Catu daya switching digunakan untuk mengubah tegangan input ke nilai yang diperlukan oleh elemen internal perangkat. Nama lain untuk sumber pulsa, yang telah tersebar luas, adalah inverter.
Isi
Apa itu?
Inverter adalah sumber daya sekunder yang menggunakan konversi ganda dari tegangan input AC. Nilai parameter keluaran diatur dengan mengubah durasi (lebar) pulsa dan, dalam beberapa kasus, frekuensi pengulangannya. Jenis modulasi ini disebut modulasi lebar pulsa.
Prinsip pengoperasian catu daya switching
Pengoperasian inverter didasarkan pada penyearahan tegangan primer dan transformasi lebih lanjut menjadi rangkaian pulsa frekuensi tinggi. Dalam hal ini berbeda dari transformator konvensional.Tegangan keluaran blok digunakan untuk membentuk sinyal umpan balik negatif, yang memungkinkan Anda untuk menyesuaikan parameter pulsa. Dengan mengontrol lebar pulsa, mudah untuk mengatur stabilisasi dan penyesuaian parameter keluaran, tegangan atau arus. Artinya, itu bisa menjadi penstabil tegangan dan penstabil arus.
Jumlah dan polaritas nilai output bisa sangat berbeda tergantung pada cara kerja catu daya switching.
Varietas catu daya
Beberapa jenis inverter telah digunakan, yang berbeda dalam skema konstruksinya:
- tanpa transformator;
- transformator.
Yang pertama berbeda karena urutan pulsa langsung ke penyearah keluaran dan filter pemulusan perangkat. Skema semacam itu memiliki komponen minimum. Inverter sederhana mencakup sirkuit terintegrasi khusus - generator lebar pulsa.
Dari kerugian perangkat transformerless, yang utama adalah mereka tidak memiliki isolasi galvanik dari listrik dan dapat menimbulkan risiko sengatan listrik. Juga, mereka biasanya memiliki daya rendah dan hanya memberikan 1 tegangan output.
Yang lebih umum adalah perangkat transformator di mana rangkaian pulsa frekuensi tinggi diumpankan ke belitan utama transformator. Mungkin ada gulungan sekunder sebanyak yang Anda suka, yang memungkinkan Anda untuk menghasilkan beberapa tegangan keluaran. Setiap gulungan sekunder dimuat dengan penyearah dan filter pemulusannya sendiri.
Catu daya switching yang kuat untuk komputer mana pun dibuat sesuai dengan skema yang memiliki keandalan dan keamanan tinggi. Untuk sinyal umpan balik, tegangan 5 atau 12 volt digunakan di sini, karena nilai ini memerlukan stabilisasi yang paling akurat.
Penggunaan transformator untuk mengubah tegangan frekuensi tinggi (puluhan kilohertz bukannya 50 Hz) memungkinkan untuk mengurangi dimensi dan beratnya berkali-kali dan menggunakan bukan besi listrik, tetapi bahan feromagnetik dengan gaya koersif tinggi sebagai bahan inti ( sirkuit magnetik).
Konverter DC juga dibuat berdasarkan modulasi lebar pulsa. Tanpa menggunakan sirkuit inverter, konversi dikaitkan dengan kesulitan besar.
skema PSU
Rangkaian konfigurasi paling umum dari konverter pulsa meliputi:
- filter peredam bising jaringan;
- penyearah;
- filter penghalus;
- konverter lebar pulsa;
- transistor kunci;
- keluaran transformator frekuensi tinggi;
- penyearah keluaran;
- keluaran filter individu dan grup.
Tujuan filter peredam bising adalah untuk menunda interferensi dari pengoperasian perangkat ke sumber listrik. Mengalihkan elemen semikonduktor daya dapat disertai dengan pembuatan pulsa jangka pendek dalam rentang frekuensi yang luas. Oleh karena itu, di sini perlu menggunakan elemen yang dirancang khusus untuk tujuan ini sebagai kapasitor feed-through dari unit penyaringan.
Penyearah digunakan untuk mengubah tegangan input AC ke DC, dan filter pemulusan berikutnya menghilangkan riak tegangan yang diperbaiki.
Dalam kasus ketika konverter DC/DC digunakan, penyearah dan filter menjadi tidak diperlukan, dan sinyal input, setelah melewati sirkuit filter kebisingan, diumpankan langsung ke konverter lebar-pulsa (modulator), disingkat PWM.
PWM adalah bagian paling kompleks dari rangkaian catu daya switching. Tugasnya meliputi:
- pembangkitan pulsa frekuensi tinggi;
- kontrol parameter keluaran blok dan koreksi urutan pulsa sesuai dengan sinyal umpan balik;
- kontrol dan perlindungan yang berlebihan.
Sinyal PWM diumpankan ke output kontrol transistor kunci kuat yang terhubung dalam rangkaian jembatan atau setengah jembatan. Output daya transistor dimuat pada belitan utama transformator output frekuensi tinggi. Alih-alih transistor bipolar tradisional, transistor IGBT atau MOSFET digunakan, yang ditandai dengan penurunan tegangan rendah melintasi persimpangan dan kecepatan tinggi. Parameter transistor yang ditingkatkan membantu mengurangi disipasi daya dengan dimensi dan parameter desain teknis yang sama.
Transformator pulsa keluaran menggunakan prinsip konversi yang sama dengan yang klasik. Pengecualian adalah bekerja pada frekuensi yang lebih tinggi. Akibatnya, transformator frekuensi tinggi dengan daya transmisi yang sama memiliki dimensi yang lebih kecil.
Tegangan dari belitan sekunder transformator daya (mungkin ada beberapa) disuplai ke penyearah keluaran. Berbeda dengan penyearah input, dioda penyearah dari rangkaian sekunder harus memiliki frekuensi operasi yang meningkat.Dioda Schottky bekerja paling baik di bagian sirkuit ini. Keuntungan mereka dibandingkan yang konvensional:
- frekuensi operasi tinggi;
- pengurangan kapasitansi p-n junction;
- penurunan tegangan kecil.
Tujuan dari filter output dari catu daya switching adalah untuk mengurangi riak tegangan output yang diperbaiki ke minimum yang diperlukan. Karena frekuensi riak jauh lebih tinggi daripada tegangan listrik, nilai kapasitansi kapasitor dan induktansi kumparan yang besar tidak diperlukan.
Lingkup switching power supply
Konverter tegangan sakelar digunakan dalam banyak kasus, bukan transformator tradisional dengan stabilisator semikonduktor. Dengan kekuatan yang sama, inverter memiliki dimensi dan berat keseluruhan yang lebih kecil, keandalan yang tinggi, dan yang paling penting - efisiensi yang lebih tinggi dan kemampuan untuk beroperasi dalam rentang tegangan input yang lebar. Dan dengan dimensi yang sebanding, daya inverter maksimum beberapa kali lebih tinggi.
Di bidang seperti konversi tegangan langsung, sumber berdenyut praktis tidak memiliki pengganti alternatif dan dapat bekerja tidak hanya untuk menurunkan tegangan, tetapi juga untuk menghasilkan tegangan yang meningkat, untuk mengatur perubahan polaritas. Frekuensi konversi yang tinggi sangat memudahkan penyaringan dan stabilisasi parameter keluaran.
Inverter berukuran kecil berdasarkan sirkuit terintegrasi khusus digunakan sebagai pengisi daya untuk semua jenis gadget, dan keandalannya sedemikian rupa sehingga masa pakai unit pengisi daya dapat melebihi waktu pengoperasian perangkat seluler beberapa kali.
Driver daya 12 Volt untuk menyalakan sumber pencahayaan LED juga dibangun sesuai dengan sirkuit berdenyut.
Cara membuat catu daya switching dengan tangan Anda sendiri
Inverter, terutama yang kuat, memiliki sirkuit yang kompleks dan tersedia untuk pengulangan hanya oleh amatir radio yang berpengalaman. Untuk perakitan sendiri catu daya jaringan, kami dapat merekomendasikan rangkaian daya rendah sederhana menggunakan chip pengontrol PWM khusus. IC semacam itu memiliki sejumlah kecil elemen pengikat dan telah membuktikan rangkaian switching khas yang praktis tidak memerlukan penyesuaian dan penyetelan.
Saat bekerja dengan struktur buatan sendiri atau memperbaiki perangkat industri, harus diingat bahwa bagian dari sirkuit akan selalu berada pada potensi jaringan, oleh karena itu, langkah-langkah keamanan harus diperhatikan.
Artikel serupa:
