Блок питания импульсный или трансформаторный: Выбор блока питания — E-core

Содержание

Выбор блока питания - E-core

В статье пойдет речь о выборе сетевого блока питания (который подключается к сети переменного тока 230В или 400В).
Под блоком питания понимается как обособленное устройство (адаптер), так и часть устройства. В качестве трансформаторного блока питания понимается блок питания на базе низкочастотного трансформатора. Под импульсным понимается блок питания со схемой формирования высокочастотных импульсов и высокочастотным трансформатором (дросселем в случае с flayback).

Итак Вы проектируете устройство или же оно у Вас уже имеется и его нужно запитать от сети т.е. нужен БП. Какой БП выбрать: трансформаторный или импульсный ? Однозначного ответа тут не может быть, у каждого типа блоков питания есть свои преимущества, недостатки и особенности, о них мы и поговорим в этой статье.

Сравнение и выбор блока питания будем выполнять по следующим основным критериям:

— развязка с сетью;
— пульсации и помехи;
— стабильность выходного напряжения.

Развязка с сетью

Предполагается, что выбираемый блок питания обеспечивает гальваническую развязку с сетью. Какой же из двух видов блоков питания обеспечит максимальную развязку ?

На первый взгляд выбор очевиден — трансформаторный блок питания так как импульсный имеет в своем составе Y конденсатор (или даже несколько) между входом и выходом.

Теоретически трансформаторный блок питания действительно обеспечивает полную развязку с сетью, но на практике это не всегда так, особенно для тороидальных трансформаторов.

При изготовлении тороидальных трансформаторов вторичная обмотка наматывается поверх первичной и между ними образуется паразитный конденсатор. При этом к паразитному конденсатору приложено переменное напряжение сети.
К сожалению значение межобмоточной емкости трансформаторов производители никак не нормируют.и узнать его можно только фактическим измерением «на месте». Общая тенденция такая, что чем выше мощность (размер) трансформатора, тем выше межобмоточная емкость. Кроме размера трансформатора, на значение межобмоточной емкости влияет качество изоляции.

Для примера на фото ниже приведены результаты измерения межобмоточной емкости различных тороидальных трансформаторов. Емкость измерялась RLC метром Е7-22 при частоте 120 Гц.


У Ш образных трансформаторов, обычно, первичная и вторичные обмотки разделены на отдельные секции, поэтому значение межобмоточной емкости значительно меньше.

Вернемся к импульсным блокам питания. Типовое значение емкости Y конденсатора между входом и выходом 2,2 нФ. Часто можно встретить более высокое значение вплоть до 4,7 нФ, реже меньшее значение 1 нФ.
Таким образом блок питания на мощном тороидальном трансформаторе между входом и выходом может иметь емкость соизмеримую или даже большую, чем в качественном импульсном блоке питания. При этом наличие емкости в импульсном блоке питания известно, а вот о такой особенности тороидального трансформатора обычно нигде не указывается.

Чем же «вредна» эта самая емкость ?
Прежде всего паразитным потенциалом на выходе относительно земли. Этот потенциал может составлять десятки вольт, и при касании выхода блока питания (или запитанного им устройства) заземленным паяльником или просто рукой, приводить к выходу устройства из строя.

В импульсных источниках питания для снижения потенциала на выходе относительно земли и дополнительного снижения помех устанавливают конденсаторы между выходом и заземлением. Рекомендуемая суммарная емкость конденсаторов не более 20 нФ.

Поскольку указанные конденсаторы устанавливаются не во все импульсные блоки питания, а величина межобмоточной емкости для тороидальных трансформаторов не нормируется, то при их использовании рекомендуется проверять наличие паразитного потенциала на выходе. Для этого можно использовать мультиметр в режиме измерения переменного напряжения и при включенном блоке питания один щуп взять в руку (или соединить с заземлением) второй соединить с выходом блока питания.

Другое негативное влияние межобмоточной емкости — проникновении сетевых помех. При этом импульсные блоки питания оказываются в более выигрышном положении т.к. у них в большинстве случаев устанавливается входной фильтр. Этот фильтр препятствует проникновению помех в сеть от импульсного блока питания и наоборот.

Итог. При выборе блока питания, если Вам требуется максимальная развязка с сетью, то лучше использовать трансформаторный блок питания с Ш сердечником и разделенными обмотками. При этом нужно учитывать, что Ш трансформатор имеет большее поле рассеяния и может наводить помеху 50 Гц. В некоторых особо чувствительных приборах устанавливаются последовательно два тороидальных трансформатора, чем обеспечивается высокая развязка и малая помеха 50 Гц.

Пульсации и помехи

Понятия пульсации и помехи достаточно близкие и могут иметь различное толкование. В данной статье под пульсациями понимаются колебания напряжения/тока вызванные естественными процессами. Под помехами понимаются колебания(выбросы) напряжения/тока вызванные различными «паразитными» явлениями. Например: колебания напряжения на выходе источника питания после выпрямителя и LC фильтра — пульсации. Всплески напряжения, вызываемые коммутацией ключей — помехи. Еще пример: колебания напряжения на выходе трансформаторного блока питания после выпрямителя и фильтра с частотой 100Гц — пульсации, наводимые полем рассеяния колебания напряжения в схеме — помехи. Грубо говоря помеха это неестественное (мешающее) колебание напряжения.
Может быть такая классификация не совсем научная и правильная, но она позволяет упростить изложение материала.

Для начала разберемся с пульсациями.
В случае с трансформаторным блоком питания пульсации выходного напряжения обычно выше, чем у импульсного (стабилизированного) блока питания. Это связанно с низкой частотой импульсов напряжения на выходе выпрямителя трансформаторного блока питания. Однако низкочастотные пульсации трансформаторного блока питания эффективно подавляются аналоговыми схемами (операционные усилители, линейные стабилизаторы и др.). Частота пульсаций импульсного блока питания составляет десятки и даже сотни килогерц. Степень подавления таких высокочастотных пульсаций по питанию аналоговых схем значительно меньше и они могут «проникать» на их выход. Например в схеме входного тракта АЦП на операционном усилителе пульсации по питанию могут накладываться на полезный сигнал. Для подавления высокочастотных пульсаций по цепям питания операционных усилителей часто используются RC фильтры: резистор сопротивлением 10-100 Ом и керамический конденсатор емкостью 0,1-10 мкФ. Если требуется уменьшить пульсации импульсного блока питания в силовой цепи, то используются дополнительные LC фильтры.

С помехами дело обстоит гораздо хуже.
Если величина пульсаций более менее поддается анализу на этапе проектирования, то оценить величину помех сложно.

В случае с трансформаторным блоком питания помехи создаются полем рассеяния трансформатора, у тороидальных трансформаторов оно меньше у Ш образных больше. Особенно «страдают» от этих помех аналоговые схемы, обрабатывающие низкоуровневые сигналы (прецизионные мультметры, усилители звуковой частоты, радио аппаратура). Для подавления помех от низкочастотного трансформатора используются экранирующие оболочки (кожухи) из стали или жести.

В импульсных блоках питания основные помехи создаются при переключении транзисторов и восстановлении диодов. Подавление этих помех очень обширная и достаточно скучная тема. Гораздо полезнее будет рассмотреть топологии (типы) импульсных блоков питания по формированию помех.

Обратно-ходовые (flyback) импульсные блоки питания с точки зрения помех самый неудачный выбор. Эти импульсные блоки питания среди прочих наиболее подвержены возникновению мощных импульсных помех. К проектированию и выбору таких блоков питания нужно подходить более тщательно, особенно если его мощность составляет десятки ватт .

Полумостовые (half-bridge) и мостовые (full-brige) импульсные блоки питания с точки зрения помех наиболее удачный выбор. Блоки питания данной топологии обычно имеют меньший уровень помех. Частным случаем полумостовых и мостовых импульсных блоков питания являются резонансные схемы в которых коммутация транзисторов осуществляется при нулевом напряжении или токе, из-за чего возникающие помехи минимальны.

Прочие топологии импульсных блоков питания занимают промежуточное место между обратно-ходовыми и полумостовыми (мостовыми) схемами.
Не стоит воспринимать эту классификацию буквально, величина помех сильно зависит от реализации и при неудачном исполнении резонансная схема может «фонить» сильнее качественно спроектированного и изготовленного flayback.

Итог. При выборе блока питания следует учитывать, что помех от импульсных блоков питания  больше чем от трансформаторных, но помехи импульсных блоков более высокой частоты (обычно это десятки мегагерц) и малой продолжительности. Если помеху от трансформаторного блока можно услышать в прямом смысле, то помехи от импульсных блоков питания можно увидеть разве, что осциллографом. Это не значит, что помехи импульсных блоков питания можно игнорировать, сильный их уровень способен нарушить работу цифровых схем и создать помехи в радиоэфире. Но нужно учитывать, что во многих случаях незначительный уровень помех качественно спроектированного импульсного блока питания не оказывает существенного влияния на работу устройства ( и соседних устройств).

Стабильность выходного напряжения

Выбор блока питания мы осуществляем для определенного устройства и у него есть диапазон входных напряжений при котором оно будет корректно работать.

Напряжение на выходе трансформаторного блока питания может изменяться в значительном диапазоне. Изменение напряжения вызывают как изменение напряжения питающей сети, так и изменение нагрузки. Особенно сильная зависимость выходного напряжения от нагрузки у маломощных трансформаторов.

Рассмотрим пример трансформаторного блока на трансформаторе ТП-121-4.
Исходные данные:
— номинальное выходное напряжение трансформатора на холостом ходу 16,4В;
— номинальное выходное напряжение трансформатора под нагрузкой 11,2В.
— отклонение напряжения сети +-10% (ГОСТ 29322-2014).

Максимальное напряжение на выходе блока питания будет на холостом ходу при максимальном напряжение сети. Считаем Uвых = 16,4*1,1*1,4 = 25,3В.
Минимальное напряжение на выходе блока питания будет при максимальной нагрузке и минимальном напряжении сети. Считаем Uвых = 11,2*0,9*1,4=14,1В. Фактически под нагрузкой напряжение будет еще ниже из-за падения напряжения на диодах и из-за того, что фактически амплитуда импульсов тока в обмотках будет выше номинальных значений (емкость выпрямителя заряжается короткими импульсами) и следовательно падение напряжения на обмотках будет выше расчетных.

Расчет показывает, что на выходе трансформаторного блока питания напряжение значительно изменяется в зависимости от нагрузки и сетевого напряжения, в рассмотренном примере почти в два раза. Если требуется получить более стабильное (фиксированное) напряжение, то необходимо использовать дополнительные стабилизаторы напряжения. При использовании линейных стабилизаторов из-за большого разброса входного напряжения возникают существенные тепловые потери. При использовании импульсных понижающих step-down преобразователей потери значительно ниже, но габариты и стоимость увеличиваются, кроме того добавляется необходимость дополнительной фильтрации ВЧ пульсаций для чувствительных аналоговых схем.

Напряжение на выходе импульсного блока питания стабилизировано (если это стабилизированный блок питания, а не «электронный трансформатор» на IR2153), при изменении нагрузки или напряжения сети выходное напряжение изменяется незначительно. Если у блока несколько выходов, то контур стабилизации замыкается по наиболее мощному и тогда остальные (дополнительные) каналы являются условно стабилизированными. Напряжение на дополнительных выходах изменяется в зависимости от нагрузки, но изменения эти не так значительны как у трансформаторного блока, обычно колебания напряжения не превышают +-0,5В и если эти колебания критичны, то может быть установлен дополнительный стабилизатор, причем номинальное напряжение может быть подобрано так, чтобы тепловые потери были незначительными.

Итог. Напряжение на выходе трансформаторного блока питания значительно изменяется в зависимости от напряжения сети и нагрузки, особенно у маломощных блоков. У импульсных блоков питания напряжение на выходе для основного канала (по которому замкнут контур стабилизации) стабилизировано, а изменение напряжения в дополнительных каналах незначительно. Это позволяет сократить общее число стабилизаторов в схеме, а в некоторых случаях и вовсе отказаться от них.

Заключение

При выборе блока питания рекомендуется руководствоваться следующими правилами.

Трансформаторные блоки питания выгодно использовать для питания маломощных устройств требующих хорошей гальванической развязки с сетью, минимальных пульсаций и помех. При использовании трансформаторных блоков питания следует учитывать значительное изменение выходного напряжения при изменении напряжения сети и нагрузки. Ш образный трансформатор обеспечивает большую гальваническую развязку с сетью в сравнении с тороидальным, но имеет большее поле рассеяния и в чувствительных схемах может потребовать экранирования.

Импульсные блоки питания следует выбирать тщательно, отдавая предпочтение качественным и проверенным моделям. В большинстве случаев помехи от качественно спроектированных и изготовленных импульсных блоков питания не оказывают существенного влияния на устройства. При питании аналоговых схем высокочастотные пульсации импульсных блоков питания могут проникать на их выход, в этих случая применяют дополнительные RC или LC фильтры. При выборе мощного импульсного блока питания (более 100Вт) предпочтение стоит отдавать полумостовым и мостовым топологиям.

В целом из статьи следует вывод, что импульсные блоки питания в большинстве случаев лучше трансформаторных. При современном уровне техники так оно и есть, если импульсный блок питания качественный. Но для разовых или малосерийных устройств, с точки зрения затрат на разработку, трансформаторный блок питания при всех его недостатках может оказаться выгоднее, особенно в связке с понижающим step-down стабилизатором.

Также рекомендуем нашу статью о выборе лабораторного блока питания.

FAQ • Что выбрать - импульсный источник или трансформатор?

Импульсные источники питания плохо переносят мощную нагрузку с импульсным потреблением тока. Поэтому системы построенные на мощных ШД (PL86 и выше с драйверами PLD880, PLD86), а также сервосистемы необходимо питать от трансформаторного источника с большой фильтрующей емкостью. А ШД типа PL57 (применяются драйверы PLD330, PLD545, PLC330, PLC545) можно питать от импульсных источников типа S-350-27/48. Рекомендуется использовать дампер - устройство, которое замыкает обратную ЭДС от ШД на резистивную нагрузку, гасит его и предотвращает протекание токов обратной ЭДС в источник питания (импульсный источник может сгореть от обратной ЭДС от ШД). Рекомендуется устанавливать дополнительные фильтрующие ёмкости, эта емкость способна кратковременно отдать ток в нужный момент и не допустить перегрузки источника.

От правильного выбора источника питания зависит насколько правильно и оптимально будет работать драйвер и управляться шаговый двигатель. Поэтому стоит уделить особое внимание разводке питающих шин и выбору источника. Основное правило — шина питания должна быть достаточно толстая и 1 шина питания питает 1 устройство, соединение всех шин питания происходит только в одной точке — на клеммах блока питания (разводка шин звездой). Запрещается последовательно подключать несколько устройств к одной шине питания. Выбор максимального напряжения питания драйвера зависит от применяемого ШД и желаемой максимальной скорости его вращения. Расчет оптимального напряжения питания для данного ШД производится по формуле U=32*√(индуктивность фазы ШД в мГн). Более высокое напряжение питания, с одной стороны, увеличивает максимальную частоту вращения ШД, с другой стороны, приводит к повышенному нагреву ШД, шуму при работе и влияет на стабильность работы драйвера. Поэтому без необходимости не стоит использовать высокие напряжения питания и рекомендуется по возможности использовать невысокие значения напряжений. Выбор максимального тока источника основывается на следующих рассуждениях - если, например, на ШД указан ток обмотки 4А, то от источника питания драйвер с таким ЩД будет потреблять не больше 2А (и даже меньше) при небольших скоростях вращения. При увеличении частоты вращения потребляемый ток может упасть до 0.5А. Связано это с импульсным регулированием тока в обмотках ШИМ — потребление тока идет только в момент открытия транзисторов и средний ток меньше импульсного. Поэтому ток источника питания нужно выбирать с расчетом 50...70% от заявленного тока обмотки ШД.

Выбор типа источника питания — стабилизированный (импульсный) или не стабилизированный (трансформаторный с диодным выпрямителем) — зависит от конечного пользователя и ряда преимуществ/недостатков каждого типа:

  • Стабилизированный (импульсный) источник — имеет небольшие габариты и вес, среднюю цену, прост в использовании и является современным стандартным решением. Обычно имеет защиту от КЗ. Поскольку драйвер управляет ШД при помощи ШИМ, потребление тока от источника носит импульсный характер. Поэтому при использовании этого типа источника следует выбирать источник с запасом 30% по току, от расчетного значения потребляемого тока системой. Также можно подключить дополнительный электролитический конденсатор по питанию для уменьшения влияния импульсных нагрузок.
  • Не стабилизированный (трансформаторный с диодным выпрямителем) — Проще собрать в домашних условиях, лучше переносит импульсные перегрузки по току. Однако он занимает больше места, имеет больший вес и требует дополнительной электронной обвязки для защиты от КЗ по выходу.

Провода питания драйвера необходимо переплетать для уменьшения влияния помех. При подключении нескольких драйверов к одному источнику питания необходимо производить подключение «звездой» - т.е. от каждого драйвера вести свой провод питания и подключать его к клеммам источника.

Драйвер и импульсный блок питания. Отличия, принцип работы. Что лучше выбрать?

Многие довольно часто путают блоки питания и драйвера, подключая светодиоды и светодиодные ленты не от тех источников что нужно.

В итоге через небольшой промежуток времени они выходят из строя, а вы и не подозреваете в чем была причина и начинаете ошибочно грешить на «некачественного» производителя.

Рассмотрим подробнее в чем их отличия и когда нужно применять тот или иной источник питания. Но для начала кратко разберемся в типах блоков питания.

Трансформаторный блок

Сегодня уже довольно редко можно встретить применение трансформаторного БП. Схема их сборки и работы довольно проста и понятна.

Самый главный элемент здесь, безусловно трансформатор. В домашних условиях он преобразует напряжение 220В в напряжение 12 или 24В. То есть, идет прямое преобразование одного напряжения в другое.

Частота сети при этом, привычные нам всем 50 Герц.

Далее за ним стоит выпрямитель. Он выпрямляет синусоиду переменного напряжения и на выходе выдает «постоянку». То есть 12В, подаваемые к потребителю, это уже постоянное напряжение 12V, а не переменное.

У такой схемы 3 главных достоинства:

  • незамысловатость конструкции
  • относительная надежность

Однако есть здесь и недостатки, которые заставили разработчиков задуматься и придумать что-то более современное.

  • во-первых это большой вес и приличные габариты
  • как следствие первого недостатка - большой расход металла на сборку всей конструкции
  • ну и ухудшает все дело низкий косинус фи и низкий КПД

Именно поэтому и были изобретены импульсные источники питания. Здесь уже несколько иной принцип работы.

Импульсные блоки питания

Во-первых, выпрямление напряжения происходит сразу же. То есть, подается на вход переменно 220В и тут же на входе преобразуется в постоянное 220V.

Далее стоит генератор импульсов. Главная его задача - создать искусственно переменное напряжение с очень большой частотой. В несколько десятков или даже сотен килогерц (от 30 до 150кГц). Сравните это с привычными нам 50 Гц в домашних розетках.

Кстати за счет такой огромной частоты, мы практически не слышим гул импульсных трансформаторов. Объясняется это тем, что человеческое ухо способно различать звук до 20кГц, не более.

Третий элемент в схеме - импульсный трансформатор. Он по форме и конструкции напоминает обычный. Однако главное его отличие - это маленькие габаритные размеры.

Это как раз таки и достигается за счет высокой частоты.

Из этих трех элементов самым главным является генератор импульсов. Без него, не было бы такого относительно маленького блока питания.

Преимущества импульсных блоков:

  • маленькая цена, если конечно сравнивать по мощности его, и такой же блок собранный на обычном трансформаторе
  • напряжение питания можно подавать в большом разбросе
  • при качественном производителе блока питания, у импульсных ИБП более высокий косинус фи

Есть и недостатки:

  • усложненность сборочной схемы
  • сложная конструкция
  • если вам попался не качественный импульсный блок, то он будет выдавать в сеть кучу высокочастотных помех, которые будут влиять на работу остального оборудования
Проще говоря, блок питания что обычный, что импульсный - это устройство у которого на выходе строго одно напряжение. Его конечно можно "подкрутить", но в не больших диапазонах.

Для светодиодных же светильников такие блоки не подойдут. Поэтому для их питания используются драйверы.

В чем отличия драйвера от блока питания

Почему же для светодиодов нельзя применять простой БП, и для чего нужен именно драйвер?

Драйвер - это устройство похожее на блок питания.

Однако, как только в него подключаешь нагрузку, он заставляет стабилизироваться на одном уровне не напряжение, а ток!

Светодиоды "питаются" электрическим током. Также у них есть такая характеристика, как падение напряжения.

Если вы видите на светодиоде надпись 10мА и 2,7В, то это означает, что максимально допустимый ток для него 10мА, не более.

При протекании тока такой величины, на светодиоде потеряется 2,7 Вольт. Именно потеряется, а не требуется для работы. Добьетесь стабилизации тока и светодиод будет работать долго и ярко.

Более того, светодиод - это полупроводник. И сопротивление этого полупроводника зависит от напряжения, которое на него подано. Изменяется сопротивление по графику - вольтамперной характеристике.

Если на нее посмотреть, то становится видно, даже если вы не намного увеличите или уменьшите напряжение, это резко, в разы изменит величину тока.

Причем зависимость не прямо пропорциональная. 

Казалось бы, один раз выставь точное напряжение и можно получить номинальный ток, который необходим для светодиода. При этом, он не будет превышать предельные величины. Вроде бы и обычный блок с этим должен справиться.

Однако у всех светодиодов уникальные параметры и характеристики. При одном и том же напряжении они могут "кушать" разный ток.

Мало того, эти параметры еще способны меняться при изменении окружающей температуры.

А температурный диапазон работы светодиодных светильников очень большой.
Например, зимой на улице может быть -30 градусов, а летом уже все +40. И это в одном и том же месте.

Поэтому, если вы такие светильники подключите от обычного импульсного блока питания, а не от драйвера, то режим их работы будет абсолютно не предсказуем.

Работать они конечно будут, но в каком режиме светоотдачи и насколько долго неизвестно. Заканчивается такая работа всегда одинаково - выгоранием светодиода.

Кстати, при превышении температуры световой поток у светодиодных светильников всегда падает, даже у тех, которые подключены через драйвер. У некачественных экземпляров световой поток падает очень сильно, стоит им поработать около часа и нагреться.

У качественных изделий световой поток с нагревом уменьшается слабо, но все же уменьшается.

Поэтому каждому светильнику после запуска, нужно дать время, чтобы он вышел на свой рабочий режим и световой поток стабилизировался. Его изменение должно быть не более 10% от начального.

Многие недобросовестные производители хитрят и измеряют эти параметры сразу после включения, когда поток еще максимальный.

Если вам нужно соединить несколько светодиодов, то подключаются они последовательно. Это необходимо, чтобы через все элементы, несмотря на их разные ВАХ (вольт-амперные характеристики), протекал один и тот же ток.

А уже эту последовательную цепочку подключают к драйверу. Данные цепочки можно комбинировать различными способами. Создавать последовательно-параллельные или гибридные схемы.

Недостатки драйверов

Безусловно и у драйверов есть свои неоспоримые недостатки:

  • во-первых они рассчитаны только на определенный ток и мощность 

А это значит, что для каждого драйвера каждый раз придется подбирать определенное количество светодиодов. Если один из них случайно выйдет из строя в процессе работы, то драйвер весь ток запустит на оставшиеся.

Что приведет к их перегреву и последующему выгоранию. То есть потеря одного светодиода влечет за собой поломку всей цепочки.

Бывают и универсальные модели драйверов, для них не важно количество светодиодов, главное чтобы их общая мощность не превышала допустимую. Но они гораздо дороже.

  • узкоспециализированность на светодиодах 

Простые блоки питания можно использовать для разных нужд, везде где необходимы 12В и более, например для систем видеонаблюдения.

Основное же предназначение драйверов - это светодиоды.

А есть бездрайверные заводские светильники? Есть. Не так давно на рынке появилось немало таких Led светильников и прожекторов.

Однако энергоэффективность у них не очень высокая, на уровне обычных люминесцентных ламп. И как он поведет себя при возможных перепадах параметров в наших сетях, большой вопрос.

Светодиодные ленты — подключение от блока питания или драйвера?

Отдельный вопрос это светодиодные ленты. Для них вовсе не нужны драйвера, и как известно они подключаются от привычных нам блоков питания 12-36 Вольт.

Казалось бы в чем подвох? Там же тоже стоят светодиоды.

А дело в том, что драйвер уже автоматически присутствует в самой ленте.

Все вы видели на светодиодных лентах впаянные сопротивления (резисторы).

Они как раз таки и отвечают за ограничение тока до номинальной величины. Одно сопротивление устанавливается на три последовательно подключенных светодиода.

Такие участки ленты, рассчитанные на напряжение 12 Вольт называют кластерами. Эти отдельные кластеры на всем протяжении ленты подключены между собой в параллель.

И именно благодаря такому параллельному соединению, на все светодиоды подается одинаковое напряжение 12В. Благодаря кластеризации при монтаже низковольтной ленты, ее спокойно можно отрезать на мелкие кусочки, состоящие минимум из 3-х светодиодов.

Казалось бы, решение найдено и где здесь недостаток? А главный недостаток такого устройства - эти резисторы не проделывают никакой полезной работы.

Они лишь дополнительно нагревают окружающее пространство и сам светодиод возле него. Именно поэтому светодиодные ленты не светят так ярко, как нам хотелось бы. Вследствие чего, их используют лишь как дополнительный свет интерьера.

Сравните 60-70 люмен/ватт у светодиодных лент, против 120-140 лм/вт у светильников и решений на основе драйверов.

Возникает вопрос, а можно ли найти ленту без сопротивлений и подключить к ней драйвер отдельно? Да, такие устройства например применяют в светодиодных панелях.

Их часто монтируют в подвесном потолке и не только. Применяются они без сопротивлений. Еще их называют токовыми светодиодными линейками.

Именно токовыми. Здесь все отдельные участки линеек подключаются последовательно на один драйвер. И все прекрасно работает.

Импульсный блок питания или линейный

13-01-2013

Импульсный блок питания или линейный. История вопроса

Наверно ни для кого не секрет, что большинство специалистов, радиолюбителей и просто технически грамотных покупателей источников питания с опаской относятся к импульсным блокам питания, отдавая предпочтение линейным.

Причина проста и понятна. Репутация импульсных блоков питания серьезно подорвана еще в 80-х годах, во времена массовых отказов отечественных цветных телевизоров, низкокачественной импортной видеотехники, оснащенных первыми импульсными блоками питания.

Что мы имеем на сегодняшний день? Практически во всех современных телевизорах, видеоаппаратуре, бытовой технике, компьютерах используются импульсные блоки питания. Все меньше и меньше сфер применения линейных (аналоговых, параметрических) источников. Линейный источник электропитания сегодня в бытовой аппаратуре практически не найдёшь. А стереотип остался. И это не консерватизм, несмотря на бурный прогресс электроники, преодоление стереотипов происходит очень медленно.

Давайте попробуем объективно посмотреть на сегодняшнее положение и попробуем изменить мнение специалистов. Рассмотрим «стереотипные» и присущие импульсным блокам питания недостатки: сложность, ненадёжность, помехи.

Импульсный блок питания.  Стереотип «сложность»

Да, импульсные блоки питания сложные, точнее сказать сложнее аналоговых, но намного проще компьютера или телевизора. Вам не нужно разбираться в их схемотехнике, так же как и в схемотехнике цветного телевизора. Оставьте это профессионалам. Для профессионалов там нет ничего сложного.

Импульсный блок питания. Стереотип «ненадёжность»

Элементная база импульсного блока питания не стоит на месте. Современная комплектация, применяемая в импульсных блоках питания, позволяет сегодня с уверенностью сказать: ненадёжность – это миф. В основном надежность импульсного блока питания, как и любого другого оборудования, зависит от качества применяемой элементной базы. Чем дороже импульсный блок питания, тем дороже элементная база в нем. Высокая интеграция позволяет реализовать большое количество встроенных защит, которые порой недоступны в линейных источниках.

Импульсный блок питания. Стереотип «помехи»

В схемотехнике импульсных блоков питания заложено формирование мощных импульсов и затухающих колебаний в обмотках трансформатора. Эти коммутационные процессы предопределяют широкий спектр паразитного излучения.
Поэтому корпус и соединительные провода источника могут стать антенной для излучения радиопомех. Но если конструкция импульсного блока питания тщательно проработана, о помехах можно забыть. Кроме этого, благодаря современным технологиям импульсные блоки питания позволяют существенно сгладить пульсации сетевого напряжения.

А какие достоинства импульсного блока питания?

Импульсный блок питания. Высокий КПД

Высокий КПД (до 98%) импульсного блока питания связан с особенностью схемотехники. Основные потери в аналоговом источнике это сетевой трансформатор и аналоговый стабилизатор (регулятор). В импульсном блоке питания  нет ни того ни другого. Вместо сетевого трансформатора используется высокочастотный, а вместо стабилизатора — ключевой элемент. Поскольку основную часть времени ключевые элементы либо включены, либо выключены, потери энергии в импульсном блоке питания минимальны. КПД аналогового источника может быть порядка 50 %, то есть половина его энергии (и ваших денег) уходит на нагрев окружающего воздуха, проще говоря, улетают на ветер.

Импульсный блок питания. Небольшой вес

Импульсный блок питания имеет меньший вес за счет того, что с повышением частоты можно использовать трансформаторы меньших размеров при той же передаваемой мощности. Масса импульсного блока питания в разы меньше аналогового.

Импульсный блок питания. Меньшая стоимость

Спрос рождает предложение. Благодаря массовому выпуску унифицированной элементной базы и разработке ключевых транзисторов высокой мощности сегодня мы имеем низкие цены силовой базы импульсных блоков питания. Чем больше выходная мощность, тем дешевле стоит источник по сравнению со стоимостью аналогичного линейного источника. Кроме того, главные компоненты аналогового источника (медь, железо трансформатора, радиаторы из алюминия) постоянно дорожают.

Импульсный блок питания. Надёжность

Вы не ослышались, надежность. На сегодняшний момент импульсные блоки питания надёжнее линейных за счет наличия в современных блоках питаниях встроенных цепей защиты от различных непредвиденных ситуаций, например, от короткого замыкания, перегрузки, скачков напряжения, переполюсовки выходных цепей. Высокий КПД обуславливает меньшие теплопотери, что в свою очередь обуславливает меньший перегрев элементной базы импульсного блока питания, что так же является показателем надёжности.

Импульсный блок питания. Требования к сетевому напряжению

Что творится в отечественных электросетях, вы наверно знаете не понаслышке. 220 Вольт в розетке скорее редкость, чем норма. А импульсные блоки питания допускают широчайший диапазон питающего напряжения, недостижимого для линейного. Типовой нижний порог сетевого напряжения для импульсного блока питания — 90…110 В, любой аналоговый источник при таком напряжении в лучшем случае «сорвется в пульсации» или просто отключится.

Итак, импульсный или линейный? Выбор в любом случае за вами, мы лишь хотели помочь вам объективно взглянуть на импульсные блоки питания и сделать правильный выбор. Только не забывайте, что качественный источник – это источник сделанный профессионально, на базе качественных комплектующих. А качество это всегда цена. Бесплатный сыр только в мышеловке. Впрочем последняя фраза в равной мере относится  к любому источнику, и к импульсному и к аналоговому.

Читайте также по теме

Импульсные блоки питания

Блоки питания (БП) предназначены для реализации вторичной мощности в электрических цепях, а также для преобразования напряжения до необходимых значений. Элементы могут быть встроены в оборудование или подключаться самостоятельным звеном.

Виды блоков питания

Существует два принципа преобразования электроэнергии в устройствах: на основе аналогового трансформатора и на импульсных блоках питания (ИБП).

Трансформаторные БП. Особенность блоков питания такого типа заключается в использовании силового трансформатора для изменения напряжения в сети. Устройства понижают амплитуду синусоидальной гармоники и направляют ее в выпрямитель, состоящий из силовых диодов. Сглаживание происходит за счет параллельно подключенной емкости. Окончательная стабилизация питающего напряжения осуществляется в полупроводниковой схеме с резисторами.

Трансформаторные преобразователи до недавнего времени были единственными в своем роде, но имели недостатки:

  • большой вес и крупные габариты;
  • высокую стоимость, зачастую многократно превосходящую цену остальных компонентов сети.

Импульсные БП. В конструкции устройства нет понижающего трансформатора. Почти во всей современной аппаратуре установлены именно импульсные блоки питания как наиболее компактные и эффективные.

Преимущества и недостатки импульсных блоков питания

Основные преимущества ИБП:

  • Малый вес и компактные размеры. Уменьшение габаритов устройств обусловлено переходом от использования тяжелых силовых трансформаторов. В ИБП нет линейных управляющих систем, которые требуют установки больших охлаждающих радиаторов. Повышение частоты обрабатываемых сигналов также позволило уменьшить размеры конденсаторов.
  • Высокий КПД. Низкочастотные трансформаторы характеризуются значительными потерями энергии в виде тепла, которое образуется в результате электромагнитных преобразований. В ИБП максимальные потери происходят в каскаде силовых ключей во время переходных процессов, а все остальное время транзисторы устойчивы. Потери энергии сведены к минимуму. КПД устройств достигает 98 %.
  • Широкий диапазон входных напряжений. Область применения устройств значительно расширена. Импульсные технологии позволяют использовать блоки питания в сетях с различными стандартами электроэнергии.
  • Встроенные системы защиты. Большинство моделей имеют автоматическую защиту от токов короткого кроткого замыкания, системы аварийного отключения нагрузок и т. д. Защитные устройства надежно встраиваются в конструкцию блоков благодаря применению миниатюрных цифровых полупроводниковых модулей.
  • Доступная стоимость. Элементная база ИБП постоянно унифицируется. Снижается стоимость на основные компоненты устройств, которые выпускаются серийно на автоматических станках. Дополнительное сокращение затрат достигается за счет использования менее мощных полупроводников.

Недостатками ИБП являются:

  • Ограничения по мощности. Существуют противопоказания, как при высоких, так и при низких нагрузках. Если в выходной цепи ток упадет ниже критического значения, то блок начинает генерировать напряжение с искаженными характеристиками, либо полностью отказывает схема запуска.
  • Наличие высокочастотных помех. Блоки вырабатывают их в любом исполнении. Высокочастотные помехи транслируются в окружающую среду, поэтому необходимо дополнительно решать вопрос об их подавлении. В некоторых видах чувствительной цифровой аппаратуры использование ИБП по этой причине невозможно.

Принцип работы импульсного источника питания

Устройство работает по принципу инвертора. Сначала переменное напряжение в блоке преобразуется в постоянное, а затем снова в переменное, но уже с необходимой частотой.

Схематически устройство можно представить как совокупность трех цепей:

  • ШИМ-контроллера, который регулирует преобразование широтно-импульсной модуляции;
  • каскада силовых ключей, подключенных по мостовой, полумостовой схеме или по схеме со средней точкой;
  • импульсного трансформатора.

Взаимодействие элементов импульсного БП происходит по следующей схеме:

  • напряжение 220В поступает на выпрямитель. Амплитуда сглаживается за счет работы конденсаторов емкостного фильтра;
  • проходящие синусоиды выпрямляются диодным мостом;
  • транзисторная схема преобразует ток в импульсы прямоугольной формы и высокой частоты.

Преобразование синусоид в импульсы может выполняться с гальваническим отделением питающей сети от выходных сетей или без нее.

Виды импульсных блоков питания

С гальванической развязкой. Высокочастотные сигналы поступают на трансформатор, ответственный за гальваническую развязку цепей. Устройства такого типа имеют более компактный магнитопровод и характеризуются повышенной эффективностью использования. Чаще всего сердечник трансформатора изготавливают из ферромагнетиков, а не из электротехнических сталей, что также позволяет уменьшить размеры элементов.

Без гальванической развязки. В схеме импульсного БП отсутствует высокочастотный разделительный трансформатор. Питающий сигнал поступает на фильтр нижних частот.

Принципиальная схема импульсного блока питания

Основные элементы импульсных блоков питания:

  • сетевой выпрямитель;
  • накопительная фильтрующая емкость;
  • силовой транзистор;
  • генератор;
  • транзисторная схема обратной связи;
  • оптопара;
  • импульсный источник питания;
  • выходной диодный выпрямитель;
  • цепи управления выходного напряжения;
  • фильтрующие конденсаторы;
  • дроссели, предназначенные для диагностики и коррекции напряжения;
  • выходные разъемы.

Если в устройстве используется преобразователь постоянного напряжения, то первые два компонента становятся не нужными. Сигнал проходит непосредственно на ШИМ (широтно-импульсный модулятор). Этот элемент является самым сложным в конструкции ИБП. Его основные функции:

  • генерация импульсов высокой частоты;
  • контроль и коррекция частотной последовательности с учетом данных обратной связи;
  • защита от перегрузок.

С ШИМ-модуля сигнал поступает на ключевые транзисторы. Их силовые выводы нагружены на первичную обмотку высокочастотного трансформатора. В конструкции ИБП вместо обычных биполярных транзисторов используют элементы MOSFET или IGBT, которые характеризуются минимальным падением напряжения и быстродействием.

Со вторичной обмотки импульсного трансформатора (таких элементов может быть несколько в цепи) напряжение подается на выходные диоды с повышенной рабочей частотой. Чаще всего в конструкциях используют диоды Шоттки.

Функция выходного фильтра – уменьшение пульсаций выпрямленного напряжения.

Сферы применения импульсных блоков питания

Малогабаритные ИБП на интегральных микросхемах применяются в конструкции зарядных устройств для электронных гаджетов: планшетов, телефонов, электронных книг. Элементы такого типа востребованы также в производстве телевизоров, усилителей, медицинских приборов, низковольтных осветительных установок.

Выбирайте и заказывайте блоки питания в каталоге компании «ПРОМАИР». Мы предлагаем широкий модельный ряд, выгодные цены, предоставляем грамотные консультации по характеристикам устройств. Для связи со специалистами позвоните по телефонам +375 (17) 513-99-92 или +375 (17) 513-99-93.

Блок питания Википедия

Вторичный источник электропитания — устройство, которое преобразует параметры электроэнергии основного источника электроснабжения (например, промышленной сети) в электроэнергию с параметрами, необходимыми для функционирования вспомогательных устройств. Различают стабилизированные и нестабилизированные вторичные источники электропитания.[1]

Источник вторичного электропитания может быть интегрированным в общую схему (обычно в простых устройствах; либо когда необходимо регулирование (установка, изменение) и стабилизация напряжения в определённом диапазоне в т. ч. динамически — например материнские платы разнообразных компьютеров имеют встроенные преобразователи напряжения для питания ЦП и др. различных ИМС, модулей и ПУ; либо когда недопустимо даже незначительное падение напряжения на подводящих проводах), выполненным в виде модуля (блока питания, стойки электропитания и так далее), или даже расположенным в отдельном помещении (цехе электропитания).

Задачи вторичного источника электропитания

  • Обеспечение передачи мощности — источник электропитания должен обеспечивать передачу заданной мощности с наименьшими потерями и соблюдением заданных характеристик на выходе без вреда для себя. Обычно мощность источника питания берут с некоторым запасом.
  • Преобразование формы напряжения — преобразование переменного напряжения в постоянное, и наоборот, а также преобразование частоты, формирование импульсов напряжения и т. д. Чаще всего необходимо преобразование переменного напряжения промышленной частоты в постоянное.
  • Преобразование величины напряжения — как повышение, так и понижение. Нередко необходим набор из нескольких напряжений различной величины, для питания различных цепей.
  • Стабилизация — напряжение, ток и другие параметры на выходе источника питания должны лежать в определённых пределах, в зависимости от его назначения при влиянии большого количества дестабилизирующих факторов: изменения напряжения на входе, тока нагрузки и так далее. Чаще всего необходима стабилизация напряжения на нагрузке, однако иногда (например, для зарядки аккумуляторов) необходима стабилизация тока.
  • Защита — напряжение, или ток нагрузки в случае неисправности (например, короткого замыкания) каких-либо цепей может превысить допустимые пределы и вывести электроприбор, или сам источник питания из строя. Также во многих случаях требуется защита от прохождения тока по неправильному пути: например прохождения тока через землю при прикосновении человека или постороннего предмета к токоведущим частям.
  • Гальваническая развязка цепей — одна из мер защиты от протекания тока по неверному пути.
  • Регулировка — в процессе эксплуатации может потребоваться изменение каких-либо параметров для обеспечения правильной работы электроприбора.
  • Управление — может включать регулировку, включение/отключение каких-либо цепей, или источника питания в целом. Может быть как непосредственным (с помощью органов управления на корпусе устройства), так и дистанционным, а также программным (обеспечение включения/выключения, регулировка в заданное время или с наступлением каких-либо событий).
  • Контроль — отображение параметров на входе и на выходе источника питания, включения/выключения цепей, срабатывания защит. Также может быть непосредственным или дистанционным.

Чаще всего перед вторичными источниками питания стоит задача преобразования электроэнергии из сети переменного тока промышленной частоты (например, в России — 240 В 50 Гц, в США — 120 В 60 Гц).

Две наиболее типичных конструкции — это трансформаторные и импульсные источники питания.

Трансформаторный

Линейный блок питания Схема простейшего трансформаторного источника питания без стабилизации с двухполупериодным выпрямителем

Классическим блоком питания является трансформаторный БП, выполненный по линейной схеме. В общем случае он состоит из понижающего трансформатора или автотрансформатора, у которого первичная обмотка рассчитана на сетевое напряжение. Ко вторичной обмотке подключен выпрямитель, преобразующий переменное напряжение в постоянное (пульсирующее однонаправленное). В большинстве случаев выпрямитель состоит из четырёх диодов, образующих диодный мост (двухполупериодный выпрямитель), реже - из одного диода (однополупериодный выпрямитель). Иногда используются и другие схемы, например, в выпрямителях с удвоением напряжения. После выпрямителя устанавливается фильтр, сглаживающий колебания (пульсации). В простейшем виде он представляет собой конденсатор большой ёмкости.

Также в схеме могут быть установлены фильтры высокочастотных помех, всплесков (варисторы), защиты от короткого замыкания (КЗ), стабилизаторы напряжения и тока.

Габариты трансформатора

Из 3-го уравнения Максвелла rotE→=−∂B→∂t,{\displaystyle \mathrm {rot} \,{\vec {E}}=-{\frac {\partial {\vec {B}}}{\partial t}},} являющегося математической записью закона электромагнитной индукции Фарадея следует, что ЭДС E1{\displaystyle E_{1}}, наводимая в одном витке обмотки, охватывающем изменяющийся во времени магнитный поток Φ{\displaystyle \Phi } равна:

E1=dΦdt.{\displaystyle E_{1}={\frac {d\Phi }{dt}}.}

При синусоидальном изменении Φ{\displaystyle \Phi } вида:

Φ(t)=Φ0⋅sin(ωt),{\displaystyle \Phi (t)=\Phi _{0}\cdot sin(\omega t),}
где Φ0{\displaystyle \Phi _{0}} — амплитудное (максимальное) значение Φ,{\displaystyle \Phi ,}
ω{\displaystyle \omega } — угловая частота,
t{\displaystyle t} — время,

следует:

E1(t)=Φ0⋅ω⋅sin(ωt),{\displaystyle E_{1}(t)=\Phi _{0}\cdot \omega \cdot sin(\omega t),}

Магнитный поток связан с магнитной индукцией B{\displaystyle B}[2] формулой:

Φ=B⋅S,{\displaystyle \Phi =B\cdot S,}
где S{\displaystyle S} — площадь витка.

При практически важном в трансформаторах синусоидальном изменении B(t){\displaystyle B(t)} по закону:

B(t)=B0⋅sin(ωt),{\displaystyle B(t)=B_{0}\cdot sin(\omega t),}
где B0{\displaystyle B_{0}} — амплитудное (максимальное) значение индукции в сердечнике (магнитопроводе) трансформатора.

Поэтому ЭДС одного витка вторичной обмотки в трансформаторах, первичная обмотка которых питается синусоидальным током и ферромагнитный магнитопровод которых не заходит в магнитное насыщение выражается формулой:

E1(t)=B0⋅S⋅ω⋅sin(ωt).{\displaystyle E_{1}(t)=B_{0}\cdot S\cdot \omega \cdot sin(\omega t).}

На практике и при расчётах трансформаторов применяется не амплитудное, а среднеквадратическое (эффективное) значение ЭДС или напряжения, которое в случае синусоидального изменения связано с амплитудным значением ЭДС выражением:

Eeff=22E0.{\displaystyle E_{eff}={\frac {\sqrt {2}}{2}}E_{0}.}

Подставляя последнюю формулу в выражение ЭДС для одного витка и учитывая, что

ω=2⋅π⋅f,{\displaystyle \omega =2\cdot \pi \cdot f,} f{\displaystyle f} — частота, имеем основную формулу для расчёта числа витков обмоток трансформатора так как ЭДС обмотки прямо пропорционально числу витков в обмотке:

Eeff1=2⋅π⋅B0⋅S⋅f≈4,43⋅B0⋅S⋅f,{\displaystyle E_{eff1}={\sqrt {2}}\cdot \pi \cdot B_{0}\cdot S\cdot f\approx 4,43\cdot B_{0}\cdot S\cdot f,}

где Eeff1{\displaystyle E_{eff1}} — эффективная ЭДС одного витка.

Мощность P{\displaystyle P}, отдаваемая вторичной обмоткой трансформатора:

P=U⋅I,{\displaystyle P=U\cdot I,}
где U{\displaystyle U} — напряжение обмотки под нагрузкой,
I{\displaystyle I} — ток обмотки.

Так как максимальный ток обмотки ограничен предельной плотностью тока в проводниках обмотки при заданном их сечении и U∼Eeff1{\displaystyle U\sim E_{eff1}}, отсюда следует, что для повышения мощности трансформатора без изменения его размеров следует повышать B0{\displaystyle B_{0}} и/или f{\displaystyle f}.

Существенному повышению B0{\displaystyle B_{0}} препятствует явление магнитного насыщения сердечника. При насыщении, которое наступает в экстремумах тока первичной обмотки в течение периода, во-первых, падает реактивное сопротивление первичной обмотки, что вызывает увеличение тока холостого хода и увеличение нагрева обмотки за счёт омического сопротивления, и, во-вторых, увеличиваются потери на гистерезис, вызванные перемагничиванием магнитопровода, так как увеличивается площадь петли гистерезиса, что вызывает повышение потерь на тепло в магнитопроводе.

С точки зрения потерь в магнитопроводе следует как можно больше снижать максимальную индукцию в магнитопроводе (Bm{\displaystyle B_{m}}), но такой подход экономически нецелесообразен, так как при прочих равных увеличивает габариты и материалоёмкость трансформатора. Поэтому Bm{\displaystyle B_{m}} в магнитопроводе выбирают исходя из разумного компромисса. Причем для трансформаторов малой мощности Bm{\displaystyle B_{m}} увеличивают, а для мощных трансформаторов — уменьшают. Это обусловлено тем, что магнитопровод у малогабаритного трансформатора охлаждается эффективнее, чем у крупных трансформаторов. Для электротехнических сталей в трансформаторах промышленной частоты Bm{\displaystyle B_{m}} выбирают в пределах 1,1—1,35 Тл в трансформаторах мощностью до сотен Вт и от 0,7 до 1,0 Тл для мощных трансформаторов распределительных подстанций.

Исходя из Bm{\displaystyle B_{m}} применяется практическая формула, полученная подстановкой в теоретическое значение ЭДС витка заданного значения Bm{\displaystyle B_{m}} и частоты 50 Гц:

Eeff1=S33...70,{\displaystyle E_{eff1}={\frac {S}{33...70}},}

Здесь S{\displaystyle S} выражено в см2, Eeff1{\displaystyle E_{eff1}} — в вольтах. Меньшие значения знаменателя выбирают для маломощных трансформаторов, большие — для мощных.

Другой путь повышения мощности трансформатора — повышение рабочей частоты. Приблизительно можно считать, что при заданных размерах трансформатора его мощность прямо пропорциональна рабочей частоте. Поэтому увеличение частоты в k{\displaystyle k} раз при неизменной мощности позволяет уменьшить размеры трансформатора в ∼k{\displaystyle \sim {\sqrt {k}}} раз (площадь сечения магнитопровода уменьшается в ∼k{\displaystyle \sim k} раз), или, соответственно, его массу в ∼k3/2{\displaystyle \sim {\sqrt[{3/2}]{k}}} раз.

В частности, в том числе и этими соображениями, в силовых бортовых сетях летательных аппаратов и судов обычно применяется частота 400 Гц с напряжением 115 В.

Но повышение частоты ухудшает магнитные свойства магнитопроводов, в основном из-за увеличения потерь на гистерезис, поэтому при рабочих частотах свыше единиц кГц применяют ферродиэлектрические магнитопроводы трансформаторов, например, ферритовые или изготовленные из карбонильного железа.

Современные источники вторичного электропитания различной бытовой техники, компьютеров, принтеров и др. сейчас в большинстве случаев выполняются по схемам импульсных источников и практически полностью вытеснили классические трансформаторы. В таких источниках гальваническое разделение питаемой цепи и питающей сети, получение набора необходимых вторичных напряжений, производится посредством высокочастотных трансформаторов с ферритовыми сердечниками. Источником высокочастотного напряжения являются импульсные ключевые схемы с полупроводниковыми ключами, обычно транзисторными. Применение таких устройств, часто называемых инверторами позволяет многократно снизить массу и габариты устройства, а также, дополнительно — повысить качество и надёжность электропитания, так как импульсные источники менее критичны к качеству электропитания в первичной сети, — они менее чувствительны к всплескам и провалам сетевого напряжения, изменениям его частоты.

Достоинства и недостатки

Достоинства трансформаторных БП.
  • Простота конструкции.
  • Надёжность.
  • Малый коэффициент пульсаций выходного напряжения.
  • Отсутствие создаваемых радиопомех[прим 1] (в отличие от импульсных, создающих помехи за счёт гармонических составляющих[3]).
Недостатки трансформаторных БП.
  • Большой вес и габариты, пропорционально мощности.
  • Компромисс между снижением КПД и стабильностью выходного напряжения: для обеспечения стабильного напряжения требуется стабилизатор, вносящий дополнительные потери.

Импульсный источник питания

Импульсный блок питания компьютера (ATX) со снятой крышкой
A — входной выпрямитель. Ниже виден входной фильтр
B — входные сглаживающие конденсаторы. Правее виден радиатор высоковольтных транзисторов
C — импульсный трансформатор. Правее виден радиатор низковольтных ключей
D — дроссель групповой стабилизации (ГДС)
E — конденсаторы выходного фильтра

Импульсные блоки питания являются инверторной системой. В импульсных блоках питания переменное входное напряжение сначала выпрямляется. Полученное постоянное напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы повышенной частоты и определённой скважности, либо подаваемые на трансформатор (в случае импульсных БП с гальванической развязкой от питающей сети) или напрямую на выходной фильтр нижних частот (в импульсных БП без гальванической развязки). В импульсных БП могут применяться малогабаритные трансформаторы — это объясняется тем, что с ростом частоты повышается эффективность работы трансформатора и уменьшаются требования к габаритам (сечению) сердечника, требуемым для передачи эквивалентной мощности. В большинстве случаев такой сердечник может быть выполнен из ферромагнитных материалов, в отличие от сердечников низкочастотных трансформаторов, для которых используется электротехническая сталь.

В импульсных блоках питания стабилизация напряжения обеспечивается посредством отрицательной обратной связи. Обратная связь позволяет поддерживать выходное напряжение на относительно постоянном уровне вне зависимости от колебаний входного напряжения и величины нагрузки. Обратную связь можно организовать разными способами. В случае импульсных источников с гальванической развязкой от питающей сети наиболее распространёнными способами являются использование связи посредством одной из выходных обмоток трансформатора или при помощи оптрона. В зависимости от величины сигнала обратной связи (зависящего от выходного напряжения), изменяется скважность импульсов на выходе ШИМ-контроллера. Если развязка не требуется, то, как правило, используется простой резистивный делитель напряжения. Таким образом, блок питания поддерживает стабильное выходное напряжение.

Достоинства и недостатки

Достоинства импульсных БП

Сравнимые по выходной мощности с линейными стабилизаторами соответствующие им импульсные стабилизаторы обладают следующими основными достоинствами:

  • меньшим весом за счёт того, что с повышением частоты можно использовать трансформаторы меньших размеров при той же передаваемой мощности. Масса линейных стабилизаторов складывается в основном из мощных тяжёлых низкочастотных силовых трансформаторов и мощных радиаторов силовых элементов, работающих в линейном режиме. Кроме того, благодаря повышенной частоте преобразования, значительно уменьшаются габариты фильтра выходного напряжения (можно использовать конденсаторы значительно меньшей ёмкости, чем для выпрямителей, работающих на промышленной частоте). Сам выпрямитель может быть выполнен по простейшей однополупериодной схеме, без риска увеличения пульсаций выходного напряжения;
  • значительно более высоким КПД (вплоть до 90-98 %) за счёт того, что основные потери в импульсных стабилизаторах связаны с переходными процессами в моменты переключения ключевого элемента. Поскольку основную часть времени ключевые элементы находятся в одном из устойчивых состояний (то есть либо включён, либо выключен) потери энергии минимальны[4];
    • из этого прямо следует, что, при одной и той же схемотехнике и элементарной базе, КПД растёт с понижением частоты преобразования, так как переходные процессы занимают пропорционально меньшую часть времени. При этом, однако, растут габариты моточных элементов — но это даёт и выигрыш, из-за снижения омических потерь.
  • меньшей стоимостью, благодаря массовому выпуску унифицированной элементной базы и разработке ключевых транзисторов высокой мощности. Кроме этого следует отметить значительно более низкую стоимость импульсных трансформаторов при сравнимой передаваемой мощности, и возможность использования менее мощных силовых элементов, поскольку режим их работы ключевой;
  • сравнимой с линейными стабилизаторами надёжностью.
    Блоки питания вычислительной техники, оргтехники, большинства бытовой электроники почти исключительно импульсные. Линейные БП сохранились в основном только в следующих областях:
    • для питания слаботочных плат управления бытовой техники вроде стиральных машин, микроволновых печей и отопительных котлов и колонок;
    • для маломощных управляющих устройств высокой и сверхвысокой надёжности, рассчитанной на многолетнюю непрерывную эксплуатацию при отсутствии обслуживания или затруднённом обслуживании, как, например, цифровые вольтметры в электрощитах, или автоматизация производственных процессов,
    • для питания высококачественных усилителей низкой частоты (УНЧ).
  • широким диапазоном питающего напряжения и частоты, недостижимым для сравнимого по цене линейного. На практике это означает возможность использования одного и того же импульсного БП для носимой цифровой электроники в разных странах мира — Россия/США/Англия, сильно отличных по напряжению и частоте в стандартных розетках.
  • наличием в большинстве современных БП встроенных цепей защиты от различных непредвиденных ситуаций, например от короткого замыкания и от отсутствия нагрузки на выходе.
Недостатки импульсных БП
  • Работа основной части схемы без гальванической развязки от сети, что, в частности, несколько затрудняет ремонт таких БП.
  • Все без исключения импульсные блоки питания являются источником высокочастотных помех, поскольку это связано с самим принципом их работы. Поэтому требуется предпринимать дополнительные меры помехоподавления, зачастую не позволяющие устранить помехи полностью. В связи с этим часто недопустимо применение импульсных БП для некоторых видов аппаратуры[3].
  • Как правило, импульсные блоки питания имеют ограничение на минимальную мощность нагрузки. Если мощность нагрузки ниже минимальной, блок питания либо не запускается, либо параметры выходных напряжений (величина, стабильность) могут не укладываться в допустимые отклонения.
  • В распределённых системах электропитания: эффект гармоник кратных трём. При наличии эффективно действующих корректоров фактора мощности и фильтров во входных цепях этот недостаток обычно не актуален.

См. также

Литература

Ссылки

Примечания

Комментарии
  1. ↑ Однако в мощных трансформаторных БП возникают импульсные помехи из-за того, что ток, протекающий через выпрямительные диоды (и вторичную обмотку трасформатора) имеет форму коротких импульсов, потому что диод открыт не весь полупериод, а короткое время вблизи максимума синусоиды, когда мгновенное значение переменного напряжения на вторичной обмотке превышает постоянное напряжение на фильтрующей ёмкости).
Источники

Лучший импульсный силовой трансформатор - Выгодные предложения на силовой импульсный трансформатор от глобальных продавцов силовых импульсных трансформаторов

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для силового импульсного трансформатора. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот мощный импульсный трансформатор станет одним из самых востребованных бестселлеров в кратчайшие сроки. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели силовой импульсный трансформатор на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в силовом импульсном трансформаторе и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress - отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово - просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны - и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести power pulse transformer по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Импульсный трансформатор с лучшим соотношением цены и качества - Отличные предложения на трансформатор импульсного преобразования от глобальных продавцов импульсных трансформаторов

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для трансформатора импульсного преобразования.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот лучший импульсный трансформатор с преобразованием частоты вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели свой импульсный трансформатор на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в трансформирующем импульсном трансформаторе и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress - отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово - просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны - и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести transformer pulse transformer по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Преобразователь импульсов

במחיר המשתלם ביותר - מבצעים נהדרים לקניית transformי רים לקניית ויות преобразователь импульсов ב- AliExpress

מבצעים חמים ב- преобразователь импульсов: העסקאות והנחות המקוונות הטובות ביותר עם ביקורות של לקוחות אמיתיים.

ות טובות! תה במקום הנכון עבור преобразовать импульсный трансформатор. יו אתה כבר יודע את זה, מה שאתה מחפש, אתה בטוח למצוא את זה aliexpress. אנחנו ממש יש אלפי מוצרים מעולים בכל קטגוריות המוצרים. ין אם אתה מחפש high-end תוויות ו זול, כ רכישות בכמות גדולה, אנו מבטיחים כי זה כאן aliexpress. תוכלו למצוא חנויות רשמיות עבור שמות מותגים לצד מוכרים הנחה עצמאית קטנה, כולם מציעים משלוח מהיר ואמי.

ולם לא יוכה על בחירה, איכות ומחיר. כל יום תוכלו למצוא הצעות חדשות, מקוונות בלבד, הנחות בחנויות והזדמנות לשמור עוד יותר על ידי איסוף קופונים. י ייתכן שיהיה עליך לפעול מהר כמו זה העליון преобразовать импульсный трансформатор מוגדר להיות אחד המבוקשים ביותר המבוקשים ביותר בתוך זמן קצר. תחשוב כמה קנאי אתה חברים יהיה כאשר אתה אומר להם שיש לך преобразовать импульсный трансформатор על aliexpress.עם ירים הנמוכים ביותר באינטרנט, מחירי משלוח זול ואפשרויות אוסף מקומי, תה יכול לעשות חיסכון גדול עוד יותר.

תה עדיין נמצא בשני מוחות לגבי преобразовать импульсный трансформатор וחושבים על בחירת מוצר דומה, 'אלכס' הוא מקום מצוין להשוות מחירים ומוכרים. ו נעזור לך להבין אם זה שווה תוספת עבור גירסת high-end או אם אתה מקבל רק עסקה טובה על ידי מקבל ת הפריט זול יותר.Номер и, אם אתה רק רוצה לטפל בעצמך ו להתיז על הגרסה היקרה ביותר, תמיד יהיה תמיד לוודא שאתה יכול לקבל את המחיר הטוב ביותר עבור הכסף שלך, אפילו לתת לך לדעת מתי אתה תהיה טוב יותר מחכה קידום להתחיל, ואת החיסכון שאתה יכול לצפות לעשות.

Aliexpress וקח גאווה ולוודא כי תמיד יש לך בחירה מושכלת כאשר אתה קונה מאחד מאות חנויות ומוכרים על הפלטפורמה שלנו. כל ות ומוכר מדורגות עבור שירות לקוחות, יר ואיכות על ידי לקוחות אמיתיים.וסף אתה יכול למצוא את החנות או דירוגי המוכר הפרט, כמו גם להשוות מחירים, הנחו והנחות מציעה על ותו וצר על יי רוי רות וצר על יי רוי רי ר כל רכישה מדורגת בכוכבים ולעתים קרובות יש הערות שנותרו על ידי לקוחות קודמים המתארים את חוויית העסקה שלהם, כך ת י וי. בקיצור, תה לא צריך לקחת את המילה שלנו על זה - רק להקשיב למיליוני לקוחות מאושרים שלנו.

וגם, ת חדש י aliexpress, ו מאפשרים לך על סוד.רק לפני שתלחץ על 'קנה עכשיו' בתהליך העסקה, הקדש רגע כדי לבדוק את הקופונים - ותחסוך עוד יותר. תה יכול למצוא קופונים החנות, ופונים aliexpress או שאתה יכול לאסוף קופונים כל יום על ידי משחק ים על יקציה aliexpress. וכפי שרוב המפיצים שלנו מציעים משלוח חינם - אנחנו חושבים שתסכים לכך שאתה מקבל את זה преобразовать импульсный трансформатор באחד המחירים הטובים ביותר באינטרנט.

תמיד יש לנו את הטכנולוגיה העדכנית ביותר, ת המגמות החדשות ביותר, ואת התוויות המדוברות ביותר.על aliexpress, איכות מעולה, יר ושירות מגיע כסטנדרט - בכל פעם. התחל את חוויית הקנייה הטובה ביותר שתהיה לך אי פעם, ממש כאן.

Импульсный трансформатор

Википедия

Типы электрических трансформаторов

Условные обозначения цепей
Трансформатор с двумя обмотками и железным сердечником.
Трансформатор с тремя обмотками.Точки показывают относительную конфигурацию обмоток.
Трансформатор с электростатическим экраном, предотвращающим емкостную связь между обмотками.
В дуговой электропечи трансформатор имеет тяжелую медную шину для обмотки низкого напряжения, которая может быть рассчитана на десятки тысяч ампер. Начало и конец обмотки выводятся отдельно и «чередуются » для внешнего треугольного замыкания в ранцевом соединении. [1] Трансформаторы погружены в масло для охлаждения и изоляции и спроектированы так, чтобы выдерживать частые короткие замыкания.

Электротрансформаторы разных типов изготавливаются для разных целей. Несмотря на различия в конструкции, различные типы основаны на одном и том же базовом принципе, открытом в 1831 году Майклом Фарадеем, и имеют несколько общих функциональных частей.

Силовой трансформатор []

Ламинированный сердечник []

Трансформатор с ламинированным сердечником

Это наиболее распространенный тип трансформатора, широко используемый при передаче электроэнергии и в приборах для преобразования сетевого напряжения в низкое для питания электронных устройств.Они доступны с номинальной мощностью от мВт до МВт. Изолированные листы сводят к минимуму потери на вихревые токи в железном сердечнике.

В небольших приборах и электронных трансформаторах может использоваться разъемная бобина, обеспечивающая высокий уровень изоляции между обмотками. Прямоугольные сердечники состоят из штамповок, часто в парах формы E-I, но иногда используются и другие формы. Между первичной и вторичной обмотками могут быть установлены экраны для уменьшения EMI (электромагнитных помех), или иногда используется экранная обмотка.

Небольшие трансформаторы для бытовой техники и электроники могут иметь тепловой выключатель, встроенный в обмотку, для отключения питания при высоких температурах и предотвращения дальнейшего перегрева.

Тороидальный []

Тороидальные трансформаторы в форме пончика экономят место по сравнению с сердечниками E-I и могут уменьшить внешнее магнитное поле. В них используется кольцевой сердечник, медные обмотки, намотанные вокруг этого кольца (и, таким образом, продетые через кольцо во время намотки), и лента для изоляции.

Тороидальные трансформаторы имеют более низкое внешнее магнитное поле по сравнению с прямоугольными трансформаторами и могут быть меньше для данной номинальной мощности.Однако их изготовление стоит дороже, поскольку для намотки требуется более сложное и медленное оборудование.

Их можно закрепить болтом по центру, с помощью шайб и резиновых прокладок или заливкой смолой. Необходимо следить за тем, чтобы болт не образовывал короткого замыкания.

Автотрансформатор []

Автотрансформатор состоит только из одной обмотки, которая имеет ответвления в некоторой точке обмотки. Напряжение подается на вывод обмотки, а более высокое (или более низкое) напряжение создается на другой части той же обмотки.Эквивалентная номинальная мощность автотрансформатора ниже, чем фактическая номинальная мощность нагрузки. Он рассчитывается по формуле: нагрузка VA × (| Vin - Vout |) / Vin. [2] Например, автотрансформатор, который адаптирует нагрузку 1000 ВА при 120 В к источнику питания 240 В, имеет эквивалентную номинальную мощность как минимум: 1000 ВА (240 В - 120 В) / 240 В = 500 ВА. Однако фактическая мощность (указанная на табличке с данными) должна быть не менее 1000 ВА.

Для соотношений напряжений, не превышающих примерно 3: 1, автотрансформатор дешевле, легче, меньше и эффективнее, чем разделительный (двухобмоточный) трансформатор того же номинала. [3] Большие трехфазные автотрансформаторы используются в системах распределения электроэнергии, например, для соединения подсетей 220 кВ и 33 кВ или других высоковольтных сетей. [ требуется ссылка ]

Регулируемый автотрансформатор []

Открыв часть катушек обмотки автотрансформатора и подключив вторичную обмотку через скользящую угольную щетку, можно получить автотрансформатор с почти непрерывно регулируемым соотношением витков, позволяющим регулировать напряжение в широких пределах с очень небольшими приращениями.

Индукционный регулятор []

Индукционный регулятор аналогичен по конструкции асинхронному двигателю с фазным ротором, но по сути представляет собой трансформатор, выходное напряжение которого изменяется за счет вращения вторичной обмотки относительно первичной обмотки, то есть изменения углового положения ротора. Его можно рассматривать как силовой трансформатор, использующий вращающиеся магнитные поля. Основное преимущество индукционных регуляторов заключается в том, что они, в отличие от вариаторов, подходят для трансформаторов мощностью более 5 кВА. Следовательно, такие регуляторы находят широкое применение в высоковольтных лабораториях. [4]

Многофазный трансформатор []

Демонтаж высоковольтного трансформатора Вид в разрезе многофазного трансформатора

Для многофазных систем можно использовать несколько однофазных трансформаторов или все фазы можно подключить к одному многофазному трансформатору. В трехфазном трансформаторе три первичные обмотки соединены вместе, а три вторичные обмотки соединены вместе. [5] Примеры соединений: звезда-треугольник, треугольник-звезда, дельта-дельта и звезда-звезда.Векторная группа указывает конфигурацию обмоток и разность фаз между ними. Если обмотка заземлена (заземлена), точка заземления обычно является центральной точкой обмотки звездой. Если вторичная обмотка представляет собой обмотку треугольником, заземление может быть подключено к центральному ответвлению на одной обмотке (высокое плечо треугольника) или одна фаза может быть заземлена (треугольник с заземленным углом). Многофазный трансформатор специального назначения - это зигзагообразный трансформатор. Существует множество возможных конфигураций, которые могут включать больше или меньше шести обмоток и различных соединений отводов.

Трехфазные трансформаторы 380 кВ / 110 кВ и 110 кВ / 20 кВ

Трансформатор заземления []

Заземление Заземляющие трансформаторы или позволяют трехпроводной (треугольник) многофазной системе питать нагрузку от фазы к нейтрали, обеспечивая обратный путь для тока к нейтрали. Трансформаторы заземления чаще всего включают в себя однообмоточный трансформатор с зигзагообразной конфигурацией обмотки, но также могут быть созданы с трансформатором с изолированной обмоткой звезда-треугольник.

Фазовый трансформатор []

Это специальный тип трансформатора, который можно настроить для регулировки фазового соотношения между входом и выходом. Это позволяет контролировать поток энергии в электрической сети, например чтобы направить потоки энергии от более короткого (но перегруженного) канала на более длинный путь с избыточной пропускной способностью.

Преобразователь частоты []

Трансформатор с регулируемой частотой - это специализированный трехфазный силовой трансформатор, который позволяет плавно регулировать фазовое соотношение между входной и выходной обмотками, вращая одну половину.Они используются для соединения электрических сетей с одинаковой номинальной частотой, но без синхронного согласования фаз.

Трансформатор поля утечки или рассеяния []

Трансформатор рассеяния, также называемый трансформатором поля рассеяния, имеет значительно более высокую индуктивность рассеяния, чем другие трансформаторы, иногда увеличиваемую за счет магнитного байпаса или шунта в сердечнике между первичной и вторичной обмотками, который иногда регулируется установочным винтом. Это обеспечивает трансформатору внутреннее ограничение тока из-за слабой связи между его первичной и вторичной обмотками.В этом случае индуктивность короткого замыкания фактически действует как параметр ограничения тока. Выходной и входной токи достаточно малы, чтобы предотвратить тепловую перегрузку при любых условиях нагрузки, даже если вторичная обмотка закорочена.

Использует []

Трансформаторы утечки используются для дуговой сварки и высоковольтных газоразрядных ламп (неоновые лампы и люминесцентные лампы с холодным катодом, которые соединены последовательно до 7,5 кВ переменного тока). Тогда он действует как трансформатор напряжения и как магнитный балласт.

Другие области применения - защищенные от короткого замыкания трансформаторы сверхнизкого напряжения для игрушек или дверных звонков.

Резонансный трансформатор []

Резонансный трансформатор - это трансформатор, в котором одна или обе обмотки имеют конденсатор и функционируют как настроенная цепь. Резонансные трансформаторы, используемые на радиочастотах, могут работать как полосовые фильтры с высокой добротностью. Обмотки трансформатора имеют либо воздушный, либо ферритовый сердечник, а полосу пропускания можно регулировать путем изменения связи (взаимной индуктивности).Одной из распространенных форм является трансформатор промежуточной частоты, используемый в супергетеродинных радиоприемниках. Они также используются в радиопередатчиках.

Когда импеданс наблюдается со стороны первичной обмотки, два резонанса со стороны вторичной обмотки наблюдаются как пара.

Резонансные трансформаторы также используются в электронных балластах для газоразрядных ламп и в источниках питания высокого напряжения. Они также используются в некоторых типах импульсных источников питания. [6] Здесь значение индуктивности короткого замыкания является важным параметром, определяющим резонансную частоту резонансного трансформатора.{2}) L_ {s} C_ {r}}}}}

Для повышения эффективности трансформатор приводится в действие импульсом или прямоугольной волной, генерируемой схемой электронного генератора. Каждый импульс служит для возбуждения резонансных синусоидальных колебаний в настроенной обмотке, и из-за резонанса во вторичной обмотке может развиваться высокое напряжение.

Приложения:

Трансформатор постоянного напряжения []

За счет настройки определенных магнитных свойств сердечника трансформатора и установки цепи феррорезонансного резервуара (конденсатор и дополнительная обмотка) трансформатор может быть устроен так, чтобы автоматически поддерживать относительно постоянное напряжение вторичной обмотки для изменения первичного питания без дополнительных схем или ручная регулировка.Феррорезонансные трансформаторы нагреваются сильнее, чем стандартные силовые трансформаторы, потому что регулирующее действие зависит от насыщения сердечника, что снижает КПД. Форма выходного сигнала сильно искажается, если не принять меры для предотвращения этого. Трансформаторы с насыщением обеспечивают простой надежный метод стабилизации источника питания переменного тока.

Ферритовый сердечник []

Силовые трансформаторы с ферритовым сердечником широко используются в импульсных источниках питания (SMPS). Порошковый сердечник обеспечивает высокочастотную работу и, следовательно, гораздо меньшее отношение размера к мощности, чем трансформаторы из ламинированного железа.

Ферритовые трансформаторы не используются в качестве силовых трансформаторов на частоте сети, поскольку ламинированные железные сердечники стоят меньше, чем эквивалентный ферритовый сердечник.

Планарный трансформатор []
Покомпонентное изображение: спиральная первичная «обмотка» на одной стороне печатной платы (спиральная вторичная «обмотка» находится на другой стороне печатной платы)

Производители используют плоские медные листы или вытравливают спиральные узоры на печатной плате для формирования «обмоток» планарного трансформатора , заменяя витки провода, используемые для изготовления других типов.Некоторые планарные трансформаторы продаются на рынке как дискретные компоненты, другие планарные трансформаторы вытравлены непосредственно на основной печатной плате, и для них требуется только ферритовый сердечник, который можно прикрепить к печатной плате. Планарный трансформатор может быть тоньше, чем другие трансформаторы, что полезно для низкопрофильных применений или когда несколько печатных плат уложены друг на друга. [7] Практически во всех планарных трансформаторах используется планарный ферритовый сердечник.

Трансформатор с масляным охлаждением []

У больших трансформаторов, используемых в распределительных сетях или на электрических подстанциях, сердечник и катушки погружены в масло, которое охлаждает и изолирует.Масло циркулирует по каналам в змеевике и вокруг узла змеевика и сердечника, перемещаясь за счет конвекции. Масло охлаждается за пределами бака в небольших диапазонах и радиатором с воздушным охлаждением в больших. Если требуется более высокий номинал, или если трансформатор находится в здании или под землей, масляные насосы перекачивают масло, и также можно использовать теплообменник масло-вода. [8] Некоторые трансформаторы могут содержать печатные платы там, где или когда их использование было разрешено. Например, до 1979 года в ЮАР. [9] [10] вместо них теперь используются огнестойкие жидкости, такие как силиконовые масла.

Трансформатор с литой изоляцией []

Силовые трансформаторы с литой изоляцией покрывают обмотки эпоксидной смолой. Эти трансформаторы упрощают установку, поскольку они сухие, без охлаждающего масла и, следовательно, не требуют противопожарного хранилища для установки внутри помещений. Эпоксидная смола защищает обмотки от пыли и агрессивных сред. Однако, поскольку формы для отливки катушек доступны только фиксированных размеров, конструкция трансформаторов менее гибкая, что может сделать их более дорогостоящими, если требуются индивидуальные особенности (напряжение, коэффициент передачи, ответвители). [11] [12]

Разделительный трансформатор []

Изолирующий трансформатор магнитно связывает две цепи, но не обеспечивает металлический токопроводящий путь между цепями. Примером применения может быть источник питания для медицинского оборудования, когда необходимо предотвратить любую утечку из системы питания переменного тока в устройства, подключенные к пациенту. Изолирующие трансформаторы специального назначения могут иметь экранирование для предотвращения электромагнитного шума между цепями или могут иметь усиленную изоляцию, чтобы выдерживать разность потенциалов в тысячи вольт между первичной и вторичной цепями.

Твердотельный трансформатор []

Твердотельный трансформатор на самом деле представляет собой преобразователь мощности, который выполняет ту же функцию, что и обычный трансформатор, иногда с дополнительной функциональностью. Большинство из них содержат высокочастотный трансформатор меньшего размера. Он может состоять из преобразователя переменного тока в переменный или выпрямителя, питающего инвертор.

Измерительный трансформатор []

Измерительные трансформаторы

обычно используются для управления приборами от линий высокого напряжения или сильноточных цепей, надежно изолируя схемы измерения и управления от высоких напряжений или токов.Первичная обмотка трансформатора подключена к цепи высокого напряжения или высокого тока, а счетчик или реле подключен к вторичной цепи. Измерительные трансформаторы также могут использоваться в качестве изолирующего трансформатора, чтобы можно было использовать вторичные величины, не влияя на первичную схему. [13]

Идентификаторы клемм (буквенно-цифровые, такие как H 1 , X 1 , Y 1 и т. Д., Либо цветное пятно или точка на корпусе) обозначают один конец каждой обмотки, указывая одинаковая мгновенная полярность и фаза между обмотками.Это касается обоих типов измерительных трансформаторов. Правильная идентификация клемм и проводки важна для правильной работы контрольно-измерительных приборов и реле защиты.

Трансформатор тока []

Трансформатор тока (ТТ) - это последовательно соединенное измерительное устройство, предназначенное для обеспечения тока во вторичной обмотке, пропорционального току, протекающему в первичной обмотке. Трансформаторы тока обычно используются в реле измерения и защиты в электроэнергетике.

Трансформаторы тока часто конструируются путем пропускания одного витка первичной обмотки (изолированного кабеля или неизолированной шины) через хорошо изолированный тороидальный сердечник, намотанный множеством витков провода. ТТ обычно описывается соотношением тока от первичной к вторичной. Например, ТТ 1000: 1 обеспечивает выходной ток 1 ампер, когда 1000 ампер протекает через первичную обмотку. Стандартные номинальные значения вторичного тока составляют 5 ампер или 1 ампер, совместимые со стандартными измерительными приборами.Вторичная обмотка может иметь одно передаточное отношение или иметь несколько точек отвода для обеспечения диапазона передаточных чисел. Необходимо следить за тем, чтобы вторичная обмотка не была отключена от своей низкоомной нагрузки, пока в первичной обмотке течет ток, поскольку это может привести к опасно высокому напряжению на открытой вторичной обмотке и может навсегда повлиять на точность трансформатора.

Специально сконструированные широкополосные трансформаторы тока также используются, обычно вместе с осциллографом, для измерения высокочастотных сигналов или импульсных токов в импульсных энергосистемах.Один тип обеспечивает выходное напряжение, пропорциональное измеренному току. Другой, называемый поясом Роговского, требует внешнего интегратора для обеспечения пропорционального выхода.

В токовых клещах используется трансформатор тока с разъемным сердечником, который можно легко обернуть вокруг проводника в цепи. Это распространенный метод, используемый в портативных приборах измерения тока, но в стационарных установках используются более экономичные типы трансформаторов тока.

Трансформатор напряжения или трансформатор напряжения []

Трансформаторы напряжения (ТН), также называемые трансформаторами напряжения (ТН), представляют собой приборные трансформаторы с параллельным подключением, используемые для измерения и защиты в высоковольтных цепях или изоляции фазового сдвига вектора.Они спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать незначительную нагрузку на измеряемый источник питания и иметь точное соотношение напряжений для обеспечения точного измерения. Трансформатор напряжения может иметь несколько вторичных обмоток на том же сердечнике, что и первичная обмотка, для использования в различных схемах измерения или защиты. Первичная обмотка может быть соединена фазой с землей или фазой с фазой. Вторичная обмотка обычно заземляется на одной клемме.

Существует три основных типа трансформаторов напряжения (ТН): электромагнитные, конденсаторные и оптические.Трансформатор электромагнитного напряжения представляет собой трансформатор с проволочной обмоткой. Конденсаторный трансформатор напряжения использует емкостной делитель потенциала и используется при более высоких напряжениях из-за более низкой стоимости, чем электромагнитный ТН. Преобразователь оптического напряжения использует электрические свойства оптических материалов. [14] Измерение высокого напряжения возможно с помощью трансформаторов напряжения. Трансформатор оптического напряжения - это не просто трансформатор, а датчик, похожий на датчик на эффекте Холла.

Комбинированный измерительный трансформатор []

Комбинированный измерительный трансформатор включает в себя трансформатор тока и трансформатор напряжения в одном трансформаторе. Существуют две основные конструкции комбинированных трансформаторов тока и напряжения: с масляно-бумажной изоляцией и с изоляцией SF 6 . [15] Одним из преимуществ применения этого решения является уменьшение занимаемой площади подстанции за счет уменьшения количества трансформаторов в ячейке, поддерживающих конструкций и соединений, а также более низких затрат на строительные работы, транспортировку и установку. [16]

Импульсный трансформатор []

Импульсный трансформатор - это трансформатор, оптимизированный для передачи прямоугольных электрических импульсов (то есть импульсов с быстрым нарастанием и спадом и относительно постоянной амплитудой). Небольшие версии, называемые сигналом Типы используются в цифровых логических и телекоммуникационных схемах, часто для согласования логических драйверов с линиями передачи. Версии power среднего размера используются в схемах управления питанием, таких как контроллеры вспышек камеры.Более мощные версии power используются в отрасли распределения электроэнергии для сопряжения схемы управления низкого напряжения с высоковольтными затворами силовых полупроводников. Специальные высоковольтные импульсные трансформаторы также используются для генерации импульсов высокой мощности для радаров, ускорителей частиц или других приложений с высокой импульсной мощностью. [17]

Чтобы минимизировать искажение формы импульса, импульсный трансформатор должен иметь низкие значения индуктивности рассеяния и распределенной емкости, а также высокую индуктивность холостого хода.В импульсных трансформаторах силового типа низкая емкость связи (между первичной и вторичной обмотками) важна для защиты схемы на первичной стороне от высокомощных переходных процессов, создаваемых нагрузкой. По той же причине требуется высокое сопротивление изоляции и высокое напряжение пробоя. Хорошая переходная характеристика необходима для сохранения прямоугольной формы импульса на вторичной обмотке, потому что импульс с медленными фронтами создает потери переключения в силовых полупроводниках.

Произведение пикового импульсного напряжения и длительности импульса (или, точнее, интеграл напряжение-время) часто используется для характеристики импульсных трансформаторов.Вообще говоря, чем больше размер этого продукта, тем больше и дороже трансформатор.

Импульсные трансформаторы по определению имеют рабочий цикл менее 0,5; любая энергия, накопленная в катушке во время импульса, должна быть «сброшена», прежде чем импульс будет запущен снова.

RF трансформатор []

Есть несколько типов трансформаторов, используемых в радиочастотной (RF) работе. Ламинированная сталь не подходит для РФ.

Трансформатор с воздушным сердечником []

Используются для высокочастотной работы.Отсутствие сердечника означает очень низкую индуктивность. Весь ток возбуждает ток и индуцирует вторичное напряжение, пропорциональное взаимной индуктивности. [18] Такие трансформаторы могут быть не более чем несколькими витками провода, припаянными к печатной плате.

Трансформатор с ферритовым сердечником []

Трансформаторы с ферритовым сердечником широко используются в трансформаторах согласования импеданса для ВЧ, особенно для балунов (см. Ниже) для теле- и радиоантенн. У многих всего один или два хода.

Трансформатор линии передачи []

Для радиочастотного использования трансформаторы иногда изготавливают из конфигураций линии передачи, иногда бифилярного или коаксиального кабеля, намотанных на ферритовый или другой тип сердечника. Этот тип трансформатора обеспечивает чрезвычайно широкую полосу пропускания, но с помощью этого метода можно достичь лишь ограниченного числа соотношений (например, 1: 9, 1: 4 или 1: 2).

Материал сердечника значительно увеличивает индуктивность, тем самым увеличивая его добротность.Сердечники таких трансформаторов помогают улучшить характеристики на нижнем конце диапазона. Радиочастотные трансформаторы иногда использовали третью катушку (называемую тиклеровской обмоткой) для ввода обратной связи в более раннюю (детекторную) ступень в старинных регенеративных радиоприемниках.

В ВЧ- и СВЧ-системах четвертьволновой трансформатор импеданса обеспечивает способ согласования импедансов между цепями в ограниченном диапазоне частот, используя только длину линии передачи. Линия может быть коаксиальным кабелем, волноводом, полосковой или микрополосковой.

Балун []

Балуны

- это трансформаторы, специально разработанные для подключения балансных (незаземленных) и несимметричных (заземленных) цепей. Иногда они изготавливаются из конфигураций линии передачи, а иногда бифилярного или коаксиального кабеля и аналогичны трансформаторам линии передачи по конструкции и эксплуатации. Балуны могут быть разработаны не только для взаимодействия между сбалансированной и несбалансированной нагрузками, но и для дополнительного обеспечения согласования импеданса между этими типами нагрузки.

IF трансформатор []

Трансформаторы с ферритовым сердечником широко используются в каскадах промежуточной частоты (ПЧ) в супергетеродинных радиоприемниках. В основном это настроенные трансформаторы, содержащие ферритовый стержень с резьбой, который вкручивается или выкручивается для регулировки настройки ПЧ. Трансформаторы обычно герметичны (экранированы) для обеспечения устойчивости и уменьшения помех.

Аудиопреобразователь []

Слева видны два аудиопреобразователя уровня динамиков в ламповом усилителе. Справа тороидальный трансформатор блока питания Пять аудиопреобразователей для различных целей линейного уровня.Два черных ящика слева содержат трансформаторы 1: 1 для разделения сигналов, балансировки несимметричных сигналов или изоляции двух разных систем заземления переменного тока для устранения гудения и шума. Два цилиндрических металлических корпуса помещаются в восьмеричные гнезда; Каждый из них содержит линейный трансформатор 1: 1, первый рассчитан на 600 Ом, второй - на 15 000 Ом. Справа - блок DI; его трансформатор 12: 1 (с желтой изоляцией) изменяет несимметричный вход с высоким сопротивлением на сбалансированный выход с низким сопротивлением.

Аудио трансформаторы - это преобразователи, специально разработанные для использования в аудиосхемах для передачи аудиосигнала. Их можно использовать для блокирования радиочастотных помех или составляющей постоянного тока аудиосигнала, для разделения или объединения аудиосигналов или для обеспечения согласования импеданса между цепями с высоким и низким импедансом, например, между выходом высокоомного лампового (вентильного) усилителя. и громкоговоритель с низким импедансом или между выходом инструмента с высоким сопротивлением и входом с низким сопротивлением микшерного пульта.Аудио трансформаторы, которые работают с напряжением и током громкоговорителей, больше, чем те, которые работают на уровне микрофона или линии, которые несут гораздо меньше энергии. Мостовые трансформаторы соединяют 2-проводные и 4-проводные цепи связи.

Являясь магнитными устройствами, аудиопреобразователи чувствительны к внешним магнитным полям, например, создаваемым проводниками переменного тока с током. «Гул» - это термин, обычно используемый для описания нежелательных сигналов, исходящих от «сетевого» источника питания (обычно 50 или 60 Гц). [19] Звуковые преобразователи, используемые для сигналов низкого уровня, например, от микрофонов, часто включают магнитное экранирование для защиты от посторонних сигналов с магнитной связью.

Аудиопреобразователи были первоначально разработаны для соединения различных телефонных систем друг с другом, сохраняя при этом их соответствующие источники питания изолированными, и до сих пор широко используются для соединения профессиональных аудиосистем или компонентов системы, чтобы устранить гудение и гудение. Такие трансформаторы обычно имеют соотношение между первичной и вторичной обмотками 1: 1.Их также можно использовать для разделения сигналов, балансировки несимметричных сигналов или подачи сбалансированного сигнала на несимметричное оборудование. Трансформаторы также используются в DI-боксах для преобразования сигналов инструментов с высоким импедансом (например, бас-гитары) в сигналы с низким импедансом, чтобы они могли подключаться к микрофонному входу на микшерной консоли.

Особенно важным элементом является выходной трансформатор лампового усилителя. Клапанные схемы для качественного воспроизведения уже давно производятся без каких-либо других (межкаскадных) аудиопреобразователей, но выходной трансформатор необходим для соединения относительно высокого импеданса (до нескольких сотен Ом в зависимости от конфигурации) выходного клапана (ов). к низкому сопротивлению громкоговорителя.(Клапаны могут подавать низкий ток при высоком напряжении; динамикам требуется большой ток при низком напряжении.) Большинству полупроводниковых усилителей мощности вообще не нужен выходной трансформатор.

Аудиопреобразователи влияют на качество звука, поскольку они нелинейны. Они добавляют к исходному сигналу гармонические искажения, особенно гармоники нечетного порядка, с акцентом на гармоники третьего порядка. Когда амплитуда входящего сигнала очень мала, его недостаточно для возбуждения магнитного сердечника (см. Коэрцитивную силу и магнитный гистерезис).Когда амплитуда входящего сигнала очень высока, трансформатор насыщается и добавляет гармоники из-за мягкого ограничения. [20] Другая нелинейность возникает из-за ограниченной частотной характеристики. Для хорошего отклика на низких частотах требуется относительно большой магнитопровод; высокая мощность увеличивает требуемый размер сердечника. Для хорошего высокочастотного отклика необходимы тщательно спроектированные и реализованные обмотки без чрезмерной индуктивности рассеяния или паразитной емкости. Все это делает компонент дорогим.

Ранние транзисторные усилители мощности звука часто имели выходные трансформаторы, но от них отказались, поскольку достижения в области полупроводников позволили разработать усилители с достаточно низким выходным импедансом для непосредственного управления громкоговорителем.

Трансформатор громкоговорителя []

Трансформатор громкоговорителя в старом радио

Точно так же, как трансформаторы создают цепи передачи энергии высокого напряжения, которые минимизируют потери при передаче, трансформаторы громкоговорителей могут питать множество отдельных громкоговорителей от одной звуковой цепи, работающей при более высоком, чем обычно, напряжении громкоговорителя.Это приложение часто используется в приложениях для оповещения. Такие схемы обычно называют акустическими системами постоянного напряжения. Такие системы также известны по номинальному напряжению линии громкоговорителей, например, 25- , 70- и 100-вольтовые акустические системы (напряжение, соответствующее номинальной мощности динамика или усилителя). Трансформатор увеличивает выходной сигнал усилителя системы до напряжения распределения. В удаленных местах расположения громкоговорителей понижающий трансформатор подбирает громкоговоритель к номинальному напряжению линии, поэтому громкоговоритель производит номинальную номинальную мощность, когда линия находится при номинальном напряжении.Трансформаторы громкоговорителей обычно имеют несколько основных отводов для ступенчатой ​​регулировки громкости на каждом громкоговорителе.

Выходной трансформатор []

Клапанные (ламповые) усилители

почти всегда используют выходной трансформатор, чтобы согласовать высокое сопротивление нагрузки, требуемое для вентилей (несколько кОм), с низкоомным динамиком.

Трансформатор слабого сигнала []

Картриджи фонографа с подвижной катушкой вырабатывают очень малое напряжение. Для усиления этого сигнала с разумным отношением сигнал / шум обычно требуется трансформатор для преобразования напряжения в диапазон более распространенных картриджей с подвижным магнитом.

Микрофоны также могут быть согласованы с их нагрузкой с помощью небольшого трансформатора, который имеет металлическую экранировку для минимизации наводок. Эти трансформаторы сегодня менее широко используются, поскольку транзисторные буферы стали дешевле.

Межкаскадный трансформатор и трансформатор связи []

В двухтактном усилителе требуется инвертированный сигнал, который может быть получен от трансформатора с обмоткой с центральным отводом, используемого для управления двумя активными устройствами в противофазе. Эти фазоразделительные трансформаторы сегодня мало используются.

Другие типы []

Оператор []

Трансактор - это комбинация трансформатора и реактора. Транзактор имеет железный сердечник с воздушным зазором, который ограничивает связь между обмотками. [21]

Ежик []

Трансформаторы-ежики изредка встречаются в самодельных радиоприемниках 1920-х годов. Это самодельные звуковые межкаскадные трансформаторы связи.

Эмалированный медный провод наматывается на центральную половину длины пучка изолированного стального провода (например,г., флористическая проволока), для изготовления обмоток. Затем концы железных проводов сгибаются вокруг электрической обмотки, чтобы замкнуть магнитную цепь, и все обматывается лентой или веревкой, чтобы удерживать их вместе.

Вариометр и вариопара []

Вариометр, используемый в радиоприемнике 1920-х годов

Вариометр - это разновидность бесступенчатого ВЧ-индуктора с воздушным сердечником и двумя обмотками. [22] Одна общая форма состояла из катушки, намотанной на короткую полую цилиндрическую форму, со второй меньшей катушкой внутри, установленной на валу, так что ее магнитная ось может вращаться относительно внешней катушки.Две катушки соединены последовательно. Когда две катушки коллинеарны, а их магнитные поля направлены в одном направлении, два магнитных поля складываются, и индуктивность максимальна. Если внутренняя катушка повернута так, что ее ось находится под углом к ​​внешней катушке, магнитные поля не складываются, а индуктивность меньше. Если внутренняя катушка повернута так, что она коллинеарна внешней катушке, но их магнитные поля направлены в противоположных направлениях, поля компенсируют друг друга, и индуктивность очень мала или равна нулю.Преимущество вариометра заключается в том, что индуктивность можно регулировать плавно в широком диапазоне. Вариометры широко использовались в радиоприемниках 1920-х годов. Одно из их основных применений сегодня - это катушки согласования антенн для согласования длинноволновых радиопередатчиков с их антеннами.

Варио-ответвитель был устройством аналогичной конструкции, но две катушки не были соединены, а были подключены к отдельным цепям. Таким образом, он функционировал как ВЧ-трансформатор с воздушным сердечником и переменной связью. Внутреннюю катушку можно поворачивать на угол от 0 ° до 90 ° с внешней, уменьшая взаимную индуктивность с максимума до почти нуля.

Вариометр с блинной катушкой был еще одной распространенной конструкцией, которая использовалась как в приемниках, так и в передатчиках 1920-х годов. Он состоит из двух плоских спиральных катушек, подвешенных вертикально друг к другу, шарнирно закрепленных с одной стороны, так что одна сторона может отклоняться от другой на угол 90 ° для уменьшения сцепления. Конструкция с плоской спиралью служила для уменьшения паразитной емкости и потерь на радиочастотах.

Варио-ответвители типа "блинчик" или "сотовая" катушка использовались в 20-х годах прошлого века в обычных регенеративных радиоприемниках Armstrong или "tickler".Одна катушка была подключена к цепи сетки детекторной трубки. Другая катушка, катушка «тиклера», была подключена к цепи (выходу) пластины трубки. Он снова отправил часть сигнала от схемы пластины на вход, и эта положительная обратная связь увеличила коэффициент усиления и селективность лампы.

Вращающийся трансформатор []

Вращающийся (вращающийся) трансформатор - это специализированный трансформатор, который передает электрические сигналы между двумя частями, вращающимися относительно друг друга, в качестве альтернативы контактным кольцам, которые подвержены износу и контактному шуму.Они обычно используются в магнитных лентах со спиральной разверткой.

Переменный дифференциальный трансформатор []

Переменный дифференциальный трансформатор - это прочный бесконтактный датчик положения. Он имеет два первичных обмотки с противоположной фазой, которые номинально производят нулевой выходной сигнал во вторичной обмотке, но любое движение сердечника изменяет связь, создавая сигнал.

Резольвер и синхронизатор []

Двухфазный резольвер и соответствующий трехфазный синхронизатор представляют собой датчики положения поворота, которые работают на полных 360 °.Первичный сигнал вращается внутри двух или трех вторичных компонентов под разными углами, и амплитуды вторичных сигналов могут быть декодированы под углом. В отличие от переменных дифференциальных трансформаторов, катушки, а не только сердечник, перемещаются относительно друг друга, поэтому для подключения первичной обмотки требуются контактные кольца.

Резольверы создают синфазные и квадратурные компоненты, которые полезны для вычислений. Синхросигналы вырабатывают трехфазные сигналы, которые можно подключать к другим синхронизаторам, чтобы вращать их в конфигурации генератор / двигатель. Дуглас, Алан (1995). Радиопроизводители 1920-х годов . Чендлер, Аризона: паб Sonoran. п. 76. ISBN 9781886606005 .

Импульсный трансформатор 1: 1 (развязка - трансформатор связи)

Все категорииВсе продуктыДоски для хлеба и аксессуарыКристаллические осцилляторыДатчики Медицинские датчикиUSB-хост и аксессуарыСветодиодные и лазерные источникиКабели и преобразователи данныхВидео и ТВ аксессуарыРоботики | Аксессуары для робототехникиОптопарыКоробки и корпусаБаззеры, пьезо и микрофоныКомпоненты для клавишПанельные счетчикиКомплекты микроконтроллеровРегулятор напряженияТриак и тиристорыРеле и релейные модулиПродукты для интеллектуального домаПлаты для Интернета и беспроводной связиМостовые выпрямителиУправление доступом и RFIDДиоды и стабилитроны DC-преобразователи Ультра-переходники постоянного тока / DC модулиИсточник питания-SMPSAudio | Звук | КамерыВентиляторы постоянного токаТеплоусадка и упаковкаПлаты и экраны ArduinoПлата Raspberry PiУправление через EthernetРегулируемый источник питания постоянного токаВинты и гайкиПродукты SparkFunКонтроль жидкостиИндуктор / катушкиРаспылитель, очистители и клейГнезда для инвертора питанияСолнечный элементРоторный кодерДиагностика двигателя (аккумуляторные батареи) Разъемы для аккумуляторных батарей и зарядные устройства для обычных аккумуляторов И BNC-разъемы Клеммы кабелей Общие разъемы Разъемы питания Контактные разъемы Клеммные колодки D-сверхминиатюрные разъемы RJ USB-разъемы RCA-разъемы Специальные разъемы Водо- и пыленепроницаемые разъемы Банановые вилки и аудиоразъемы Электрические разъемы Конденсаторы Плата для разработки (с открытым исходным кодом) PIC Microchip Raspberry Pi Процессор Arduino ARM RAM Учебная плата TEXAS INSTRUMENTS Комплекты FPGA Предохранители Стеклянные предохранители Керамические быстродействующие предохранители Карманы для предохранителей Программаторы и тестеры IC Гнезда для IC и адаптеры IC Интегрированные схемы (ИС) Microcont ролики MCU IC's TTL и CMOS 74xx, 40xx и 45xx IC Датчик температуры IC Конвертеры АЦП и ЦАП IC Специальная функция IC Драйверы и контроллеры двигателей IC Протоколы USB, RS232 и RS485 IC Таймеры и часы реального времени (RTC) Источники напряжения IC Усилители ИС памяти IC | Операционные усилители | Матрица транзисторов ИС компаратора и драйверы ЖК-модули ИС Символьный ЖК-дисплей Графический ЖК-дисплей | OLED Uart Smart TFT LCD Модуль Измерительные приборы HDMI LCD Цифровой мультиметр Токоизмерительные клещи | Измерительные принадлежности для измерителей мощности Осциллографы и функциональный генератор Заземление | Тестеры сопротивления изоляции Кабельный тестер | Логический зонд Измерители окружающей среды и тестеры Продукция торговой марки UNI-T Дальномер Тахометр (измерение числа оборотов в минуту) Мультиметр с автоматическим определением диапазона тепловизораДвигатели, приводы и детали ЧПУ Шаговые двигатели и приводы Двигатели постоянного тока Управление движением (коммутационная плата) Шарико-винтовая передача и ходовой винт Гибкая муфта Линейная направляющая И подшипниковые шпиндели Зубчатая рейка Рельс и шестерни Кабельная цепь Драйвер двигателя постоянного тока Алюминиевые профили Маленькие роботизированные серводвигатели Шаговые двигатели с замкнутым контуром Концевые фрезы и цанги Промышленные серводвигатели переменного тока Инструменты для печатных плат Электродвигатели переменного тока PCB Инструменты для печатных плат Фоторезистентные печатные платы Листы печатных плат (различных размеров) Отверстия печатная плата (прототип печатной платы & Veroboard) Распорки для печатных платРезисторы и потенциометры Резисторные сети (матрица) Фоторезистор на основе Cds (LDR) NTC | Резисторы RTD Силовые резисторы 5 Вт и 10 Вт Резисторы для поверхностного монтажа Углеродный резистор 1 / 4Вт Значения Ом 1 / 4Вт Значения килоомов 1 / 4Вт Мегаом Значения Потенциометры Провода и крокодилы Кабели и соединители типа «крокодил» Провода с предварительно обжатыми выводами Затворные МОП-транзисторы Биполярные транзисторы общего назначения IGBT-транзисторыИнструменты Обжимные инструменты Другие инструменты Инструмент для зачистки проводов и ниппели Пинцет Компоненты и ящики для инструментов Микроскоп и лупы Отвертки Набор инструментов Проводящая жидкость Шестигранный ключ | Звездный ключ | Гаечный ключ Измерительные и контрольно-измерительные инструменты Сверлильные и шлифовальные инструменты Пайка и демонтажПереключатели Переключатели прихватки (нажимные кнопки) Микропереключатели Установленные на печатной плате переключатели DIP-переключатели Переключатели включения / выключения Герконовый переключатель Термовыключатель Джойстик | Аркадные кнопки Тумблер Сенсорные переключатели Компоненты SMD Интегральные схемы SMD (ИС) SMD Регуляторы напряжения SMD-транзисторы Запчасти для 3D-принтеров и детали для 3D-принтеров с нитью накала Детали для 3D-принтеров DIY и электроника

Что такое количество импульсов (6, 12, 18, 24) в приводах?

В системах с частотно-регулируемым приводом (VSD), как переменного, так и постоянного тока, первая стадия преобразования мощности - из переменного в постоянный.В приводе постоянного тока это единственный этап - от постоянного переменного тока до переменного постоянного тока. В приводе переменного тока есть две дополнительных ступени: фильтрация и обратное преобразование в переменный ток.

Простейшим преобразователем является двухполупериодный диодный мост, который преобразует поступающий переменный ток в постоянное постоянное напряжение. Это бесполезно в приводе постоянного тока, но отлично работает с частотно-регулируемым приводом переменного тока (VFD). Стандартные промышленные приводы - как переменного, так и постоянного тока - используют шесть выпрямителей для формирования трехфазного двухполупериодного моста. Этот тип преобразователя называется «шестиимпульсным», потому что он потребляет ток в виде шести отдельных импульсов от линии переменного тока.Они НЕ потребляют ток постоянно, но (в случае частотно-регулируемого привода) только тогда, когда входящее линейное напряжение превышает напряжение шины постоянного тока привода, или, в случае привода постоянного тока, только когда тиристор в преобразователе включен. Поскольку потребление тока не является гладкой синусоидальной формой волны, это «нелинейное» потребление тока может искажать подаваемую мощность сети переменного тока.

Степень искажения зависит от мощности цепи, питающей преобразователь, то есть от имеющегося тока короткого замыкания.Если размер преобразователя такой, что он составляет значительный процент доступной емкости системы (или в системе несколько дисков, так что их общая нагрузка составляет значительный процент от общей емкости), то искажение может быть значительным. Это искажение можно математически представить как дополнительные формы волны напряжения, приложенные к основному напряжению, кратному основной частоте. Эти дополнительные напряжения начинаются с кратного 5 и (для трехфазных систем) пропускают все значения, кратные 3.Это называется «гармоническим искажением». Для приводных систем наиболее значимыми гармониками являются 5-я, 7-я и 11-я гармоники (для системы 60 Гц, 300, 420 и 660 Гц).

Чтобы уменьшить это искажение, можно использовать источник большего размера, но это обычно неэкономично. Следующий вариант - уменьшить амплитуду нелинейного потребления тока. Самый простой способ добиться этого - добавить фазосдвигающие трансформаторы и использовать дополнительные двухполупериодные мосты. Если перед преобразователем добавить трансформатор с двумя вторичными обмотками, одна из которых соединена треугольником, а другая - звездой, между выходами двух вторичных обмоток будет сдвиг фазы на 30 °.С двумя двухполупериодными мостами, один из которых подключен к обмотке звезды, а другой - к треугольнику, пиковый ток, потребляемый в каждой цепи, будет составлять половину одиночного моста, и один пик тока будет смещен во времени на 30º относительно другого. На первичной обмотке трансформатора это приводит к двум более низким всплескам тока на фазу (всего 12 импульсов) и меньшему потенциалу гармонических искажений в системе распределения.

В общем, 12-пульсная система привода лучше, чем 6-пульсная система привода, но, если ваша распределительная система не имеет большой доли нелинейных нагрузок, содержание гармоник (как правило) не имеет особого значения.IEEE имеет стандарты приемлемых уровней гармонических искажений для общих и критических систем распределения со стандартом 519, но даже сейчас, через два десятилетия после его первоначального выпуска, он не очень хорошо применяется в реальном мире. Вместо этого производители создают приводное оборудование, которое будет соответствовать требованиям IEEE 519 на входных клеммах привода практически независимо от того, как выглядит источник питания. Для этого требуется как минимум 18-пульсный мост (и, соответственно, дорогой входной трансформатор), и обычно 24-пульсный или выше для больших приводных систем.В качестве альтернативы также могут использоваться «активные» внешние интерфейсы, состоящие из того, что фактически представляет собой секцию инвертора на основе транзисторов. Многоимпульсные и активные входные каскады значительно увеличивают начальную стоимость приводного оборудования по сравнению с простым шестидиодным двухполупериодным мостом.

Интересно купить 6-пульсный привод? 1 л.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *