Разделы

Тенденции развития импульсных источников питания

Одной из главных тенденций развития источников питания являются увеличение удельной мощности (выходная мощность единицы объема источника питания). Удельная мощность источников питания , выполненных на линейных компонентах достигает 30 Вт /дм3. В типовых импульсных источниках питания, выполненных на дискретных компонентах, это значение достигает 180 Вт /дм3. В современных источниках питания, выполненных на современной элементной базе с высокой степенью интеграции при использовании комбинации различных методов, удельная мощность может достигать 2300 Вт /дм3.

Это удается при использовании высоких частот переключения, при которых удается уменьшить размеры элементов, сохраняющих энергию, то есть катушек индуктивности, конденсаторов. Трансформаторы и фильтры также уменьшаются с увеличением частоты переключения.

Использование технологии поверхностного монтажа и современных материалов подложек, керамических гибридных материалов, металлокерамики позволяют существенно снизить габариты устройств, а также решить проблемы отвода тепла от мощных коммутационных компонентов.

Улучшение качества компонентов, например, использование конденсаторов, имеющих лучшие значения удельной емкости, использование в качестве ключей полевых транзисторов вместо биполярных и использование новейших ферритовых материалов, успешно работающих без потерь на высоких частотах.

Однако, при работе на высоких частотах возникает ряд проблем, которые связаны с паразитными емкостями в компонентах схем, с индуктивностью рассеяния в трансформаторах.

В современном импульсном источнике питания в качестве ключевого элемента, как правило, используется полевой транзистор, который рассеивает некоторое количество энергии, переходя каждый раз из открытого состояния к закрытому состоянию и наоборот. Эти потери увеличиваются с увеличением частоты.

Энергия из первичной обмотки трансформатора никогда не может быть передана без потерь во вторичную обмотку. Когда транзистор закрыт, энергия, представляющая ток индуктивности рассеяния первичной обмотки (за счет самоиндукции), должна быть рассеяна обычно в специальной схеме подавления. Обычно в качестве схемы подавления используется последовательно включенные диод и резистор, а параллельно им включается емкость, которая и поглощает паразитную энергию. Эта энергия нагревает резистор схемы подавителя и расходуется впустую.

Для защиты от напряжения обратной полярности, возникающей при действии ЭДС самоиндукции на первичной обмотке трансформатора, параллельно полевому транзистору устанавливается защитный диод, который также греется впустую. Эти эффекты проявляются тем значительнее, чем выше частота переключения преобразователя.

Помимо этого, мощные полевые транзисторы, используемые в качестве ключей в импульсных источниках питания, содержат значительную паразитную емкость собственного канала, которая также разряжается на защитном диоде, устанавливаемом параллельно полевому транзистору ключа. Это также ведет к дополнительным потерям энергии с увеличением частоты переключения преобразователя.

Подключение ИБП, выполненных по традиционным схемам, к устройствам, у которых потребление энергии осуществляется со значительным колебаниями, приводит к достаточно длительным переходным процессам со значительными выбросами тока и напряжения.

В отдельных случаях переходные процессы могут вообще приводить к срыву авторегулирования и стабилизации напряжения. Многие специалисты и проектировщики импульсных источников питания заняты решением проблемы повышения устойчивости их работы в условиях действия жестких внешних воздействий и значительных колебаний потребляемой мощности.

импульсный источник питание прибор микросхема

Согласно техническому заданию необходимо разработать импульсный блок питания с такими техническими данными:

Мощность ИБП- не более 150Вт;

Источник питания -однофазная сеть220 В-50Гц;

Диапазон рабочих частот- 66 кГц - средняя частота, на которой работает ШИМ преобразователь;

Выходные напряжения - при ±30V=2A, +12V=1A, +5V=3A;

Таблица 2.1-Нормы климатических и механических воздействий

Виды воздействия ,характеристики

Нормы воздействий

Виброустойчивость: диапазон частот, Гц амплитуда виброускорения g

10-70 0.8-3.8

Вибропрочность: частота вибрации, Гц амплитуда виброускорения g

10-70 1-4

Отсутствие резонанса в конструкции: диапазон частот, Гц амплитуда виброперемещения,мм

10-30 0.5-0.8

Ударная устойчивость: длительность ударного импульса, мс ускорение пиковое число ударов в минуту общее число ударов не менее

5-10 15 40-80 60

Ударная прочность: длительность ударного импульса, мс ускорение пиковое число ударов в минуту общее число ударов не менее

5-10 25 40-80 12000

Прочность при транспортировке: длительность ударного импульса, мс ускорение пиковое число ударов в минуту общее число ударов не менее

5-10 5,10,25 40-80 13000

Прочность при падении: высота сбрасывания РЭА до 5 кг,мм высота сбрасывания РЭА более 5 кг мм число сбрасываний

- - -

Теплоустойчивость: рабочая температура, ºС предельная температура , ºС

50 60

Холодоустойчивость: рабочая температура, ºС предельная температура , ºС

-25(-40) -40(-50)

Влагоустойчивость: относительная влажность, % температура, ,ºС

93 25

Герметичность при погружении в воду на глубину, м

-

Защищенность от дождя с интенсивностью, мм/мин

-

Защищенность от воздействия соленого(морского)тумана с водностью, г/

2-3

Защищенность от воздействия пылевого потока со скоростью ,м/с

10

Перейти на страницу: 1 2

Другие материалы

Разработка системы управления пассажирским лифтом
Лифтом называется транспортное устройство прерывного действия, предназначенное для подъёма и спуска людей (грузов) с одного уровня на другой, кабина (платформа) которого перемещается по ...

Система автоматического управления температурой воды
Управление современными агрегатами тепло-энергетической промышленности требует непрерывного сопоставления текущего хода технологического процесса с заданным и уточнения управляющих возде ...

Синтез системы управления нестационарным динамическим объектом
синтез нестационарный динамический объект Развитие техники автоматизированного управления связанно с проблемой замены человека в различных звеньях управления производственным процессом. ...

Копирайт 2020 : www.ordinarytech.ru