàn vi mạch. Trong trường hợp này, bạn cần tính điện trở tối đa của các điện trở có tính đến công suất của thiết bị. Để tạo một mô hình có thể điều chỉnh, các khối đặc biệt được sử dụng. Loại hệ thống này được chế tạo với đường ray đôi. Hiện tượng gợn sóng bên trong bảng sẽ diễn ra nhanh hơn nhiều.

Lợi ích của nguồn điện được điều chỉnh

Nguyên lý hoạt động của việc chuyển đổi nguồn điện bằng bộ điều chỉnh là sử dụng bộ điều khiển đặc biệt. Phần tử này trong mạch có thể thay đổi thông lượng của bóng bán dẫn. Do đó, tần số giới hạn ở đầu vào và đầu ra khác nhau đáng kể. Nguồn điện chuyển mạch có thể được cấu hình theo nhiều cách khác nhau. Việc điều chỉnh điện áp được thực hiện có tính đến loại máy biến áp. Bộ làm mát thông thường được sử dụng để làm mát thiết bị. Vấn đề với các thiết bị này thường là do dòng điện dư thừa. Để giải quyết vấn đề này, các bộ lọc bảo vệ được sử dụng.

Công suất của các thiết bị trung bình dao động trong khoảng 300 W. Chỉ các loại cáp không có mô-đun mới được sử dụng trong hệ thống. Bằng cách này, có thể tránh được hiện tượng đoản mạch. Đầu nối nguồn điện để kết nối các thiết bị thường được lắp đặt trong dòng ATX 14. Model tiêu chuẩn có hai đầu ra. Bộ chỉnh lưu được sử dụng với điện áp cao hơn. Chúng có thể chịu được điện trở ở mức 3 ohms. Đổi lại, tải tối đa của nguồn điện điều chỉnh chuyển mạch lên tới 12 A.

Hoạt động của đơn vị 12 volt

Xung bao gồm hai điốt. Trong trường hợp này, các bộ lọc được lắp đặt với công suất nhỏ. Trong trường hợp này, quá trình đập diễn ra cực kỳ chậm. Tần số trung bình dao động khoảng 2 Hz. Hiệu suất của nhiều mô hình không vượt quá 78%. Những khối này cũng được phân biệt bởi sự nhỏ gọn của chúng. Điều này là do thực tế là máy biến áp được lắp đặt với công suất thấp. Họ không cần phải làm lạnh.

Mạch cấp nguồn chuyển mạch 12V còn liên quan đến việc sử dụng điện trở được đánh dấu P23. Chúng chỉ có thể chịu được điện trở 2 ohm, nhưng lượng điện này đủ cho một thiết bị. Nguồn điện chuyển mạch 12V được sử dụng thường xuyên nhất cho đèn.

Hộp TV hoạt động như thế nào?

Nguyên lý hoạt động của nguồn điện chuyển mạch loại này là sử dụng các bộ lọc màng. Các thiết bị này có thể đối phó với sự can thiệp của các biên độ khác nhau. Cuộn dây cuộn cảm của họ là tổng hợp. Do đó, bảo vệ chất lượng cao của các thành phần quan trọng được đảm bảo. Tất cả các miếng đệm trong bộ nguồn đều được cách điện ở tất cả các mặt.

Ngược lại, máy biến áp có bộ làm mát riêng để làm mát. Để dễ sử dụng, nó thường được đặt ở chế độ im lặng. Những thiết bị này có thể chịu được nhiệt độ tối đa lên tới 60 độ. Tần số hoạt động của nguồn điện chuyển mạch TV được duy trì ở mức 33 Hz. Ở nhiệt độ dưới 0, những thiết bị này cũng có thể được sử dụng, nhưng phần lớn trong trường hợp này phụ thuộc vào loại ngưng tụ được sử dụng và tiết diện của mạch từ.

Model của thiết bị 24 volt

Trong các mô hình 24 volt, bộ chỉnh lưu tần số thấp được sử dụng. Chỉ có hai điốt có thể đối phó thành công với nhiễu. Hiệu suất của các thiết bị như vậy có thể đạt tới 60%. Bộ điều chỉnh hiếm khi được cài đặt trên nguồn điện. Tần số hoạt động của các mô hình trung bình không vượt quá 23 Hz. Điện trở chỉ chịu được 2 ohm. Các bóng bán dẫn trong các mô hình được lắp đặt với dấu PR2.

Để ổn định điện áp, người ta không sử dụng điện trở trong mạch. Các bộ lọc nguồn chuyển mạch 24V là loại tụ điện. Trong một số trường hợp, có thể tìm thấy các loài phân chia. Chúng là cần thiết để giới hạn tần số tối đa của dòng điện. Để nhanh chóng khởi động bộ chỉnh lưu, dinistor hiếm khi được sử dụng. Điện thế âm của thiết bị được loại bỏ bằng cực âm. Ở đầu ra, dòng điện được ổn định bằng cách chặn bộ chỉnh lưu.

Các cạnh nguồn trên sơ đồ DA1

Bộ nguồn loại này khác với các thiết bị khác ở chỗ chúng có thể chịu được tải nặng. Chỉ có một tụ điện trong mạch tiêu chuẩn. Để nguồn điện hoạt động bình thường, bộ điều chỉnh được sử dụng. Bộ điều khiển được lắp đặt trực tiếp bên cạnh điện trở. Không thể tìm thấy nhiều hơn ba điốt trong mạch.

Quá trình chuyển đổi ngược trực tiếp bắt đầu trong dinistor. Để bắt đầu cơ chế mở khóa, hệ thống sẽ cung cấp một van tiết lưu đặc biệt. Sóng có biên độ lớn bị tụ điện làm tắt dần. Nó thường được cài đặt theo kiểu phân chia. Cầu chì hiếm khi được tìm thấy trong một mạch tiêu chuẩn. Điều này được chứng minh là do nhiệt độ tối đa trong máy biến áp không vượt quá 50 độ. Vì vậy, cuộn cảm chấn lưu có thể xử lý các nhiệm vụ của nó một cách độc lập.

Mẫu thiết bị có chip DA2

Các vi mạch cấp nguồn chuyển mạch loại này được phân biệt với các thiết bị khác ở chỗ chúng tăng điện trở. Chúng được sử dụng chủ yếu cho các dụng cụ đo lường. Một ví dụ là máy hiện sóng cho thấy sự dao động. Ổn định điện áp là rất quan trọng đối với anh ta. Nhờ đó, kết quả đọc của thiết bị sẽ chính xác hơn.

Nhiều mô hình không được trang bị bộ điều chỉnh. Bộ lọc chủ yếu là hai mặt. Ở đầu ra của mạch, các bóng bán dẫn được lắp đặt như bình thường. Tất cả điều này giúp nó có thể chịu được tải tối đa 30 A. Đổi lại, chỉ báo tần số tối đa là khoảng 23 Hz.

Các khối có chip DA3 được cài đặt

Vi mạch này cho phép bạn cài đặt không chỉ bộ điều chỉnh mà còn cả bộ điều khiển theo dõi các biến động trong mạng. Điện trở của bóng bán dẫn trong thiết bị có thể chịu được khoảng 3 ohms. Bộ nguồn chuyển mạch mạnh mẽ DA3 có thể xử lý tải 4 A. Bạn có thể kết nối quạt để làm mát bộ chỉnh lưu. Kết quả là, các thiết bị có thể được sử dụng ở mọi nhiệt độ. Một ưu điểm khác là sự hiện diện của ba bộ lọc.

Hai trong số chúng được lắp đặt ở đầu vào dưới tụ điện. Một bộ lọc loại tách có sẵn ở đầu ra và ổn định điện áp đến từ điện trở. Không có nhiều hơn hai điốt trong một mạch tiêu chuẩn. Tuy nhiên, rất nhiều điều phụ thuộc vào nhà sản xuất và điều này cần được tính đến. Vấn đề chính với nguồn điện loại này là chúng không thể đối phó với nhiễu tần số thấp. Do đó, việc lắp đặt chúng trên các dụng cụ đo lường là không thực tế.

Khối diode VD1 hoạt động như thế nào?

Các khối này được thiết kế để hỗ trợ tối đa ba thiết bị. Họ có bộ điều chỉnh ba chiều. Cáp truyền thông chỉ được cài đặt những cáp không có mô-đun. Vì vậy, việc chuyển đổi hiện tại diễn ra nhanh chóng. Bộ chỉnh lưu ở nhiều mẫu được lắp đặt trong dòng KKT2.

Chúng khác nhau ở chỗ chúng có thể truyền năng lượng từ tụ điện đến cuộn dây. Kết quả là tải từ các bộ lọc được loại bỏ một phần. Hiệu suất của các thiết bị như vậy là khá cao. Ở nhiệt độ trên 50 độ, chúng cũng có thể được sử dụng.

CUNG CẤP ĐIỆN XUNG

Được biết, nguồn điện là một phần không thể thiếu của các thiết bị kỹ thuật vô tuyến, phải tuân theo một số yêu cầu; chúng đại diện cho một tổ hợp các phần tử, dụng cụ và thiết bị tạo ra năng lượng điện và chuyển đổi nó thành dạng cần thiết để đảm bảo các điều kiện hoạt động cần thiết của thiết bị vô tuyến.

Nguồn điện được chia thành hai nhóm: nguồn điện sơ cấp và thứ cấp: Nguồn sơ cấp là thiết bị chuyển đổi các loại năng lượng khác nhau thành năng lượng điện (máy phát điện máy điện, nguồn dòng điện hóa, bộ biến đổi quang điện và nhiệt điện, v.v.).

Thiết bị điện thứ cấp là bộ chuyển đổi từ một loại năng lượng điện sang loại năng lượng khác. Chúng bao gồm: Bộ chuyển đổi điện áp AC-DC (bộ chỉnh lưu); bộ chuyển đổi điện áp xoay chiều (máy biến áp); Bộ chuyển đổi DC-AC (bộ biến tần).

Nguồn điện hiện chiếm từ 30 đến 70% tổng khối lượng và khối lượng của thiết bị điện tử. Vì vậy, vấn đề tạo ra một thiết bị cung cấp điện thu nhỏ, nhẹ và đáng tin cậy với các chỉ số kinh tế và kỹ thuật tốt là quan trọng và phù hợp. Công việc này được dành cho việc phát triển nguồn năng lượng thứ cấp (SPS) với trọng lượng và kích thước tối thiểu cũng như các đặc tính kỹ thuật cao.

Điều kiện tiên quyết để thiết kế các nguồn điện thứ cấp là hiểu biết rõ ràng về các yêu cầu đối với chúng. Các yêu cầu này rất đa dạng và được xác định bởi các tính năng vận hành của các tổ hợp REA được cung cấp bởi RES nhất định. Các yêu cầu chính là: đối với thiết kế - độ tin cậy, khả năng bảo trì, hạn chế về kích thước và trọng lượng, điều kiện nhiệt; đến các đặc tính kỹ thuật và kinh tế - chi phí và khả năng sản xuất.

Các hướng chính để cải thiện trọng lượng, kích thước và các chỉ số kinh tế kỹ thuật của IP: sử dụng các vật liệu điện mới nhất; ứng dụng nền tảng phần tử sử dụng công nghệ hybrid tích hợp; tăng tần suất chuyển đổi năng lượng điện; tìm kiếm các giải pháp mạch mới hiệu quả. Để chọn mạch cấp nguồn, một phân tích đã được thực hiện về hiệu quả của việc sử dụng bộ nguồn chuyển mạch (PSS) so với các PS nguồn được làm bằng công nghệ truyền thống.

Nhược điểm chính của máy biến áp điện là đặc điểm trọng lượng và kích thước cao cũng như ảnh hưởng đáng kể của từ trường mạnh của máy biến áp lên các thiết bị điện tử khác. Vấn đề với SMPS là chúng tạo ra nhiễu tần số cao và do đó dẫn đến sự không tương thích điện từ với một số loại thiết bị điện tử. Phân tích cho thấy SMPS đáp ứng đầy đủ nhất các yêu cầu, điều này được khẳng định qua việc chúng được sử dụng rộng rãi trong REA.

Công trình nghiên cứu một SMPS 800 W, khác với các SMPS khác bằng cách sử dụng các bóng bán dẫn hiệu ứng trường và một máy biến áp có cuộn dây sơ cấp có đầu cuối ở giữa trong bộ chuyển đổi. FET mang lại hiệu quả cao hơn và giảm nhiễu tần số cao, đồng thời máy biến áp giữa điểm cung cấp một nửa dòng điện qua các bóng bán dẫn chuyển mạch và loại bỏ sự cần thiết của máy biến áp cách ly trong các mạch cổng của chúng.

Dựa trên sơ đồ mạch điện đã chọn, một thiết kế đã được phát triển và nguyên mẫu SMPS đã được sản xuất. Toàn bộ cấu trúc được trình bày dưới dạng một mô-đun được lắp đặt trong vỏ nhôm. Sau các thử nghiệm ban đầu, một số thiếu sót đã được xác định: bộ tản nhiệt của các bóng bán dẫn chính bị nóng lên đáng kể, khó loại bỏ nhiệt khỏi các điện trở mạnh trong nước và kích thước lớn.

Thiết kế đã được sửa đổi: thiết kế của bảng điều khiển đã được thay đổi bằng cách sử dụng các bộ phận gắn trên bề mặt trên bảng hai mặt, lắp đặt vuông góc trên bảng chính; sử dụng bộ tản nhiệt có quạt tích hợp từ máy tính; tất cả các bộ phận chịu ứng suất nhiệt của mạch điện đều được đặt đặc biệt ở một bên của vỏ dọc theo hướng thổi của quạt chính để làm mát hiệu quả nhất. Do sửa đổi, kích thước của IPP đã giảm ba lần và những thiếu sót được xác định trong các thử nghiệm ban đầu đã được loại bỏ. Mẫu được sửa đổi có các đặc điểm sau: điện áp cung cấp Up = ~ 180-240 V, tần số fr = 90 kHz, công suất đầu ra P = 800 W, hiệu suất = 85%, trọng lượng = 2,1 kg, kích thước tổng thể 145x145x80 mm.

Công việc này được dành cho việc thiết kế bộ nguồn chuyển mạch được thiết kế để cấp nguồn cho bộ khuếch đại công suất âm thanh, một phần của hệ thống tái tạo âm thanh gia đình công suất cao. Việc tạo ra hệ thống tái tạo âm thanh gia đình bắt đầu bằng việc lựa chọn thiết kế mạch cho UMZCH. Với mục đích này, một phân tích về thiết kế mạch của các thiết bị tái tạo âm thanh đã được thực hiện. Sự lựa chọn được thực hiện trên mạch UMZCH có độ chính xác cao.

Bộ khuếch đại này có các đặc tính rất cao, chứa các thiết bị bảo vệ chống quá tải và ngắn mạch, các thiết bị để duy trì điện áp không đổi ở đầu ra và một thiết bị bù điện trở của dây nối bộ khuếch đại với âm thanh. Mặc dù thực tế là mạch UMZCH đã được xuất bản từ lâu, nhưng những người nghiệp dư trên đài phát thanh cho đến ngày nay vẫn lặp lại thiết kế của nó, những tài liệu tham khảo có thể tìm thấy trong hầu hết mọi tài liệu liên quan đến việc lắp ráp các thiết bị để phát lại nhạc chất lượng cao. Dựa trên bài viết này, người ta đã quyết định lắp ráp một UMZCH bốn kênh, tổng công suất tiêu thụ của nó là 800 W. Do đó, giai đoạn tiếp theo trong quá trình lắp ráp UMZCH là phát triển và lắp ráp thiết kế nguồn điện có thể cung cấp công suất đầu ra ít nhất 800 W, kích thước và trọng lượng nhỏ, độ tin cậy vận hành và bảo vệ chống quá tải và đoản mạch.

Bộ nguồn được xây dựng chủ yếu theo hai sơ đồ: cổ điển truyền thống và theo sơ đồ biến đổi điện áp xung. Vì vậy, người ta đã quyết định lắp ráp và cải tiến thiết kế của bộ nguồn chuyển mạch.

Nghiên cứu nguồn điện thứ cấp. Nguồn điện được chia thành hai nhóm: nguồn điện sơ cấp và nguồn điện thứ cấp.

Nguồn sơ cấp là các thiết bị chuyển đổi các loại năng lượng khác nhau thành năng lượng điện (máy phát điện, nguồn dòng điện hóa, bộ biến đổi quang điện và nhiệt điện, v.v.).

Thiết bị điện thứ cấp là bộ chuyển đổi từ một loại năng lượng điện sang loại năng lượng khác. Bao gồm các:

  • * Bộ chuyển đổi điện áp AC sang DC (bộ chỉnh lưu);
  • * Bộ chuyển đổi điện áp xoay chiều (máy biến áp);
  • * Bộ chuyển đổi DC-AC (bộ biến tần).

Nguồn điện thứ cấp được xây dựng chủ yếu theo hai sơ đồ: cổ điển truyền thống và theo sơ đồ biến điện áp xung. Nhược điểm chính của máy biến áp điện được chế tạo theo thiết kế cổ điển truyền thống là đặc điểm trọng lượng và kích thước lớn, cũng như ảnh hưởng đáng kể của từ trường mạnh của máy biến áp lên các thiết bị điện tử khác. Vấn đề với SMPS là chúng tạo ra nhiễu tần số cao và do đó dẫn đến sự không tương thích điện từ với một số loại thiết bị điện tử. Phân tích cho thấy SMPS đáp ứng đầy đủ nhất các yêu cầu, điều này được khẳng định qua việc chúng được sử dụng rộng rãi trong REA.

Máy biến áp của nguồn điện chuyển mạch khác với máy biến áp truyền thống ở những điểm sau: - Nguồn điện áp hình chữ nhật; hình dạng phức tạp của cuộn dây (điểm giữa) và hoạt động ở tần số cao hơn (lên đến vài chục kHz). Ngoài ra, các thông số của máy biến áp còn có tác động đáng kể đến chế độ hoạt động của thiết bị bán dẫn và đặc tính của bộ chuyển đổi. Do đó, độ tự cảm từ hóa của máy biến áp làm tăng thời gian chuyển mạch của bóng bán dẫn; điện cảm rò rỉ (với dòng điện thay đổi nhanh) gây ra quá điện áp trên các bóng bán dẫn, có thể dẫn đến sự cố của chúng; Dòng không tải làm giảm hiệu suất của bộ chuyển đổi và làm xấu đi điều kiện nhiệt của bóng bán dẫn. Các đặc điểm đã lưu ý được tính đến khi tính toán và thiết kế máy biến áp SMPS.

Bài viết này xem xét một nguồn cung cấp năng lượng chuyển mạch 800 W. Nó khác với những gì được mô tả trước đó ở chỗ sử dụng bóng bán dẫn hiệu ứng trường và máy biến áp có cuộn dây sơ cấp với đầu cuối ở giữa trong bộ chuyển đổi. Cái đầu tiên mang lại hiệu suất cao hơn và giảm mức nhiễu tần số cao, còn cái thứ hai cung cấp một nửa dòng điện qua các bóng bán dẫn chính và loại bỏ sự cần thiết của một biến áp cách ly trong các mạch cổng của chúng.

Nhược điểm của giải pháp mạch này là điện áp cao ở hai nửa cuộn sơ cấp, đòi hỏi phải sử dụng bóng bán dẫn có điện áp cho phép phù hợp. Đúng, không giống như bộ chuyển đổi cầu nối, trong trường hợp này, hai bóng bán dẫn là đủ thay vì bốn, giúp đơn giản hóa thiết kế và tăng hiệu suất của thiết bị.

Bộ nguồn chuyển mạch (UPS) sử dụng bộ chuyển đổi tần số cao một và hai chu kỳ. Hiệu suất của cái trước thấp hơn cái sau nên việc thiết kế UPS một chu kỳ có công suất lớn hơn 40...60 W là không thực tế. Bộ chuyển đổi kéo đẩy cung cấp công suất đầu ra cao hơn đáng kể với hiệu suất cao. Chúng được chia thành nhiều nhóm, được đặc trưng bởi phương pháp kích thích các bóng bán dẫn phím đầu ra và mạch kết nối chúng với mạch cuộn sơ cấp của máy biến áp chuyển đổi. Nếu nói về phương pháp kích thích, chúng ta có thể phân biệt hai nhóm: tự kích thích và kích thích bên ngoài.

Cái trước ít phổ biến hơn do khó khăn trong việc thành lập. Khi thiết kế các UPS mạnh mẽ (hơn 200 W), độ phức tạp trong quá trình sản xuất của chúng tăng lên một cách vô lý, do đó chúng ít được sử dụng cho các bộ nguồn như vậy. Bộ chuyển đổi có kích thích bên ngoài rất phù hợp để tạo ra các UPS công suất cao và đôi khi hầu như không cần thiết lập. Đối với việc kết nối các bóng bán dẫn chính với máy biến áp, có ba mạch: cái gọi là nửa cầu (Hình 1, a), cầu (Hình 1, b). Ngày nay, bộ chuyển đổi nửa cầu được sử dụng rộng rãi nhất.

Nó đòi hỏi hai bóng bán dẫn có giá trị điện áp tương đối thấp Ukemax. Như có thể thấy trong hình 1a, các tụ điện C1 và C2 tạo thành một bộ chia điện áp, trên đó cuộn dây sơ cấp (I) của máy biến áp T2 được kết nối. Khi chìa khóa Transistor mở ra, biên độ xung điện áp trên cuộn dây đạt giá trị Upit/2 - Uke nas. Bộ chuyển đổi cầu tương tự như bộ chuyển đổi nửa cầu, nhưng trong đó các tụ điện được thay thế bằng các bóng bán dẫn VT3 và VT4 (Hình 1b), mở theo cặp theo đường chéo. Bộ chuyển đổi này có hiệu suất cao hơn một chút do tăng điện áp cung cấp cho cuộn sơ cấp của máy biến áp và do đó làm giảm dòng điện chạy qua bóng bán dẫn VT1-VT4. Biên độ điện áp trên cuộn sơ cấp của máy biến áp trong trường hợp này đạt giá trị Upit - 2Uke us.

Đặc biệt đáng chú ý là bộ chuyển đổi theo mạch trong Hình 1c, được đặc trưng bởi hiệu suất cao nhất. Điều này đạt được bằng cách giảm dòng điện cuộn sơ cấp và do đó, giảm sự tiêu tán điện năng trong các bóng bán dẫn chính, điều này cực kỳ quan trọng đối với các UPS mạnh mẽ. Biên độ điện áp của các xung trong một nửa cuộn sơ cấp tăng lên đến giá trị Upit - Uke us.

Cũng cần lưu ý rằng, không giống như các bộ chuyển đổi khác, nó không yêu cầu biến áp cách ly đầu vào. Trong thiết bị theo mạch ở hình 1c cần sử dụng các bóng bán dẫn có giá trị Uke max cao. Vì phần cuối của phần trên (theo sơ đồ) một nửa cuộn dây sơ cấp được nối với phần đầu của phần dưới, khi dòng điện chạy trong phần đầu tiên (VT1 mở), một điện áp được tạo ra ở phần thứ hai, bằng ( ở giá trị tuyệt đối) với biên độ điện áp trên đầu tiên, nhưng ngược dấu so với Upit. Nói cách khác, điện áp ở cực thu của bóng bán dẫn đóng VT2 đạt 2Upit. do đó, Uke max của nó phải lớn hơn 2Upit. UPS được đề xuất sử dụng bộ chuyển đổi kéo đẩy với máy biến áp, cuộn dây sơ cấp có đầu cuối ở giữa. Nó có hiệu suất cao, độ gợn sóng thấp và phát ra nhiễu yếu vào không gian xung quanh.