XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022
КЛАССИФИКАЦИЯ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ КЛАССА DC/DC-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Применение импульсных источников питания, с каждым годом становиться все более актуальным и востребованным, в связи с этим предлагается провести анализ существующих модулей вторичного электропитания и создать их классификацию.
Все модули электропитания, класса DC/DC-преобразователи, можно классифицировать по следующим признакам:
- Специфическое назначение;
- Используемый тип трансформатора;
- Принцип реализации схемы управления;
- Распределения напряжения на каналах вывода;
- Используемый тип и вариант схемы управления и ШИМ.
- Корпусное исполнение и способ монтажа.
Каждая группа модулей вторичного электропитания описывается в специальных каталогах, специализированных datasheets и профильных application note, в данных справочниках представлены развернутые данный. Составляют такие справочники специальные технические отделы, систематически происходит проверка данных справочников и после редактирований и подтверждений присваивается специальный код классификации [1].
В таблице 1 приведена классификация модулей вторичного электропитания.
Таблица 1. Классификация источников питания
|
Специфическое назначение модулей вторичного электропитания |
1. Повышающие преобразователи применяются в основном при низковольтном питании, например, от двух-трех батареек, а некоторые узлы конструкции требуютнапряжения 12…15 В, с малым потреблением тока. Достаточно часто повышающий преобразователь кратко и понятно называют словом «buster». 2. Понижающий преобразователь напряжения DC/DC, схема которого включает высокочастотный транзистор, входной и выходной L-C фильтры, силовой трансформатор, микросхему управления, представляет собой импульсный конвертер, преобразующий постоянное напряжение большего значения в постоянное напряжение меньшего значения. Современные устройства дополнительно выполняют стабилизацию характеристик, снижают уровень пульсаций, обеспечивают гальваническую развязку входных и выходных электроцепей. Некоторые модели могут регулировать напряжение на нагрузке, выдавать отрицательное напряжение, что выгодно выделяет их на фоне обычных линейных регуляторов. 3. Универсальный преобразователь - SEPIC (single-ended primary-inductor converter) или преобразователь с несимметрично нагруженной первичной индуктивностью. Подобные преобразователи применяются в основном, когда нагрузка имеет незначительную мощность, а входное напряжение изменяется относительно выходного в большую или меньшую сторону. |
Продолжение таблицы 1
|
Используемый тип трансформатора в модулях электропитания |
1. Моточный трансформатор (частота коммутации 115 – 130 кГц, для малогабаритных устройств, с низким выходным напряжением – до 10В). 2. Планарный трансформатор (частота коммутации 150 – 300 кГц, минимальные габаритные характеристики позволяют удобно располагать трансформатор на печатной плате). |
|
Принцип реализации схемы управления |
1. Использование цепи токозадающих резисторов в диапазоне номиналов от 0.2Ω до 300Ω. 2. Применение схемы двойной реализации управления транзисторными ключами. (Сложность схемы заключается в синхронном управлении фазами работы транзисторов – открыт / закрыт). 3. Цепь Снаббера - это демпфирующее устройство, работающее в качестве фильтра низкой частоты, которое выполняет действиепо замыканию на себе тока переходного процесса. |
|
Распределение напряжение на каналах преобразователя |
1. Одноканальный; 2. Двухканальный; 3. Трехканальный. |
Необходимо обратить внимание на то, что вторичные источники питания в корпусном исполнении модульного типа – это наиболее широкий и распространенный класс преобразователей [2].
Каждый мировой производитель, имеющий широкую линейку преобразователей создает собственную классификацию своей продукции, состоящую из нескольких десятков семейств, но не смотря на столь широкую линейку ИИП имеют классическую распиновку выводов и места крепления – фланец.
Это позволяет, с одной стороны, без особых проблем улучшать технико-экономические параметры изделий за счет установки более эффективных модулей взамен модуля, выбранного на стадии разработки. С другой стороны — позволяет обезопасить серийное производство от возможных перебоев в поставках компонентов за счет значительного количества относительно эквивалентных замен. Диапазон выходных мощностей источников данного типа: 0,25…60 Вт [3].
Список литературы
Беззубцева М.М., В.С.Волков. Нанотехнологии в энергетике.- учебноепособие. СПб, СПбГАУ,2012. -133с.
Гришин А. Д. Электромагнитная совместимость импульсных источников питания (на примере DC/DC-преобразователей)//Материалы ХIIМеждународнойстуденческойэлектроннойнаучнойконференции «Студенческийнаучныйфорум 2020».
Гришин А.Д., Егоров Д.Ю., Алехин Р.Р., Волков В.В. Импортозамещение электротехнических компонентов с целью энергобезопасности страны//Материалы ХIIМеждународнойстуденческойэлектроннойнаучнойконференции «Студенческийнаучныйфорум 2020».