Ελεγκτές PWM 14 ακίδων για εναλλαγή τροφοδοτικών. Επισκόπηση των σύγχρονων κυκλωμάτων τροφοδοσίας

Chercher

Ηλεκτρονική·o ·r Διαμόρφωση πλάτους παλμού) - προσέγγιση του επιθυμητού σήματος (πολυεπίπεδο ή συνεχές) σε πραγματικά δυαδικά σήματα (με δύο επίπεδα - επί/μακριά από), έτσι ώστε, κατά μέσο όρο, σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, οι τιμές τους να είναι ίσες. Επίσημα, μπορεί να γραφτεί ως εξής:

Οπου x(t) - το επιθυμητό σήμα εισόδου στο όριο από t1να t2, και Δ Τ εγώ- διάρκεια εγώ ο παλμός PWM, ο καθένας με πλάτος ΕΝΑ. ∆Τ εγώεπιλέγεται με τέτοιο τρόπο ώστε οι συνολικές εκτάσεις (ενέργειες) και των δύο ποσοτήτων να είναι περίπου ίσες για μια αρκετά μεγάλη χρονική περίοδο και οι μέσες τιμές των ποσοτήτων κατά την περίοδο να είναι επίσης ίσες:

Τα ελεγχόμενα «επίπεδα» είναι συνήθως οι παράμετροι ισχύος του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής, για παράδειγμα, η τάση των μετατροπέων παλμών/ρυθμιστές τάσης DC/ή η ταχύτητα ενός ηλεκτροκινητήρα. Για πηγές παλμών x(t) = U συνθσταθεροποίηση.

ΑΓΚΑΘΙ- ένας μετατροπέας πλάτους παλμού που παράγει σήμα PWM σύμφωνα με καθορισμένη τιμήτάση ελέγχου. Το κύριο πλεονέκτημα του PWM είναι η υψηλή απόδοση των ενισχυτών ισχύος του, η οποία επιτυγχάνεται με τη χρήση τους αποκλειστικά σε λειτουργία μεταγωγής. Αυτό μειώνει σημαντικά την ισχύ εξόδου στον μετατροπέα ισχύος (PC).

Εφαρμογή

Στο διαμόρφωση πλάτους παλμούμια περιοδική ακολουθία ορθογώνιων παλμών χρησιμοποιείται ως ταλάντωση φορέα, και παράμετρος πληροφοριώνΗ διάρκεια αυτών των παλμών σχετίζεται με το διακριτό σήμα διαμόρφωσης. Μια περιοδική ακολουθία ορθογώνιων παλμών ίδιας διάρκειας έχει μια σταθερή συνιστώσα, αντιστρόφως ανάλογη με τον κύκλο λειτουργίας των παλμών, δηλαδή ευθέως ανάλογη με τη διάρκειά τους. Περνώντας παλμούς μέσα από ένα χαμηλοπερατό φίλτρο με συχνότητα αποκοπής σημαντικά χαμηλότερη από τον ρυθμό επανάληψης του παλμού, αυτό το σταθερό στοιχείο μπορεί εύκολα να απομονωθεί, αποκτώντας σταθερή τάση. Εάν η διάρκεια των παλμών είναι διαφορετική, το φίλτρο χαμηλής διέλευσης θα απελευθερώσει μια αργά μεταβαλλόμενη τάση που παρακολουθεί το νόμο της αλλαγής στη διάρκεια των παλμών. Έτσι, χρησιμοποιώντας το PWM μπορείτε να δημιουργήσετε ένα απλό DAC: οι τιμές του δείγματος σήματος κωδικοποιούνται από τη διάρκεια των παλμών και το φίλτρο χαμηλής διέλευσης μετατρέπει την ακολουθία παλμών σε ένα ομαλά μεταβαλλόμενο σήμα.

Ίδρυμα Wikimedia.

2010.

Οι μετατροπείς πλάτους παλμού αποτελούν δομικό μέρος των τροφοδοτικών μεταγωγής για ηλεκτρονικές συσκευές. Ας δούμε πώς να ελέγξετε έναν ελεγκτή PWM χρησιμοποιώντας ένα πολύμετρο, χρησιμοποιώντας το παράδειγμα μιας μητρικής πλακέτας υπολογιστή.

Έτσι, όταν ενεργοποιηθεί η τροφοδοσία της πλακέτας, ενεργοποιείται η προστασία. Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να ελέγξετε την αντίσταση των βραχιόνων σταθεροποιητή με ένα πολύμετρο.

Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για αυτούς τους σκοπούς. Εάν ένα από αυτά εμφανίσει βραχυκύκλωμα, δηλαδή η μετρούμενη αντίσταση είναι μικρότερη από 1 Ohm, τότε ένα από τα βασικά τρανζίστορ φαινομένου πεδίου έχει σπάσει.

Ο εντοπισμός ενός σπασμένου τρανζίστορ εάν ο σταθεροποιητής είναι μονοφασικός δεν είναι δύσκολος - μια ελαττωματική συσκευή, όταν ελέγχεται με ένα πολύμετρο, δείχνει βραχυκύκλωμα. Εάν το κύκλωμα σταθεροποιητή είναι πολυφασικό και έτσι τροφοδοτείται ο επεξεργαστής, πραγματοποιείται παράλληλη σύνδεση τρανζίστορ. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να προσδιορίσετε την κατεστραμμένη συσκευή με δύο τρόπους:

Η δεύτερη μέθοδος δεν λειτουργεί σε όλες τις περιπτώσεις. Εάν δεν ήταν δυνατό να προσδιοριστεί το σπασμένο στοιχείο, θα πρέπει και πάλι να ξεκολλήσετε το τρανζίστορ.

Στη συνέχεια, αντικαθίσταται το κατεστραμμένο τρανζίστορ και αντικαθίστανται όλα τα ραδιοστοιχεία που είχαν συγκολληθεί κατά τη διάρκεια της διαγνωστικής διαδικασίας. Μετά από αυτό, μπορείτε να δοκιμάσετε να ξεκινήσετε τον πίνακα. Η πρώτη εκκίνηση μετά την επισκευή γίνεται καλύτερα αφαιρώντας τον επεξεργαστή και ρυθμίζοντας τα κατάλληλα jumper. Εάν η πρώτη εκτέλεση ήταν επιτυχής, μπορείτε να εκτελέσετε μια δοκιμή φορτίου, παρακολουθώντας τη θερμοκρασία των μοσφετ.

Οι δυσλειτουργίες του ελεγκτή PWM μπορούν να εκδηλωθούν με τον ίδιο τρόπο όπως μια βλάβη των μοσφετών, δηλαδή, η τροφοδοσία ρεύματος μεταβαίνει σε προστασία. Ταυτόχρονα, ο έλεγχος των ίδιων των τρανζίστορ για βλάβη δεν δίνει κανένα αποτέλεσμα. Επιπλέον, η συνέπεια μιας δυσλειτουργίας του ελεγκτή PWM μπορεί να είναι η απουσία τάσης εξόδου ή η ασυμφωνία της με την ονομαστική τιμή. Για να ελέγξετε τον ελεγκτή PWM, θα πρέπει πρώτα να μελετήσετε το φύλλο δεδομένων του. Η παρουσία τάσης υψηλής συχνότητας σε παλμική λειτουργία, απουσία παλμογράφου, μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας έναν ελεγκτή χαλαζία σε έναν μικροελεγκτή.

Συμπτώματα δυσλειτουργίας και εξάλειψή τους

Ας προχωρήσουμε στην εξέταση συγκεκριμένων συμπτωμάτων δυσλειτουργιών του ελεγκτή PWM.

Διακοπή αμέσως μετά την εκκίνηση

Ο ρυθμιστής παλμών ξεκινά αλλά σταματά αμέσως. Πιθανοί λόγοι: ανοιχτό κύκλωμα ανατροφοδότηση; το τροφοδοτικό είναι υπερφορτωμένο. Οι πυκνωτές φίλτρου στην έξοδο είναι ελαττωματικοί. Εύρεση του προβλήματος: επιθεώρηση της πλακέτας, αναζήτηση για ορατή εξωτερική ζημιά. Χρησιμοποιώντας ένα πολύμετρο για τη μέτρηση της τάσης τροφοδοσίας του μικροκυκλώματος, της τάσης στους διακόπτες (στις πύλες και στην έξοδο) και στους πυκνωτές εξόδου. Στη λειτουργία ωμόμετρου, χρησιμοποιήστε ένα πολύμετρο για να μετρήσετε το φορτίο του σταθεροποιητή και να το συγκρίνετε με την τυπική τιμή για παρόμοια κυκλώματα.

Ο ρυθμιστής παλμών δεν ξεκινά

Πιθανοί λόγοι: παρουσία απαγορευτικού σήματος στην αντίστοιχη είσοδο. Πληροφορίες θα πρέπει να βρεθούν στο φύλλο δεδομένων του αντίστοιχου μικροκυκλώματος. Η δυσλειτουργία μπορεί να είναι στο κύκλωμα τροφοδοσίας του ελεγκτή PWM ή μπορεί να υπάρχει εσωτερική ζημιά στο ίδιο το μικροκύκλωμα. Βήματα για τον προσδιορισμό της δυσλειτουργίας: εξωτερική επιθεώρηση της πλακέτας, οπτική αναζήτηση για μηχανική και ηλεκτρική βλάβη. Για έλεγχο, χρησιμοποιήστε ένα πολύμετρο για να μετρήσετε τις τάσεις στις ακίδες του μικροκυκλώματος και να ελέγξετε τη συμμόρφωσή τους με τα δεδομένα στο φύλλο δεδομένων, εάν είναι απαραίτητο, πρέπει να αντικαταστήσετε τον ελεγκτή PWM.

Προβλήματα τάσης

Η τάση εξόδου διαφέρει σημαντικά από την ονομαστική τιμή. Αυτό μπορεί να συμβεί για τους ακόλουθους λόγους: θραύση ή αλλαγή στην αντίσταση στο κύκλωμα ανάδρασης. σφάλμα στο εσωτερικό του ελεγκτή. Αντιμετώπιση προβλημάτων: οπτική επιθεώρηση του κυκλώματος. έλεγχος των επιπέδων των τάσεων ελέγχου και εξόδου και έλεγχος των τιμών τους με το φύλλο δεδομένων. Εάν οι παράμετροι εισόδου είναι κανονικές, αλλά η έξοδος δεν αντιστοιχεί στην ονομαστική τιμή, αντικαταστήστε τον ελεγκτή PWM.

Απενεργοποίηση τροφοδοσίας μέσω προστασίας

Όταν ξεκινά ο διαμορφωτής πλάτους παλμού, η παροχή ρεύματος απενεργοποιείται λόγω προστασίας. Κατά τον έλεγχο των βασικών τρανζίστορ, δεν ανιχνεύεται βραχυκύκλωμα. Τέτοια συμπτώματα μπορεί να υποδηλώνουν δυσλειτουργία του ελεγκτή PWM ή του προγράμματος οδήγησης κλειδιού. Σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητο να μετρήσετε την αντίσταση μεταξύ της πύλης και της πηγής των διακοπτών σε κάθε φάση. Μια χαμηλή τιμή αντίστασης μπορεί να υποδηλώνει δυσλειτουργία του οδηγού. Εάν είναι απαραίτητο, τα προγράμματα οδήγησης αντικαθίστανται.

Αναπόσπαστο μέρος κάθε υπολογιστή είναι Μονάδα τροφοδοσίας (PSU). Είναι εξίσου σημαντικό με τον υπόλοιπο υπολογιστή. Ταυτόχρονα, η αγορά τροφοδοτικού είναι αρκετά σπάνια, καθώς ένα καλό τροφοδοτικό μπορεί να παρέχει ρεύμα σε πολλές γενιές συστημάτων. Λαμβάνοντας υπόψη όλα αυτά, η αγορά ενός τροφοδοτικού πρέπει να ληφθεί πολύ σοβαρά υπόψη, αφού η τύχη του υπολογιστή εξαρτάται άμεσα από την απόδοση του τροφοδοτικού.

Ο κύριος σκοπός του τροφοδοτικού είναιπαραγωγή τάσης τροφοδοσίας, το οποίο είναι απαραίτητο για τη λειτουργία όλων των μπλοκ Η/Υ. Οι τάσεις τροφοδοσίας των βασικών εξαρτημάτων είναι:

• +12V
• +3,3V

Υπάρχουν επίσης πρόσθετες τάσεις:

• −12V

Για την υλοποίηση γαλβανική μόνωσηΑρκεί να φτιάξετε έναν μετασχηματιστή με τις απαραίτητες περιελίξεις. Αλλά για να τροφοδοτήσετε έναν υπολογιστή χρειάζεστε ένα σημαντικό εξουσία, ειδικά για σύγχρονους υπολογιστές. Για τροφοδοτικό υπολογιστήθα ήταν απαραίτητο να κατασκευαστεί ένας μετασχηματιστής που όχι μόνο θα είχε μεγάλο μέγεθος, αλλά και ζύγιζε πολύ. Ωστόσο, καθώς αυξάνεται η συχνότητα του ρεύματος τροφοδοσίας του μετασχηματιστή, για να δημιουργηθεί η ίδια μαγνητική ροή, απαιτούνται λιγότερες στροφές και μικρότερη διατομή του μαγνητικού πυρήνα. Σε τροφοδοτικά που κατασκευάζονται με βάση έναν μετατροπέα, η συχνότητα της τάσης τροφοδοσίας του μετασχηματιστή είναι 1000 ή περισσότερες φορές υψηλότερη. Αυτό σας επιτρέπει να δημιουργείτε συμπαγή και ελαφριά τροφοδοτικά.

Το απλούστερο παλμικό τροφοδοτικό

Εξετάστε ένα μπλοκ διάγραμμα ενός απλού τροφοδοτικό μεταγωγής, το οποίο βρίσκεται κάτω από όλα τα τροφοδοτικά μεταγωγής.

Μπλοκ διάγραμμα ενός τροφοδοτικού μεταγωγής.

Το πρώτο μπλοκ υλοποιεί μετασχηματισμός AC τάσηδίκτυα μόνιμα. Τέτοιος μετατροπέαςαποτελείται από μια γέφυρα διόδου που διορθώνει την εναλλασσόμενη τάση και έναν πυκνωτή που εξομαλύνει τους κυματισμούς της ανορθωμένης τάσης. Αυτό το κουτί περιέχει επίσης πρόσθετα στοιχεία: φίλτρα τάσης δικτύου από κυματισμούς γεννήτριας ερεθισμάτων και θερμίστορ για εξομάλυνση του κύματος ρεύματος τη στιγμή της ενεργοποίησης. Ωστόσο, αυτά τα στοιχεία ενδέχεται να παραληφθούν για εξοικονόμηση κόστους.

Επόμενο μπλοκ - γεννήτρια παλμών, που δημιουργεί με ορισμένη συχνότηταπαλμούς που τροφοδοτούν την κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή. Η συχνότητα παραγωγής παλμών διαφορετικών τροφοδοτικών είναι διαφορετική και κυμαίνεται από 30 έως 200 kHz. Ο μετασχηματιστής εκτελεί τις κύριες λειτουργίες του τροφοδοτικού: γαλβανική απομόνωση από το δίκτυο και μείωση της τάσης στις απαιτούμενες τιμές.

Η εναλλασσόμενη τάση που λαμβάνεται από τον μετασχηματιστή μετατρέπεται από το επόμενο μπλοκ σε άμεση τάση. Το μπλοκ αποτελείται από διόδους ανόρθωσης τάσης και ένα φίλτρο κυματισμού. Σε αυτό το μπλοκ, το φίλτρο κυματισμού είναι πολύ πιο περίπλοκο από ό,τι στο πρώτο μπλοκ και αποτελείται από μια ομάδα πυκνωτών και ένα τσοκ. Για να εξοικονομήσουν χρήματα, οι κατασκευαστές μπορούν να εγκαταστήσουν μικρούς πυκνωτές, καθώς και τσοκ με χαμηλή επαγωγή.

Πρώτα τροφοδοτικό μεταγωγήςεκπροσωπούνται μετατροπέας push-pull ή μονοκύκλου. Push-pull σημαίνει ότι η διαδικασία παραγωγής αποτελείται από δύο μέρη. Σε έναν τέτοιο μετατροπέα, δύο τρανζίστορ ανοίγουν και κλείνουν με τη σειρά τους. Αντίστοιχα, σε έναν μετατροπέα μονού άκρου ένα τρανζίστορ ανοίγει και κλείνει. Τα κυκλώματα των μετατροπέων push-pull και ενός κύκλου παρουσιάζονται παρακάτω.

.

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στα στοιχεία του κυκλώματος:

X2 - κύκλωμα τροφοδοσίας σύνδεσης.

X1 - σύνδεσμος από τον οποίο αφαιρείται τάση εξόδου.

Το R1 είναι μια αντίσταση που ορίζει την αρχική μικρή προκατάληψη στα πλήκτρα. Είναι απαραίτητο για μια πιο σταθερή έναρξη της διαδικασίας ταλάντωσης στον μετατροπέα.

Το R2 είναι μια αντίσταση που περιορίζει το ρεύμα βάσης στα τρανζίστορ. Αυτό είναι απαραίτητο για την προστασία των τρανζίστορ από την καύση.

TP1 - Ο μετασχηματιστής έχει τρεις ομάδες περιελίξεων. Η πρώτη περιέλιξη εξόδου δημιουργεί την τάση εξόδου. Η δεύτερη περιέλιξη χρησιμεύει ως φορτίο για τα τρανζίστορ. Το τρίτο παράγει την τάση ελέγχου για τα τρανζίστορ.

Την αρχική στιγμή της ενεργοποίησης του πρώτου κυκλώματος, το τρανζίστορ είναι ελαφρώς ανοιχτό, καθώς εφαρμόζεται θετική τάση στη βάση μέσω της αντίστασης R1. Ένα ρεύμα ρέει μέσω του ελαφρώς ανοιχτού τρανζίστορ, το οποίο επίσης ρέει μέσω της περιέλιξης II του μετασχηματιστή. Το ρεύμα που διαρρέει την περιέλιξη δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο. Το μαγνητικό πεδίο δημιουργεί τάση στις υπόλοιπες περιελίξεις του μετασχηματιστή. Ως αποτέλεσμα, δημιουργείται μια θετική τάση στην περιέλιξη III, η οποία ανοίγει ακόμη περισσότερο το τρανζίστορ. Η διαδικασία συνεχίζεται έως ότου το τρανζίστορ φτάσει σε κατάσταση κορεσμού. Η λειτουργία κορεσμού χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι καθώς αυξάνεται το εφαρμοζόμενο ρεύμα ελέγχου στο τρανζίστορ, το ρεύμα εξόδου παραμένει αμετάβλητο.

Δεδομένου ότι η τάση στις περιελίξεις δημιουργείται μόνο εάν υπάρχει αλλαγή μαγνητικό πεδίο, αύξηση ή μείωση του, τότε η απουσία αύξησης του ρεύματος στην έξοδο του τρανζίστορ θα οδηγήσει, επομένως, στην εξαφάνιση του EMF στις περιελίξεις II και III. Μια απώλεια τάσης στην περιέλιξη III θα οδηγήσει σε μείωση του βαθμού ανοίγματος του τρανζίστορ. Και το ρεύμα εξόδου του τρανζίστορ θα μειωθεί, επομένως, το μαγνητικό πεδίο θα μειωθεί. Η μείωση του μαγνητικού πεδίου θα δημιουργήσει μια τάση αντίθετης πολικότητας. Η αρνητική τάση στην περιέλιξη III θα αρχίσει να κλείνει ακόμα περισσότερο το τρανζίστορ. Η διαδικασία θα συνεχιστεί μέχρι να εξαφανιστεί τελείως το μαγνητικό πεδίο. Όταν εξαφανιστεί το μαγνητικό πεδίο, θα εξαφανιστεί και η αρνητική τάση στην περιέλιξη III. Η διαδικασία θα αρχίσει να επαναλαμβάνεται ξανά.

Ένας μετατροπέας push-pull λειτουργεί με την ίδια αρχή, αλλά η διαφορά είναι ότι υπάρχουν δύο τρανζίστορ και ανοίγουν και κλείνουν με τη σειρά τους. Δηλαδή όταν το ένα είναι ανοιχτό, το άλλο είναι κλειστό. Το κύκλωμα μετατροπέα push-pull έχει το μεγάλο πλεονέκτημα ότι χρησιμοποιεί ολόκληρο τον βρόχο υστέρησης του μαγνητικού αγωγού του μετασχηματιστή. Η χρήση μόνο ενός τμήματος του βρόχου υστέρησης ή η μαγνήτιση προς μία μόνο κατεύθυνση οδηγεί σε πολλά ανεπιθύμητα αποτελέσματα που μειώνουν την απόδοση του μετατροπέα και υποβαθμίζουν την απόδοσή του. Επομένως, ένα κύκλωμα μετατροπέα push-pull με μετασχηματιστή μετατόπισης φάσης χρησιμοποιείται γενικά παντού. Σε κυκλώματα όπου χρειάζονται απλότητα, μικρές διαστάσεις και χαμηλή ισχύς, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ένα κύκλωμα ενός κύκλου.

Τροφοδοτικά τύπου ATX χωρίς διόρθωση συντελεστή ισχύος

Οι μετατροπείς που συζητήθηκαν παραπάνω, αν και πλήρεις συσκευές, δεν είναι βολικοί στη χρήση τους στην πράξη. Η συχνότητα του μετατροπέα, η τάση εξόδου και πολλές άλλες παράμετροι «επιπλέουν», αλλάζουν ανάλογα με τις αλλαγές: τάση τροφοδοσίας, φορτίο εξόδου μετατροπέα και θερμοκρασία. Αν όμως τα πλήκτρα ελέγχονται από ελεγκτή που θα μπορούσε να πραγματοποιήσει σταθεροποίηση και διάφορα πρόσθετα χαρακτηριστικά, τότε μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το κύκλωμα για να τροφοδοτήσετε τις συσκευές. Το κύκλωμα τροφοδοσίας που χρησιμοποιεί έναν ελεγκτή PWM είναι αρκετά απλό και, γενικά, είναι μια γεννήτρια παλμών που βασίζεται σε έναν ελεγκτή PWM.

PWM - διαμόρφωση πλάτους παλμού. Σας επιτρέπει να ρυθμίσετε το πλάτος του σήματος που διέρχεται από το φίλτρο χαμηλής διέλευσης (φίλτρο χαμηλές συχνότητες) με αλλαγή στη διάρκεια ή τον κύκλο λειτουργίας του παλμού. Τα κύρια πλεονεκτήματα του PWM είναι η υψηλή απόδοση των ενισχυτών ισχύος και οι μεγάλες δυνατότητες εφαρμογής.

Αυτό το κύκλωμα τροφοδοσίας έχει χαμηλή ισχύ και χρησιμοποιεί ένα τρανζίστορ πεδίου ως διακόπτη, το οποίο σας επιτρέπει να απλοποιήσετε το κύκλωμα και να απαλλαγείτε από πρόσθετα στοιχεία που απαιτούνται για τον έλεγχο των διακοπτών τρανζίστορ. ΣΕ τροφοδοτικά υψηλής ισχύος Ελεγκτής PWMέχει χειριστήρια («Πρόγραμμα οδήγησης») για το κλειδί εξόδου. Τα τρανζίστορ IGBT χρησιμοποιούνται ως διακόπτες εξόδου σε τροφοδοτικά υψηλής ισχύος.

Η τάση δικτύου σε αυτό το κύκλωμα μετατρέπεται σε τάση συνεχούς ρεύματος και τροφοδοτείται μέσω ενός διακόπτη στην πρώτη περιέλιξη του μετασχηματιστή. Η δεύτερη περιέλιξη χρησιμεύει για την τροφοδοσία του μικροκυκλώματος και τη δημιουργία τάσης ανάδρασης. Ο ελεγκτής PWM παράγει παλμούς με συχνότητα που ρυθμίζεται από ένα κύκλωμα RC συνδεδεμένο στον ακροδέκτη 4. Οι παλμοί τροφοδοτούνται στην είσοδο του διακόπτη, ο οποίος τους ενισχύει. Η διάρκεια των παλμών ποικίλλει ανάλογα με την τάση στο σκέλος 2.

Ας αναλογιστούμε πραγματικό κύκλωμαΤροφοδοτικό ATX. Έχει πολλά περισσότερα στοιχείακαι περιέχει επίσης πρόσθετες συσκευές. Το κύκλωμα τροφοδοσίας χωρίζεται συμβατικά σε κύρια μέρη με κόκκινα τετράγωνα.

Κύκλωμα τροφοδοσίας ATX με ισχύ 150–300 W

Για την τροφοδοσία του τσιπ ελεγκτή, καθώς και για τη δημιουργία της τάσης αναμονής +5, η οποία χρησιμοποιείται από τον υπολογιστή όταν είναι απενεργοποιημένος, υπάρχει ένας άλλος μετατροπέας στο κύκλωμα. Στο διάγραμμα ορίζεται ως μπλοκ 2. Όπως μπορείτε να δείτε, είναι κατασκευασμένο σύμφωνα με το κύκλωμα ενός μετατροπέα ενός κύκλου. Το δεύτερο μπλοκ περιέχει επίσης πρόσθετα στοιχεία. Βασικά, αυτές είναι αλυσίδες για την απορρόφηση των υπερτάσεων που δημιουργούνται από τον μετασχηματιστή του μετατροπέα. Chip 7805 - μορφές σταθεροποιητή τάσης τάση αναμονής+5V από την ανορθωμένη τάση του μετατροπέα.

Συχνά, στη μονάδα παραγωγής τάσης αναμονής εγκαθίστανται εξαρτήματα χαμηλής ποιότητας ή ελαττωματικά, γεγονός που προκαλεί τη μείωση της συχνότητας του μετατροπέα στο εύρος ήχου. Ως αποτέλεσμα, ακούγεται ένα τρίξιμο από το τροφοδοτικό.

Επειδή το τροφοδοτικό τροφοδοτείται από δίκτυο AC τάση 220V, και ο μετατροπέας χρειάζεται τροφοδοσία DC, η τάση πρέπει να μετατραπεί. Το πρώτο μπλοκ διορθώνει και φιλτράρει την εναλλασσόμενη τάση δικτύου. Αυτό το μπλοκ περιέχει επίσης ένα φίλτρο κατά των παρεμβολών που δημιουργούνται από το ίδιο το τροφοδοτικό.

Το τρίτο μπλοκ είναι ο ελεγκτής PWM TL494. Εκτελεί όλες τις κύριες λειτουργίες του τροφοδοτικού. Προστατεύει την παροχή ρεύματος από βραχυκυκλώματα, σταθεροποιεί τις τάσεις εξόδου και παράγει ένα σήμα PWM για τον έλεγχο των διακοπτών τρανζίστορ που είναι φορτωμένοι στον μετασχηματιστή.

Το τέταρτο μπλοκ αποτελείται από δύο μετασχηματιστές και δύο ομάδες διακοπτών τρανζίστορ. Ο πρώτος μετασχηματιστής παράγει την τάση ελέγχου για τα τρανζίστορ εξόδου. Δεδομένου ότι ο ελεγκτής TL494 PWM παράγει ένα σήμα χαμηλής ισχύος, η πρώτη ομάδα τρανζίστορ ενισχύει αυτό το σήμα και το περνά στον πρώτο μετασχηματιστή. Η δεύτερη ομάδα τρανζίστορ, ή αυτά εξόδου, φορτώνονται στον κύριο μετασχηματιστή, ο οποίος δημιουργεί τις κύριες τάσεις τροφοδοσίας. Αυτό είναι περισσότερο σύνθετο κύκλωμαΟ έλεγχος των πλήκτρων εξόδου χρησιμοποιείται λόγω της πολυπλοκότητας του ελέγχου διπολικά τρανζίστορκαι προστασία του ελεγκτή PWM από υψηλή τάση.

Το πέμπτο μπλοκ αποτελείται από διόδους Schottky, οι οποίες διορθώνουν την τάση εξόδου του μετασχηματιστή και ένα φίλτρο χαμηλής διέλευσης (LPF). Το χαμηλοπερατό φίλτρο αποτελείται από ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές σημαντικής χωρητικότητας και τσοκ. Στην έξοδο του φίλτρου χαμηλής διέλευσης υπάρχουν αντιστάσεις που το φορτώνουν. Αυτές οι αντιστάσεις είναι απαραίτητες για να διασφαλιστεί ότι η χωρητικότητα τροφοδοσίας δεν παραμένει φορτισμένη μετά την απενεργοποίηση. Υπάρχουν επίσης αντιστάσεις στην έξοδο του ανορθωτή τάσης δικτύου.

Τα υπόλοιπα στοιχεία που δεν κυκλώνονται στο μπλοκ είναι αλυσίδες και σχηματίζουν " σήματα σέρβις" Αυτές οι αλυσίδες λειτουργούν για να προστατεύουν το τροφοδοτικό από βραχυκύκλωμαή παρακολούθηση της υγείας των τάσεων εξόδου.

Τώρα ας δούμε πώς στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος Τροφοδοτικό 200 Wεντοπίζονται στοιχεία. Η εικόνα δείχνει:

Πυκνωτές που φιλτράρουν τις τάσεις εξόδου.

Θέση μη συγκολλημένων πυκνωτών φίλτρου τάσης εξόδου.

Επαγωγείς που φιλτράρουν τις τάσεις εξόδου. Το μεγαλύτερο πηνίο όχι μόνο παίζει το ρόλο του φίλτρου, αλλά λειτουργεί και ως σιδηρομαγνητικός σταθεροποιητής. Αυτό σας επιτρέπει να μειώσετε ελαφρώς τις ανισορροπίες τάσης όταν υπάρχει ανομοιόμορφο φορτίο διαφορετικών τάσεων εξόδου.

Τσιπ σταθεροποιητή WT7520 PWM.

Ένα ψυγείο στο οποίο είναι εγκατεστημένες οι δίοδοι Schottky για τάσεις +3,3V και +5V και για τάσεις +12V υπάρχουν συνηθισμένες δίοδοι. Πρέπει να σημειωθεί ότι συχνά, ειδικά σε παλαιότερα τροφοδοτικά, τοποθετούνται επιπλέον στοιχεία στο ίδιο καλοριφέρ. Αυτά είναι στοιχεία σταθεροποίησης τάσης +5V και +3,3V. Στα σύγχρονα τροφοδοτικά, σε αυτό το ψυγείο τοποθετούνται μόνο δίοδοι Schottky για όλες τις κύριες τάσεις ή τρανζίστορ πεδίου, που χρησιμοποιούνται ως ανορθωτικό στοιχείο.

Ο κύριος μετασχηματιστής, που παράγει όλες τις τάσεις, καθώς και γαλβανική απομόνωση από το δίκτυο.

Ένας μετασχηματιστής που παράγει τάσεις ελέγχου για τα τρανζίστορ εξόδου του μετατροπέα.

Μετασχηματιστής μετατροπέα που παράγει τάση αναμονής +5V.

Το ψυγείο στο οποίο βρίσκονται τα τρανζίστορ εξόδου του μετατροπέα, καθώς και το τρανζίστορ του μετατροπέα που παράγει την τάση αναμονής.

Πυκνωτές φίλτρου τάσης δικτύου. Δεν χρειάζεται να είναι δύο από αυτά. Για να σχηματιστεί μια διπολική τάση και να σχηματιστεί ένα μέσο σημείο, εγκαθίστανται δύο πυκνωτές ίσης χωρητικότητας. Διαιρούν την ανορθωμένη τάση δικτύου στο μισό, σχηματίζοντας έτσι δύο τάσεις διαφορετικής πολικότητας, συνδεδεμένες σε κοινό σημείο. Στα κυκλώματα μίας τροφοδοσίας υπάρχει μόνο ένας πυκνωτής.

Στοιχεία φίλτρου δικτύου έναντι αρμονικών (παρεμβολών) που δημιουργούνται από το τροφοδοτικό.

Δίοδοι γέφυρας διόδου που διορθώνουν την τάση δικτύου AC.

Τροφοδοτικό 350 Wτακτοποιημένα ισοδύναμα. Παρατηρεί κανείς αμέσως το μεγάλο μέγεθος της σανίδας, τα μεγεθυσμένα καλοριφέρ και μεγαλύτερο μέγεθοςμετασχηματιστής μετατροπέα.

Πυκνωτές φίλτρου τάσης εξόδου.

Ένα ψυγείο που ψύχει τις διόδους που διορθώνουν την τάση εξόδου.

Ελεγκτής PWM AT2005 (ανάλογος του WT7520), ο οποίος σταθεροποιεί τις τάσεις.

Ο κύριος μετασχηματιστής του μετατροπέα.

Ένας μετασχηματιστής που παράγει τάση ελέγχου για τρανζίστορ εξόδου.

Μετασχηματιστής μετατροπέα τάσης αναμονής.

Ένα ψυγείο που ψύχει τα τρανζίστορ εξόδου των μετατροπέων.

Φίλτρο τάσης δικτύου έναντι παρεμβολών στην παροχή ρεύματος.

Δίοδοι γέφυρας διόδου.

Πυκνωτές φίλτρου τάσης δικτύου.

Το εξεταζόμενο κύκλωμα έχει χρησιμοποιηθεί σε τροφοδοτικά για μεγάλο χρονικό διάστημα και τώρα βρίσκεται μερικές φορές.

Τροφοδοτικά μορφής ATX με διόρθωση συντελεστή ισχύος

Στα εξεταζόμενα κυκλώματα, το φορτίο δικτύου είναι ένας πυκνωτής που συνδέεται στο δίκτυο μέσω μιας γέφυρας διόδου. Ο πυκνωτής φορτίζεται μόνο εάν η τάση σε αυτόν είναι μικρότερη από την τάση δικτύου. Ως αποτέλεσμα, το ρεύμα έχει παλμικό χαρακτήρα, το οποίο έχει πολλά μειονεκτήματα.

Παραθέτουμε αυτά τα μειονεκτήματα:

1. τα ρεύματα εισάγουν υψηλότερες αρμονικές (παρεμβολές) στο δίκτυο.
2. μεγάλο εύρος κατανάλωσης ρεύματος.
3. σημαντικό αντιδραστικό συστατικό στο ρεύμα κατανάλωσης.
4. Η τάση δικτύου δεν χρησιμοποιείται καθ' όλη τη διάρκεια της περιόδου.
5. Η απόδοση τέτοιων κυκλωμάτων είναι μικρής σημασίας.

Νέα τροφοδοτικάέχει ένα βελτιωμένο σύγχρονο κύκλωμα, έχει ένα επιπλέον μπλοκ - διορθωτής συντελεστή ισχύος (PFC). Βελτιώνει τον συντελεστή ισχύος. Ή περισσότερο σε απλή γλώσσαεξαλείφει ορισμένα από τα μειονεκτήματα του ανορθωτή γέφυρας τάσης δικτύου.

S=P+jQ

Συνολική φόρμουλα ισχύος

Ο συντελεστής ισχύος (PF) χαρακτηρίζει πόσο από τη συνολική ισχύ υπάρχει ένα ενεργό στοιχείο και πόση είναι άεργο. Κατ 'αρχήν, μπορεί κανείς να πει, γιατί να λάβει υπόψη άεργο ισχύ, είναι φανταστικό και δεν αποφέρει κανένα όφελος.

Ας υποθέσουμε ότι έχουμε μια συγκεκριμένη συσκευή, ένα τροφοδοτικό, με συντελεστή ισχύος 0,7 και ισχύ 300 W. Από τους υπολογισμούς φαίνεται ότι το τροφοδοτικό μας έχει πλήρη ισχύ (το άθροισμα των αντιδρώντων και ενεργό ισχύ) περισσότερο από αυτό που αναγράφεται σε αυτό. Και αυτή η ισχύς θα πρέπει να παρέχεται από τροφοδοτικό 220 V. Αν και αυτή η ισχύς δεν είναι χρήσιμη (ακόμη και ο μετρητής ρεύματος δεν την καταγράφει), εξακολουθεί να υπάρχει.

Ήτοι εσωτερικά στοιχείαΚαι καλώδια δικτύουθα πρέπει να είναι ονομαστική για 430 Watt, όχι για 300 Watt. Φανταστείτε μια περίπτωση που ο συντελεστής ισχύος είναι 0,1... Εξαιτίας αυτού, το GORSET απαγορεύει τη χρήση συσκευών με συντελεστή ισχύος μικρότερο από 0,6 και εάν εντοπιστούν, επιβάλλεται πρόστιμο στον ιδιοκτήτη.

Αντίστοιχα, οι εκστρατείες ανέπτυξαν νέα κυκλώματα τροφοδοσίας που είχαν PFC. Αρχικά, ένας επαγωγέας υψηλής επαγωγής συνδεδεμένος στην είσοδο χρησιμοποιήθηκε ως PFC, ένα τέτοιο τροφοδοτικό ονομάζεται τροφοδοτικό με PFC ή παθητικό PFC. Ένα τέτοιο τροφοδοτικό έχει αυξημένο KM. Για να επιτευχθεί το επιθυμητό CM, είναι απαραίτητο να εξοπλίσετε τα τροφοδοτικά με ένα μεγάλο τσοκ, καθώς η αντίσταση εισόδου του τροφοδοτικού είναι χωρητικής φύσης λόγω των πυκνωτών που είναι εγκατεστημένοι στην έξοδο του ανορθωτή. Η εγκατάσταση ενός τσοκ αυξάνει σημαντικά τη μάζα του τροφοδοτικού και αυξάνει το KM στο 0,85, που δεν είναι τόσο πολύ.

Η εικόνα δείχνει το τροφοδοτικό της εταιρείας 400W FSPΜε παθητική διόρθωσησυντελεστής ισχύος. Περιέχει τα ακόλουθα στοιχεία:

Διορθωμένοι πυκνωτές φίλτρου τάσης δικτύου.

Διόρθωση συντελεστή ισχύος γκαζιού.

Μετασχηματιστής κύριος μετατροπέας.

Μετασχηματιστής που ελέγχει τα πλήκτρα.

Βοηθητικός μετασχηματιστής μετατροπέα (τάση αναμονής).

Φίλτρα τάσης δικτύου έναντι κυματισμών τροφοδοσίας.

Ένα ψυγείο στο οποίο είναι εγκατεστημένοι οι διακόπτες τρανζίστορ εξόδου.

Ένα θερμαντικό σώμα στο οποίο είναι εγκατεστημένες δίοδοι που διορθώνουν την εναλλασσόμενη τάση του κύριου μετασχηματιστή.

Πίνακας ελέγχου ταχύτητας ανεμιστήρα.

Μια πλακέτα στην οποία είναι εγκατεστημένος ο ελεγκτής PWM FSP3528 (ανάλογος με τον KA3511).

Ομαδικά στοιχεία τσοκ σταθεροποίησης και φίλτρο κυματισμού τάσης εξόδου.

1. Πυκνωτές φίλτρου κυματισμού τάσης εξόδου.

Λόγω της χαμηλής απόδοσης του παθητικού PFC, εισήχθη ένα νέο στο τροφοδοτικό Σχέδιο KKM, το οποίο είναι κατασκευασμένο με βάση έναν σταθεροποιητή PWM τοποθετημένο σε ένα τσοκ. Αυτό το κύκλωμα φέρνει πολλά πλεονεκτήματα στο τροφοδοτικό:

• εκτεταμένο εύρος τάσης λειτουργίας.
• κατέστη δυνατή η σημαντική μείωση της χωρητικότητας του πυκνωτή φίλτρου τάσης δικτύου.
• σημαντικά αυξημένο CM.
• μείωση του βάρους του τροφοδοτικού.
• αύξηση της απόδοσης του τροφοδοτικού.

Υπάρχουν επίσης μειονεκτήματα σε αυτό το σύστημα - αυτά είναι μείωση της αξιοπιστίας του τροφοδοτικούΚαι λανθασμένη λειτουργίαμε μερικούς αδιάλειπτα τροφοδοτικά I κατά την εναλλαγή τρόπων λειτουργίας μπαταρία / δίκτυο. Η εσφαλμένη λειτουργία αυτού του κυκλώματος με ένα UPS προκαλείται από το γεγονός ότι η χωρητικότητα του φίλτρου τάσης δικτύου στο κύκλωμα έχει μειωθεί σημαντικά. Τη στιγμή που η τάση εξαφανίζεται για μικρό χρονικό διάστημα, το ρεύμα PFC, το οποίο είναι απαραίτητο για τη διατήρηση της τάσης στην έξοδο PFC, αυξάνεται πολύ, με αποτέλεσμα να ενεργοποιείται η προστασία έναντι βραχυκυκλώματος (βραχυκύκλωμα) στο UPS .

Αν κοιτάξετε το κύκλωμα, είναι μια γεννήτρια παλμών, η οποία φορτώνεται στον επαγωγέα. Η τάση δικτύου διορθώνεται από μια γέφυρα διόδου και τροφοδοτείται στον διακόπτη, ο οποίος φορτώνεται από τον επαγωγέα L1 και τον μετασχηματιστή T1. Εισάγεται ένας μετασχηματιστής για να παρέχει ανάδραση από τον ελεγκτή προς το κλειδί. Η τάση από τον επαγωγέα αφαιρείται χρησιμοποιώντας τις διόδους D1 και D2. Επιπλέον, η τάση αφαιρείται εναλλάξ χρησιμοποιώντας διόδους, είτε από τη γέφυρα διόδου είτε από τον επαγωγέα, και φορτίζει τους πυκνωτές Cs1 και Cs2. Το κλειδί Q1 ανοίγει και η απαιτούμενη ποσότητα ενέργειας συσσωρεύεται στο γκάζι L1. Η ποσότητα της συσσωρευμένης ενέργειας ρυθμίζεται από τη διάρκεια της ανοιχτής κατάστασης του κλειδιού. Όσο περισσότερη ενέργεια συσσωρεύεται, τόσο περισσότερη τάση θα παράγει το πηνίο. Μετά την απενεργοποίηση του κλειδιού, η συσσωρευμένη ενέργεια απελευθερώνεται από τον επαγωγέα L1 μέσω της διόδου D1 στους πυκνωτές.

Αυτή η λειτουργία καθιστά δυνατή τη χρήση ολόκληρου του ημιτονοειδούς της εναλλασσόμενης τάσης του δικτύου, σε αντίθεση με τα κυκλώματα χωρίς PFC, καθώς και τη σταθεροποίηση της τάσης που τροφοδοτεί τον μετατροπέα.

Στα σύγχρονα κυκλώματα τροφοδοσίας, χρησιμοποιούνται συχνά ελεγκτές PWM διπλού καναλιού. Ένα μικροκύκλωμα λειτουργεί τόσο τον μετατροπέα όσο και το PFC. Ως αποτέλεσμα, ο αριθμός των στοιχείων στο κύκλωμα τροφοδοσίας μειώνεται σημαντικά.

Ας δούμε το διάγραμμα απλό μπλοκΤροφοδοτικό 12 V με χρήση ελεγκτή PWM δύο καναλιών ML4819. Ένα μέρος του τροφοδοτικού παράγει μια σταθερά σταθεροποιημένη τάση+380V. Το άλλο μέρος είναι ένας μετατροπέας που παράγει σταθερή σταθεροποιημένη τάση +12V. Το PFC αποτελείται, όπως στην περίπτωση που εξετάστηκε παραπάνω, από διακόπτη Q1, επαγωγέα L1 του μετασχηματιστή ανάδρασης T1 που είναι φορτωμένος σε αυτό. Δίοδοι D5, D6 πυκνωτές φόρτισης C2, ° C3, ° C4. Ο μετατροπέας αποτελείται από δύο διακόπτες Q2 και Q3, φορτωμένους στον μετασχηματιστή T3. Η παλμική τάση διορθώνεται από το συγκρότημα διόδου D13 και φιλτράρεται από τον επαγωγέα L2 και τους πυκνωτές C16, ° C18. Χρησιμοποιώντας το φυσίγγιο U2, δημιουργείται η τάση ελέγχου της τάσης εξόδου.

Ας εξετάσουμε τον σχεδιασμό ενός τροφοδοτικού που έχει ενεργό PFC:

1. Πίνακας ελέγχου τρέχουσας προστασίας.
2. Ένα τσοκ που εκτελεί το ρόλο τόσο ενός φίλτρου τάσης +12V και +5V όσο και μιας λειτουργίας σταθεροποίησης ομάδας.
3. Τσοκ φίλτρου τάσης +3,3V;
4. Ένα ψυγείο στο οποίο βρίσκονται οι διόδους ανορθωτή των τάσεων εξόδου.
5. Μετασχηματιστής κύριος μετατροπέας;
6. Μετασχηματιστής που ελέγχει τα κλειδιά του κύριου μετατροπέα.
7. Βοηθητικός μετασχηματιστής μετατροπέα (διαμόρφωση τάσης αναμονής).
8. Πλακέτα ελεγκτή διόρθωσης συντελεστή ισχύος.
9. Διακόπτες καλοριφέρ, γέφυρα διόδου ψύξης και κύριος μετατροπέας.
10. Φίλτρα τάσης γραμμής έναντι παρεμβολών.
11. Τσοκ διορθωτή συντελεστή ισχύος.
12. Πυκνωτής φίλτρου τάσης δικτύου.

Χαρακτηριστικά σχεδιασμού και τύποι συνδετήρων

Ας αναλογιστούμε τύπους συνδετήρων, το οποίο μπορεί να υπάρχει στο τροφοδοτικό. Στο πίσω μέρος του τροφοδοτικούυπάρχει σύνδεσμος για σύνδεση καλώδιο δικτύου και διακόπτη. Προηγουμένως, δίπλα στην υποδοχή του καλωδίου τροφοδοσίας, υπήρχε επίσης ένας σύνδεσμος για τη σύνδεση του καλωδίου δικτύου της οθόνης. Προαιρετικά, μπορεί να υπάρχουν και άλλα στοιχεία:

• ενδείξεις της τάσης δικτύου ή της κατάστασης λειτουργίας του τροφοδοτικού
• κουμπιά ελέγχου λειτουργίας ανεμιστήρα
• κουμπί για εναλλαγή τάσης εισόδου δικτύου 110 / 220V
• Ενσωματωμένες θύρες USB στη μονάδα Τροφοδοτικό USBκεντρικό σημείο
• άλλος.

Οι ανεμιστήρες που αναρροφούν αέρα από το τροφοδοτικό τοποθετούνται όλο και περισσότερο στον πίσω τοίχο. Όλο και περισσότερο, ο ανεμιστήρας τοποθετείται στο πάνω μέρος του τροφοδοτικού λόγω του μεγαλύτερου χώρου για την εγκατάσταση του ανεμιστήρα, ο οποίος σας επιτρέπει να εγκαταστήσετε ένα μεγάλο και αθόρυβο ενεργό στοιχείο ψύξης. Ορισμένα τροφοδοτικά έχουν ακόμη και δύο ανεμιστήρες εγκατεστημένους, τόσο στο επάνω όσο και στο πίσω μέρος.

Βγαίνει από τον μπροστινό τοίχο καλώδιο με υποδοχή τροφοδοσίας μητρικής πλακέτας. Σε ορισμένα αρθρωτά τροφοδοτικά, όπως και άλλα καλώδια, συνδέεται μέσω ενός βύσματος. Το παρακάτω σχήμα δείχνει.

Μπορείτε να παρατηρήσετε ότι κάθε τάση έχει το δικό της χρώμα καλωδίου:

• Κίτρινο χρώμα - +12 V
• Κόκκινο χρώμα - +5 V
• Πορτοκαλί χρώμα - +3,3V
• Μαύρο χρώμα - κοινό ή αλεσμένο

Για άλλες τάσεις, τα χρώματα των καλωδίων ενδέχεται να διαφέρουν από κατασκευαστή σε κατασκευαστή.

Το σχήμα δεν δείχνει τις πρόσθετες υποδοχές τροφοδοσίας για κάρτες βίντεο, καθώς είναι παρόμοιες με τις πρόσθετες υποδοχές τροφοδοσίας για τον επεξεργαστή. Υπάρχουν επίσης άλλοι τύποι υποδοχών που βρίσκονται σε επώνυμους υπολογιστές από την DelL, την Apple και άλλους.

Ηλεκτρικές παράμετροι και χαρακτηριστικά τροφοδοτικών

Το τροφοδοτικό έχει πολλές ηλεκτρικές παραμέτρους, οι περισσότερες από τις οποίες δεν σημειώνονται στο φύλλο δεδομένων. Στο πλευρικό αυτοκόλλητο του τροφοδοτικού, συνήθως σημειώνονται μόνο μερικές βασικές παράμετροι - τάσεις λειτουργίας και ισχύς.

Τροφοδοτικό ρεύματος

Η ισχύς υποδεικνύεται συχνά στην ετικέτα με μεγάλη γραμματοσειρά. Η ισχύς του τροφοδοτικού χαρακτηρίζει πόσα μπορεί να αποδώσει ηλεκτρική ενέργειασυσκευές που είναι συνδεδεμένες σε αυτό ( μητρική πλακέτα, κάρτα γραφικών, σκληρό δίσκοκαι τα λοιπά.).

Θεωρητικά, αρκεί να συνοψίσετε την κατανάλωση των εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται και να επιλέξετε ένα τροφοδοτικό με λίγη περισσότερη ισχύ για αποθεματικό. Για υπολογισμός ισχύοςΟι συστάσεις που δίνονται είναι αρκετά κατάλληλες στο διαβατήριο της κάρτας βίντεο, εάν υπάρχει, θερμική συσκευασία επεξεργαστή κ.λπ.

Αλλά στην πραγματικότητα, όλα είναι πολύ πιο περίπλοκα, επειδή το τροφοδοτικό παράγει διαφορετικές τάσεις - 12V, 5V, −12V, 3,3V, κ.λπ. Κάθε γραμμή τάσης έχει σχεδιαστεί για τη δική της ισχύ. Ήταν λογικό να πιστεύουμε ότι αυτή η ισχύς είναι σταθερή και το άθροισμά τους είναι ίσο με την ισχύ του τροφοδοτικού. Αλλά το τροφοδοτικό περιέχει έναν μετασχηματιστή για να παράγει όλες αυτές τις τάσεις που χρησιμοποιούνται από τον υπολογιστή (εκτός από την τάση αναμονής +5V). Είναι αλήθεια ότι είναι σπάνιο, αλλά μπορείτε ακόμα να βρείτε ένα τροφοδοτικό με δύο ξεχωριστούς μετασχηματιστές, αλλά τέτοια τροφοδοτικά είναι ακριβά και χρησιμοποιούνται συχνότερα σε διακομιστές. Τα συμβατικά τροφοδοτικά ATX έχουν έναν μετασχηματιστή. Εξαιτίας αυτού, η ισχύς κάθε γραμμής τάσης μπορεί να επιπλέει: αυξάνεται εάν άλλες γραμμές είναι ελαφρώς φορτισμένες και μειώνεται εάν άλλες γραμμές είναι πολύ φορτισμένες. Ως εκ τούτου, η μέγιστη ισχύς κάθε γραμμής γράφεται συχνά στα τροφοδοτικά και ως αποτέλεσμα, εάν συνοψιστούν, η ισχύς θα είναι ακόμη μεγαλύτερη από την πραγματική ισχύ του τροφοδοτικού. Έτσι, ο κατασκευαστής μπορεί να μπερδέψει τον καταναλωτή, για παράδειγμα, δηλώνοντας πολύ υψηλή ονομαστική ισχύ που το τροφοδοτικό δεν είναι σε θέση να παρέχει.

Λάβετε υπόψη ότι εάν ο υπολογιστής σας έχει Ανεπαρκής παροχή ρεύματος, τότε αυτό δεν θα προκαλέσει σωστή λειτουργίασυσκευές ( Παγώνει, επανεκκινεί, κεφαλές κλικ σκληρό δίσκο ), σε σημείο αδύνατου ενεργοποίηση του υπολογιστή. Και αν ο υπολογιστής έχει εγκατεστημένη μια μητρική πλακέτα που δεν έχει σχεδιαστεί για την ισχύ των εξαρτημάτων που είναι εγκατεστημένα σε αυτόν, τότε η μητρική πλακέτα συχνά λειτουργεί κανονικά, αλλά με την πάροδο του χρόνου οι υποδοχές τροφοδοσίας καίγονται λόγω της συνεχούς θέρμανσης και οξείδωσής τους.

Πρότυπα και πιστοποιητικά

Όταν αγοράζετε ένα τροφοδοτικό, πρώτα απ 'όλα πρέπει να εξετάσετε τη διαθεσιμότητα των πιστοποιητικών και τη συμμόρφωσή του με τα σύγχρονα διεθνή πρότυπα. Τα ακόλουθα πρότυπα μπορούν να βρεθούν συχνότερα στα τροφοδοτικά:

RoHS, WEEE – δεν περιέχει επιβλαβείς ουσίες

UL, cUL – πιστοποιητικό συμμόρφωσης με αυτό τεχνικές προδιαγραφές, καθώς και απαιτήσεις ασφαλείας για ενσωματωμένες ηλεκτρικές συσκευές

CE - πιστοποιητικό που δείχνει ότι το τροφοδοτικό πληροί τις αυστηρότερες απαιτήσεις των Ευρωπαϊκών Οδηγιών

ISO – διεθνές πιστοποιητικό ποιότητας

CB - διεθνές πιστοποιητικό συμμόρφωσης με τα τεχνικά χαρακτηριστικά του

FCC - Συμμόρφωση με ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (EMI) και παρεμβολές ραδιοσυχνοτήτων (RFI) από το τροφοδοτικό

TUV - πιστοποιητικό συμμόρφωσης με τις απαιτήσεις του διεθνούς προτύπου EN ISO 9001:2000

1. CCC - Κίνα Πιστοποιητικό Ασφάλειας, Ηλεκτρομαγνητικής και Περιβαλλοντικής Συμμόρφωσης

Υπάρχει επίσης πρότυπα υπολογιστώνΣυντελεστής μορφής ATX, ο οποίος καθορίζει τις διαστάσεις, τη σχεδίαση και πολλές άλλες παραμέτρους του τροφοδοτικού, συμπεριλαμβανομένων των επιτρεπόμενων αποκλίσεων τάσης υπό φορτίο. Σήμερα υπάρχουν διάφορες εκδόσεις του προτύπου ATX:

1. ATX 1.3 Standard
2. ATX 2.0 Standard
3. ATX 2.2 Standard
4. ATX 2.3 Standard

Η διαφορά μεταξύ των εκδόσεων των προτύπων ATX αφορά κυρίως την εισαγωγή νέων βυσμάτων και νέες απαιτήσεις για τις γραμμές τροφοδοσίας του τροφοδοτικού.

Συστάσεις για την επιλογή τροφοδοτικού

Πότε συμβαίνει πρέπει να αγοράσετε ένα νέο τροφοδοτικό ATX, τότε πρώτα πρέπει να προσδιορίσετε την ισχύ που απαιτείται για την τροφοδοσία του υπολογιστή στον οποίο θα εγκατασταθεί αυτό το τροφοδοτικό. Για να το προσδιορίσετε, αρκεί να συνοψίσετε την ισχύ των εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται στο σύστημα, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας μια ειδική αριθμομηχανή. Εάν αυτό δεν είναι δυνατό, τότε μπορούμε να προχωρήσουμε από τον κανόνα ότι για έναν μέσο υπολογιστή με ένα κάρτα βίντεο gamingΈνα τροφοδοτικό με ισχύ 500-600 watt είναι αρκετά.

Λαμβάνοντας υπόψη ότι οι περισσότερες από τις παραμέτρους ενός τροφοδοτικού μπορούν να εντοπιστούν μόνο με τη δοκιμή του, το επόμενο βήμα συνιστούμε ανεπιφύλακτα να εξοικειωθείτε με τις δοκιμές και τις κριτικές πιθανών υποψηφίων - μοντέλα τροφοδοσίας, τα οποία είναι διαθέσιμα στην περιοχή σας και ικανοποιούν τις ανάγκες σας τουλάχιστον όσον αφορά την παρεχόμενη ισχύ. Εάν αυτό δεν είναι δυνατό, τότε πρέπει να επιλέξετε σύμφωνα με τη συμμόρφωση του τροφοδοτικού με τα σύγχρονα πρότυπα (από περισσότερο, τόσο το καλύτερο), και είναι επιθυμητό να υπάρχει ένα κύκλωμα APFC στο τροφοδοτικό. Όταν αγοράζετε ένα τροφοδοτικό, είναι επίσης σημαντικό να το ενεργοποιείτε, αν είναι δυνατόν ακριβώς στο σημείο αγοράς ή αμέσως μόλις φτάσετε στο σπίτι, και να παρακολουθείτε πώς λειτουργεί έτσι ώστε η πηγή ρεύματος να μην κάνει τρίξιμο, βουητό ή άλλο ξένο θόρυβο.

Σε γενικές γραμμές, πρέπει να επιλέξετε ένα τροφοδοτικό που είναι ισχυρό, καλοφτιαγμένο, έχει καλές δηλωμένες και πραγματικές ηλεκτρικές παραμέτρους και επίσης αποδεικνύεται εύκολο στη χρήση και αθόρυβο κατά τη λειτουργία, ακόμη και υπό υψηλό φορτίο. Και σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να εξοικονομήσετε λίγα δολάρια όταν αγοράζετε ένα τροφοδοτικό. Να θυμάστε ότι η σταθερότητα, η αξιοπιστία και η ανθεκτικότητα ολόκληρου του υπολογιστή εξαρτάται κυρίως από τη λειτουργία αυτής της συσκευής.

Την τελευταία δεκαετία, έχουμε δει έναν επιταχυνόμενο ρυθμό ανάπτυξης ηλεκτρονικών συσκευών. Μαζί με αυτό, αυξάνονται και οι απαιτήσεις για τη συσκευή τροφοδοσίας. Οι γραμμικοί ρυθμιστές τάσης έχουν χαμηλή απόδοση και δεν μπορούν πάντα να πληρούν τις απαιτήσεις για τη συσκευή. Τα κυκλώματα με σύγχρονους ανορθωτές έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένα σήμερα. Η γκάμα των IC που παράγονται από διάφορους κατασκευαστές είναι πολύ μεγάλη. Αυτό το άρθρο θα συζητήσει τις δυνατότητες χρήσης ενός σύγχρονου διακόπτη σε έναν σύγχρονο ανορθωτή και θα εξετάσει διάφορους τύπους ελεγκτών PWM από το International Rectifier.

Το κύκλωμα σύγχρονου ανορθωτή αναπτύχθηκε πριν από πολύ καιρό. Για την κατασκευή του, χρησιμοποιούνται συνηθισμένα τρανζίστορ πεδίου n-καναλιών, μόνο που λειτουργούν σε τροφοδοτικά με χαμηλή τάση εξόδου και αντικαθιστούν τις διόδους ανορθωτή. Η τάση πηγής αποστράγγισης τέτοιων τρανζίστορ είναι συνήθως μικρή, αλλά οι χωρητικότητες μεταξύ της πηγής αποστράγγισης και της πύλης αποστράγγισης είναι πολύ, πολύ σημαντικές. Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα της λειτουργίας των τρανζίστορ πεδίου ως σύγχρονων ανορθωτών είναι η λειτουργία τους στο τέταρτο τεταρτημόριο του χαρακτηριστικού ρεύματος-τάσης τους, δηλαδή το ρεύμα ρέει μέσω αυτών προς την αντίθετη κατεύθυνση - από την πηγή στην αποστράγγιση. Στο Σχ. Το σχήμα 1 δείχνει ένα διάγραμμα της κατασκευής ενός σύγχρονου ανορθωτή.

Σχήμα 1 Σχηματικό διάγραμμα ενός σύγχρονου ανορθωτή

Σχήμα 2 Μπλοκ διάγραμμα τύπων συσκευών για την κατασκευή σύγχρονων ρυθμιστών που παράγονται από την International Rectifier

Οι απαιτήσεις για την επιλογή στοιχείων κυκλώματος κατά την κατασκευή ενός σύγχρονου ανορθωτή είναι οι εξής:

Για να συνοψίσουμε την επιλογή των στοιχείων, σημειώνουμε ότι κατά την επιλογή τρανζίστορ, η εταιρεία συνιστά στους προγραμματιστές να επιλέγουν σύγχρονους διακόπτες με ελάχιστη τιμή αντίστασης. Για τον διακόπτη μεταγωγής, είναι απαραίτητο να επιλέξετε ένα τρανζίστορ με ελάχιστη τιμή φόρτισης πύλης.

Η International Rectifier παρουσιάζει μια μεγάλη γκάμα IC ελεγκτών PWM με διαφορετικά λειτουργικότητα(βλ. Εικ. 2). Η οικογένεια παλμικών σύγχρονων ρυθμιστών περιλαμβάνει ενσωματωμένα συγκροτήματα σε μονολιθικά πακέτα (SupIRBuck, IPower) και ελεγκτές PWM χωρίς εσωτερικούς διακόπτες. Τα συγκροτήματα δύο καναλιών αντιπροσωπεύονται, στην πρώτη περίπτωση, από μονολιθικά ολοκληρωμένα κυκλώματα και ελεγκτές PWM με ή χωρίς εσωτερικό γραμμικό μετατροπέα αναφοράς. Τα πολυφασικά συστήματα αντιπροσωπεύονται από IC των οικογενειών X-Phase και I-Power.

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα του σύγχρονου ελεγκτή PWM IR3651SPBF έχει σχεδιαστεί για υψηλής απόδοσης σύγχρονους μετατροπείς DC/DC με τάση εισόδου έως 150 V. Προγραμματιζόμενες συχνότητες λειτουργίας στην περιοχή έως 400 kHz επιτρέπουν στο τσιπ να χρησιμοποιείται σε τροφοδοτικά για τηλεπικοινωνιακό εξοπλισμό και σταθμούς βάσης, διακομιστές δικτύου, σε μονάδες ελέγχου αυτοκινήτου και βιομηχανίας. Όταν χρησιμοποιείτε το τσιπ σε συσκευές χαμηλής κατανάλωσης, το επίπεδο τάσης εξόδου μπορεί να ρυθμιστεί με ακρίβεια χάρη στην ενσωματωμένη πηγή τάση αναφοράς(1,25 V). Το IC ελεγκτή PWM IR3651S σε συνδυασμό με ένα ζεύγος τρανζίστορ DirectFET παρέχει απόδοση μετατροπής άνω του 88% σε τάση τροφοδοσίας 48 V και τάση εξόδου 3,3 V σε ρεύμα 6Α χωρίς τη χρήση ψύκτρας ή ροής αέρα. Ένα άλλο πλεονέκτημα αυτού του IC έναντι των αναλόγων στην αγορά σήμερα είναι η αυξημένη μέγιστη τάση τροφοδοσίας. Το IC έχει σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας τεχνολογία 160V HVIC. Αυτό σας επιτρέπει να αυξήσετε τις παραμέτρους αξιοπιστίας της ανάπτυξης στο σύνολό της. Το IC ελεγκτή PWM IR3651S έχει σχεδιαστεί για να οδηγεί δύο εξωτερικά MOSFET καναλιών N σε ρεύματα κίνησης έως και 25 A και διαθέτει πολλές επιλογές προστασίας: προγραμματιζόμενη ομαλή εκκίνηση, προστασία ρεύματος και κλείδωμα χαμηλής τάσης. Το IC διαθέτει επίσης μια λειτουργία συγχρονισμού για τη συντονισμένη λειτουργία του σε μια κοινή φάση. Έτσι, αυτό το τσιπ μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για χαμηλής ισχύος (λιγότερο από 60 W) μη απομονωμένους μετατροπείς DC/DC εξοπλισμού δικτύου όσο και για στάδια προρύθμισης υψηλής ισχύος (πάνω από 200 W) σε ελεγχόμενους απομονωμένους μετατροπείς. Στο Σχ. Το σχήμα 3 δείχνει το διάγραμμα σύνδεσης για το IC IR3651S.

Εικόνα 3 Διάγραμμα σύνδεσης του ελεγκτή IR3651S

Σχέδιο ενός ελεγκτή PWM 3 φάσεων για έναν σύγχρονο μετατροπέα DC-DC IR3094MPbF μαζί με τη χρήση Τρανζίστορ MOSFETστο πακέτο DirectFET σας επιτρέπει να μειώσετε το μέγεθος της πλακέτας κατά 40% σε σύγκριση με τα σημερινά ανάλογα. Το μικρό μέγεθος του ελεγκτή IR3094 είναι ιδανικό για την κατασκευή συμπαγών σύγχρονων μετατροπέων για συστήματα υψηλής πυκνότητας. Συνήθως, οι λύσεις σύγχρονου μετατροπέα τριών εξόδων απαιτούν 14 στοιχεία: 3 ελεγκτές, 6 διακόπτες, 3 τσοκ, εξωτερικά εξαρτήματα ενεργοποίησης, συν εξαρτήματα ανάδρασης. Οι μετατροπείς που συναρμολογούνται χρησιμοποιώντας τον ελεγκτή IR3094 και τα τρανζίστορ MOSFET σε ένα πακέτο DirectFET, τα IRF6637 και IRF6678 μειώνουν τον αριθμό των στοιχείων μετατροπέα σε 7 μονάδες.

Τρία ζεύγη τρανζίστορ DirectFET μπορούν να τοποθετηθούν σε κοντινή απόσταση από το IR3094, δημιουργώντας μια λύση που ελαχιστοποιεί το μέγεθος PCB και συσκευασίας. Τα ενσωματωμένα προγράμματα οδήγησης ελεγκτή υψηλής ισχύος του IR3094 συνδυάζονται με ένα ζεύγος τρανζίστορ DirectFET σε κάθε φάση για να δημιουργήσουν μια λύση ελέγχου ισχύος υψηλής πυκνότητας ρεύματος για μετατροπείς Τύπος ΠΟΛ(σημείο-φορτίο). Ο ελεγκτής IR3094M έχει σχεδιαστεί για εφαρμογές που απαιτούν τάσεις τροφοδοσίας από 0,85 έως 5,1 V. Στεγάζεται σε μια συμπαγή συσκευασία MLPQ 7 mm; 7 mm και περιέχει ενσωματωμένο πρόγραμμα οδήγησης ελέγχου 3 Α, πηγή τάσης αναφοράς 1%, ρύθμιση τάσης εξόδου για κάθε φάση, προγραμματιζόμενη συχνότητα μεταγωγής έως 540 kHz.

Ο ελεγκτής παρέχει τους ακόλουθους τύπους προστασίας:

• προγραμματιζόμενη μαλακή εκκίνηση.
• Προστασία βραχυκυκλώματος με τη μορφή ρεύματος λόξιγκας στην έξοδο κάθε φάσης.
• προστασία από υπέρταση?
• σηματοδότηση εξόδου τρέχουσα κατάστασηελεγκτής - "ισχύς καλή".

Σε συνδυασμό με αυτόν τον τύπο ελεγκτή, συνιστάται η χρήση του τρανζίστορ IRF6678, το οποίο είναι ένα ιδανικό σύγχρονο MOSFET που εμφανίζει χαμηλή τιμή αντίστασης 1,7 mOhm -10 V. Το τρανζίστορ IRF6637 έχει χαμηλή τιμή φόρτισης πύλης (4 nC) και είναι λιγότερο ευαίσθητο στο φαινόμενο Miller, η αντίσταση σύνδεσης είναι 5,7 mOhm στα 10 V.

Για την επίτευξη ακριβούς τάσης εξόδου εντός 1% απόκλισης, ο International Rectifier παράγει το IC IR3637. Χρησιμοποιείται όπου απαιτείται τάση τροφοδοσίας υψηλής ποιότητας. Αυτό το IC επιτρέπει στο χρήστη να λειτουργεί στο εύρος τάσης εισόδου από 4,5 έως 16 V. Το κύριο πλεονέκτημα αυτού του ελεγκτή PWM είναι η απλοποιημένη σχεδίαση και η αυξημένη συμπαγής κίνηση του μετατροπέα DC-DC. Το IC στεγάζεται σε μια συμπαγή συσκευασία SO-8 και διαθέτει προστασίες όπως προστασία βραχυκυκλώματος, κλείδωμα χαμηλή τάσητροφοδοτικό, λειτουργία μαλακής εκκίνησης με εξωτερικό προγραμματισμό.

Ο ελεγκτής παρέχει κύκλο λειτουργίας σήματος PWM έως και 85% στα 400 kHz, ο οποίος μειώνει το μέγεθος του επαγωγέα και βελτιώνει τα δυναμικά χαρακτηριστικά του μετατροπέα. Στο Σχ. Το σχήμα 4 δείχνει το διάγραμμα σύνδεσης του IC ελεγκτή IR3637 PWM.
Προηγουμένως, σε εφαρμογές 12 V, οι σχεδιαστές είχαν περιορισμένη επιλογή επιλογών και επικεντρώνονταν κυρίως στη χρήση ενσωματωμένων, μη απομονωμένων μετατροπέων DC-DC, οι οποίοι καταλαμβάνουν σημαντικά μεγαλύτερη περιοχή. Εφαρμογή εναλλακτική λύσησε διακριτά εξαρτήματα (νέοι ελεγκτές PWM και MOSFET) σας επιτρέπει να επωφεληθείτε από την ενσωμάτωση του κυκλώματος μετατροπέα στην πλακέτα.

Κατά την ανάπτυξη ενός σύγχρονου κυκλώματος διόρθωσης, συνιστάται στον σχεδιαστή να δώσει προσοχή σε τρία κύρια σημεία στην καλωδίωση του κυκλώματος γείωσης του ελεγκτή PWM:

Η γκάμα των ελεγκτών PWM και των ενσωματωμένων συγκροτημάτων που βασίζονται σε αυτά από τη International Rectifier περιλαμβάνει περισσότερα από 100 είδη. Στον πίνακα Το 1 δείχνει τις κύριες παραμέτρους ορισμένων ελεγκτών PWM. Για να επιταχύνει την ανάπτυξη ενός σύγχρονου μετατροπέα τάσης, το International Rectifier παρουσιάζει ένα έργο για προγραμματιστές My-Power στον διαδικτυακό ιστότοπο - /engine/api/go.php?go=https://www.irf. com/design-center/mypower/index.html. Εδώ ο προγραμματιστής μπορεί όχι μόνο να υπολογίσει τις παραμέτρους του κυκλώματος και να δει παλμογράμματα της λειτουργίας της συσκευής, αλλά και να λάβει συστάσεις για τον τύπο των τρανζίστορ και να δει τις κύριες παραμέτρους τους.

Μία από τις προσεγγίσεις που χρησιμοποιούνται για τη σημαντική μείωση των απωλειών θέρμανσης των εξαρτημάτων ισχύος των ραδιοκυκλωμάτων είναι η χρήση τρόπων λειτουργίας μεταγωγής των εγκαταστάσεων. Με τέτοια συστήματα, το εξάρτημα ηλεκτρικής ενέργειας είναι είτε ανοιχτό - αυτή τη στιγμή υπάρχει ουσιαστικά μηδενική πτώση τάσης σε αυτό, είτε ανοιχτό - αυτή τη στιγμή παρέχεται μηδενικό ρεύμα σε αυτό. Η απαγωγή ισχύος μπορεί να υπολογιστεί πολλαπλασιάζοντας το ρεύμα και την τάση. Σε αυτή τη λειτουργία, είναι δυνατό να επιτευχθεί απόδοση περίπου 75-80% ή περισσότερο.

Τι είναι το PWM;

Για να λάβετε το σήμα εξόδου του απαιτούμενου σχήματος κλειδί λειτουργίαςθα πρέπει να ανοίγει μόνο για ορισμένο χρόνο, ανάλογο με την υπολογιζόμενη τάση εξόδου. Αυτή είναι η αρχή της διαμόρφωσης πλάτους παλμού (PWM). Στη συνέχεια, ένα σήμα αυτού του σχήματος, που αποτελείται από παλμούς που ποικίλλουν σε πλάτος, εισέρχεται στην περιοχή του φίλτρου με βάση έναν επαγωγέα και έναν πυκνωτή. Μετά τη μετατροπή, η έξοδος θα είναι ένα σχεδόν ιδανικό σήμα του απαιτούμενου σχήματος.

Το πεδίο εφαρμογής του PWM δεν περιορίζεται στην εναλλαγή σταθεροποιητών και μετατροπέων τάσης. Χρήση αυτή η αρχήκατά το σχεδιασμό ισχυρός ενισχυτής ηχητική συχνότητακαθιστά δυνατή τη σημαντική μείωση της κατανάλωσης ενέργειας της συσκευής, οδηγεί σε σμίκρυνση του κυκλώματος και βελτιστοποιεί το σύστημα μεταφοράς θερμότητας. Στα μειονεκτήματα συγκαταλέγεται η μέτρια ποιότητα του σήματος εξόδου.

Σχηματισμός σημάτων PWM

Η δημιουργία σημάτων PWM του επιθυμητού σχήματος είναι αρκετά δύσκολη. Ωστόσο, η βιομηχανία σήμερα μπορεί να ευχαριστηθεί με υπέροχα ειδικά τσιπ γνωστά ως ελεγκτές PWM. Είναι φθηνά και λύνουν πλήρως το πρόβλημα της δημιουργίας σήματος πλάτους παλμού. Η εξοικείωση με τον τυπικό σχεδιασμό τους θα σας βοηθήσει να περιηγηθείτε στη δομή τέτοιων ελεγκτών και στη χρήση τους.

Το τυπικό κύκλωμα ελεγκτή PWM προϋποθέτει τις ακόλουθες εξόδους:

• Κοινή έξοδος (GND). Υλοποιείται με τη μορφή ενός ποδιού, το οποίο συνδέεται με το κοινό καλώδιο του κυκλώματος τροφοδοσίας της συσκευής.
• Πείρος τροφοδοσίας (VC). Υπεύθυνος για την παροχή ρεύματος στο κύκλωμα. Είναι σημαντικό να μην τον μπερδεύεις με τον διπλανό του παρόμοιο όνομα- Καρφίτσα VCC.
• Πείρος ελέγχου ισχύος (VCC). Γενικά, το τσιπ ελεγκτή PWM παίρνει το προβάδισμα τρανζίστορ ισχύος(διπολικό ή πεδίο). Εάν η τάση εξόδου μειωθεί, τα τρανζίστορ θα ανοίξουν μόνο μερικώς και όχι πλήρως. Όταν θερμαίνονται γρήγορα, σύντομα θα αποτύχουν, ανίκανοι να αντεπεξέλθουν στο φορτίο. Για να αποκλειστεί αυτή η πιθανότητα, είναι απαραίτητο να παρακολουθείτε την τάση τροφοδοσίας στην είσοδο του μικροκυκλώματος και να μην την αφήνετε να υπερβαίνει το σήμα σχεδιασμού. Εάν η τάση είναι στο αυτό το συμπέρασμαπέφτει κάτω από τον ελεγκτή που έχει εγκατασταθεί ειδικά για το σκοπό αυτό, συσκευή ελέγχουσβήνει. Συνήθως, αυτός ο ακροδέκτης συνδέεται απευθείας με τον ακροδέκτη VC.

Τάση ελέγχου εξόδου (OUT)

Ο αριθμός των ακίδων ενός μικροκυκλώματος καθορίζεται από το σχεδιασμό και την αρχή λειτουργίας του. Δεν είναι πάντα δυνατό να κατανοήσουμε αμέσως περίπλοκους όρους, αλλά ας προσπαθήσουμε να τονίσουμε την ουσία. Υπάρχουν μικροκυκλώματα σε 2 ακίδες που ελέγχουν τους καταρράκτες push-pull (διπλού βραχίονα) (παραδείγματα: γέφυρα, μισή γέφυρα, 2-χρονος αντίστροφος μετατροπέας). Υπάρχουν επίσης ανάλογα των ελεγκτών PWM για τον έλεγχο καταρράκτες μονού άκρου (με ένα βραχίονα) (π.

Επιπλέον, η βαθμίδα εξόδου μπορεί να έχει δομή ενός ή δύο κύκλων. Το push-pull χρησιμοποιείται κυρίως για έλεγχο τρανζίστορ εφέ πεδίου, ανάλογα με την τάση. Για να κλείσετε γρήγορα, πρέπει να πετύχετε γρήγορη εκκένωσηΧωρητικότητες "gate-source" και "gate-drain". Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιείται το στάδιο εξόδου push-pull του ελεγκτή, το καθήκον του οποίου είναι να διασφαλίσει ότι η έξοδος βραχυκυκλώνεται σε ένα κοινό καλώδιο εάν είναι απαραίτητο να κλείσει το τρανζίστορ φαινομένου πεδίου.

Οι ελεγκτές PWM για τροφοδοτικά υψηλής ισχύος μπορούν επίσης να διαθέτουν χειριστήρια διακόπτη εξόδου (οδηγούς). Συνιστάται η χρήση τρανζίστορ IGBT ως διακόπτες εξόδου.

Τα κύρια προβλήματα των μετατροπέων PWM

Κατά τη λειτουργία οποιασδήποτε συσκευής, είναι αδύνατο να εξαλειφθεί εντελώς η πιθανότητα βλάβης και αυτό ισχύει και για τους μετατροπείς. Η πολυπλοκότητα του σχεδιασμού δεν έχει σημασία ακόμη και ο γνωστός ελεγκτής TL494 PWM μπορεί να προκαλέσει λειτουργικά προβλήματα. Τα σφάλματα έχουν διαφορετική φύση - μερικά από αυτά μπορούν να ανιχνευθούν με το μάτι, ενώ η ανίχνευση άλλων απαιτεί ειδικό εξοπλισμό μέτρησης.

Για να χρησιμοποιήσετε έναν ελεγκτή PWM, θα πρέπει να εξοικειωθείτε με τη λίστα των κύριων δυσλειτουργιών της συσκευής και μόνο αργότερα - με επιλογές για την εξάλειψή τους.

Αντιμετώπιση προβλημάτων

Ένα από τα πιο συνηθισμένα προβλήματα είναι η βλάβη των βασικών τρανζίστορ. Τα αποτελέσματα μπορούν να φανούν όχι μόνο κατά την προσπάθεια εκκίνησης της συσκευής, αλλά και κατά την εξέταση της με ένα πολύμετρο.

Επιπλέον, υπάρχουν και άλλα σφάλματα που είναι κάπως πιο δύσκολο να εντοπιστούν. Πριν ελέγξετε απευθείας τον ελεγκτή PWM, μπορείτε να εξετάσετε τις πιο συνηθισμένες περιπτώσεις βλαβών. Για παράδειγμα:

• Ο ελεγκτής σταματά μετά την εκκίνηση - ένα διάλειμμα στον βρόχο του λειτουργικού συστήματος, μια πτώση ρεύματος, προβλήματα με τον πυκνωτή στην έξοδο του φίλτρου (εάν υπάρχει) ή το πρόγραμμα οδήγησης. Ίσως ο έλεγχος του ελεγκτή PWM να έχει πάει στραβά. Είναι απαραίτητο να επιθεωρήσετε τη συσκευή για τσιπ και παραμορφώσεις, να μετρήσετε τους δείκτες φορτίου και να τις συγκρίνετε με τις τυπικές.
• Ο ελεγκτής PWM δεν ξεκινά - λείπει μία από τις τάσεις εισόδου ή η συσκευή είναι ελαττωματική. Η επιθεώρηση και η μέτρηση της τάσης εξόδου μπορεί να βοηθήσει ή, ως έσχατη λύση, να την αντικαταστήσει με ένα γνωστό ανάλογο εργασίας.
• Η τάση εξόδου διαφέρει από την ονομαστική τάση - υπάρχει πρόβλημα με τον βρόχο OOS ή με τον ελεγκτή.
• Μετά την εκκίνηση, το PWM στο τροφοδοτικό τίθεται σε προστασία εάν δεν υπάρχει βραχυκύκλωμα στα πλήκτρα - εσφαλμένη λειτουργία του PWM ή των προγραμμάτων οδήγησης.
• Ασταθής λειτουργία της πλακέτας, παρουσία περίεργων ήχων - διάλειμμα στον βρόχο OOS ή στην αλυσίδα RC, υποβάθμιση της χωρητικότητας του φίλτρου.

Εν κατακλείδι

Οι γενικοί και πολυλειτουργικοί ελεγκτές PWM μπορούν πλέον να βρεθούν σχεδόν παντού. Δεν χρησιμεύουν μόνο ως αναπόσπαστο στοιχείο των τροφοδοτικών των περισσότερων σύγχρονες συσκευές- τυπικοί υπολογιστές και άλλες καθημερινές συσκευές. Με βάση τους ελεγκτές, αναπτύσσονται νέες τεχνολογίες που μπορούν να μειώσουν σημαντικά την κατανάλωση πόρων σε πολλούς τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας. Οι ιδιοκτήτες ιδιωτικών κατοικιών θα επωφεληθούν από ελεγκτές φόρτισης μπαταριών από φωτοβολταϊκές μπαταρίες, με βάση την αρχή της διαμόρφωσης πλάτους παλμού του ρεύματος φόρτισης.

Η υψηλή απόδοση καθιστά πολλά υποσχόμενη την ανάπτυξη νέων συσκευών που βασίζονται στην αρχή PWM. Οι δευτερεύουσες πηγές ενέργειας δεν είναι ο μόνος τομέας δραστηριότητας.