Pajisja e furnizimit me energji kompjuterike dhe metodat e testimit të tyre. Kategoria - Furnizime me energji elektrike

Ndryshe nga furnizimet tradicionale lineare të energjisë, të cilat supozojnë zbutjen e tensionit të tepërt të pastabilizuar në një element linear përmes, furnizimet me energji pulsuese përdorin metoda dhe fenomene të tjera fizike për të gjeneruar një tension të stabilizuar, përkatësisht: efektin e akumulimit të energjisë në induktorë, si dhe mundësinë të transformimit me frekuencë të lartë dhe të shndërrimit të energjisë së ruajtur në presion konstant. Ekzistojnë tre skema tipike për ndërtimin e furnizimeve me energji pulsuese (shih Fig. 3.4-1): rritja (tensioni i daljes është më i lartë se hyrja), zvogëlimi (tensioni i daljes është më i ulët se ai i hyrjes) dhe përmbysja (tensioni i daljes ka të kundërtën polariteti në lidhje me hyrjen). Siç mund të shihet nga figura, ato ndryshojnë vetëm në mënyrën e lidhjes së induktivitetit, përndryshe, parimi i funksionimit mbetet i pandryshuar, përkatësisht.

Zbatohet një element kyç (zakonisht përdoren transistorë bipolarë ose MOS), që funksionojnë në një frekuencë të rendit 20-100 kHz, në mënyrë periodike për një kohë të shkurtër (jo më shumë se 50% të kohës).

i jep induktorit tensionin e plotë të parregulluar në hyrje. rryma e impulsit. që rrjedh nëpër bobina, siguron akumulimin e energjisë në fushën e saj magnetike 1/2LI^2 në çdo impuls. Energjia e ruajtur në këtë mënyrë nga spiralja transferohet në ngarkesë (ose drejtpërdrejt, duke përdorur një diodë ndreqëse, ose përmes mbështjelljes dytësore dhe më pas korrigjohet), kondensatori i filtrit zbutës në dalje siguron që tensioni dhe rryma e daljes janë konstante. Stabilizimi i tensionit të daljes sigurohet nga rregullimi automatik i gjerësisë ose frekuencës së impulseve në elementin kryesor (qarku i reagimit është krijuar për të monitoruar tensionin e daljes).

Kjo skemë, megjithëse mjaft komplekse, mund të rrisë ndjeshëm efikasitetin e të gjithë pajisjes. Fakti është se, në këtë rast, përveç vetë ngarkesës, nuk ka elementë fuqie në qark që shpërndajnë fuqi të konsiderueshme. Transistorët kryesorë funksionojnë në një modalitet të ngopur të çelësit (d.m.th., rënia e tensionit në to është e vogël) dhe shpërndajnë fuqinë vetëm në intervale mjaft të shkurtra kohore (koha e pulsit). Përveç kësaj, duke rritur frekuencën e konvertimit, është e mundur të rritet ndjeshëm fuqia dhe të përmirësohen karakteristikat e peshës dhe madhësisë.

Një avantazh i rëndësishëm teknologjik i IP-së pulsuese është mundësia e ndërtimit mbi bazën e tyre IP të rrjetit me madhësi të vogël me izolim galvanik nga rrjeti për të fuqizuar një shumëllojshmëri të gjerë pajisjesh. IP të tilla ndërtohen pa përdorimin e një transformatori të rëndë të fuqisë me frekuencë të ulët sipas qarkut të konvertuesit të frekuencës së lartë. Ky, në fakt, është një qark tipik i një furnizimi me energji pulsuese me një ulje të tensionit, ku një tension i korrigjuar i rrjetit përdoret si tension në hyrje dhe një transformator me frekuencë të lartë (me madhësi të vogël dhe me efikasitet të lartë) përdoret si një element ruajtës, nga mbështjellja dytësore e të cilit hiqet tensioni i stabilizuar në dalje (ky transformator siguron edhe izolim galvanik nga rrjeti).

Disavantazhet e furnizimit me energji pulsuese përfshijnë: praninë e një niveli të lartë të zhurmës së impulsit në dalje, kompleksitetin e lartë dhe besueshmërinë e ulët (veçanërisht në prodhimin artizanal), nevojën për të përdorur komponentë të shtrenjtë me frekuencë të lartë të tensionit të lartë, të cilët, në ngjarja e mosfunksionimit më të vogël, lehtësisht dështojnë "në masë" (me këtë, si rregull, mund të vërehen efekte mbresëlënëse piroteknike). Ata që duan të gërmojnë në brendësi të pajisjeve me një kaçavidë dhe një hekur saldimi do të duhet të jenë jashtëzakonisht të kujdesshëm kur hartojnë një IP pulsuese të rrjetit, pasi shumë elementë të qarqeve të tilla janë nën tension të lartë.

3.4.1 Rregullator komutues efikas me sofistikim të ulët

Në bazën e elementit, e ngjashme me atë të përdorur në stabilizuesin linear të përshkruar më sipër (Fig. 3.3-3), mund të ndërtoni një rregullator të tensionit komutues. Me të njëjtat karakteristika, do të ketë dimensione dukshëm më të vogla dhe kushte më të mira termike. Një diagram skematik i një stabilizuesi të tillë është treguar në fig. 3.4-2. Stabilizuesi është montuar sipas një skeme tipike me një rënie të tensionit (Fig. 3.4-1a).

Kur ndizet për herë të parë, kur kondensatori C4 shkarkohet dhe një ngarkesë mjaft e fuqishme lidhet me daljen, rryma rrjedh përmes rregullatorit linear IC DA1. Rënia e tensionit në R1 e shkaktuar nga kjo rrymë zhbllokon tranzistorin kyç VT1, i cili menjëherë hyn në modalitetin e ngopjes, pasi rezistenca induktive L1 është e madhe dhe një rrymë mjaft e madhe rrjedh nëpër tranzitor. Rënia e tensionit në R5 hap elementin kryesor kryesor - transistorin VT2. Aktuale. duke u rritur në L1, ngarkon C4, ndërsa shkruan përmes reagimeve në R8

para stabilizatorit dhe tranzistorit kyç. Energjia e ruajtur në spirale fuqizon ngarkesën. Kur voltazhi në C4 bie nën tensionin e stabilizimit, DA1 dhe tranzistori kyç hapen. Cikli përsëritet me një frekuencë prej 20-30 kHz.

Zinxhiri R3. R4, C2 do të vendosë nivelin e tensionit të daljes. Mund të rregullohet pa probleme brenda një gamë të vogël, nga Uct DA1 në Uin. Megjithatë, nëse Vout ngrihet afër Vin-it, ka pak paqëndrueshmëri në ngarkesën maksimale dhe një nivel të rritur të valëzimit. Për të shtypur valëzimet me frekuencë të lartë, një filtër L2, C5 përfshihet në daljen e stabilizatorit.

Skema është mjaft e thjeshtë dhe më efektive për këtë nivel kompleksiteti. Të gjithë elementët e fuqisë VT1, VT2, VD1, DA1 furnizohen me radiatorë të vegjël. Tensioni i hyrjes nuk duhet të kalojë 30 V, që është maksimumi për stabilizuesit KR142EN8. Diodat ndreqës duhet të përdoren për një rrymë prej të paktën 3 A.

3.4.2 Pajisja e furnizimit me energji të pandërprerë e bazuar në rregullatorin komutues

Në fig. 3.4-3 propozohet për shqyrtim një pajisje për furnizim me energji të pandërprerë sistemet e sigurisë dhe të mbikëqyrjes video të bazuara në një stabilizues pulsi të kombinuar me një karikues. Stabilizuesi përfshin sisteme mbrojtëse kundër mbingarkesës, mbinxehjes, rritjeve të daljes, qarqeve të shkurtra.

Stabilizuesi ka parametrat e mëposhtëm:

Tensioni i hyrjes, Vvx - 20-30 V:

Tensioni i stabilizuar i daljes, Uvyx-12V:

Rryma e vlerësuar e ngarkesës, Ngarkesa e vlerësuar -5A;

Rryma e funksionimit të sistemit të mbrojtjes kundër mbingarkesës, Izasch - 7A;.

Tensioni i funksionimit të sistemit të mbrojtjes nga mbitensioni, mbrojtje Uout - 13 V;

Rryma maksimale e karikimit të baterisë, bateria maksimale Izar - 0,7 A;

Niveli i valëzimit. Uppuls - 100 mV

Temperatura e funksionimit të sistemit të mbrojtjes nga mbinxehja, Тzasch - 120 Me;

Shpejtësia e kalimit në fuqinë e baterisë, ndërrimi - 10ms (rele RES-b RFO.452.112).

Parimi i funksionimit të stabilizatorit kalues ​​në pajisjen e përshkruar është i njëjtë me atë të stabilizatorit të paraqitur më sipër.

Pajisja e shtuar karikues bërë në elementët DA2, R7, R8, R9, R10, VD2, C7. Rregullatori i tensionit IC DA2 me ndarës të rrymës në R7. R8 kufizon rrymën maksimale fillestare të ngarkimit, ndarësi R9, R10 vendos tensionin e daljes së ngarkesës, dioda VD2 mbron baterinë nga vetë-shkarkimi në mungesë të tensionit të furnizimit.

Mbrojtja nga mbinxehja përdor termistorin R16 si sensor të temperaturës. Kur aktivizohet mbrojtja, pajisja e sinjalizimit të zërit të montuar në IC DD 1 ndizet dhe, në të njëjtën kohë, ngarkesa shkëputet nga stabilizuesi, duke kaluar në fuqinë e baterisë. Termistori është montuar në radiatorin e tranzitorit VT1. Rregullimi i saktë i nivelit të funksionimit të mbrojtjes së temperaturës kryhet nga rezistenca R18.

Sensori i tensionit është montuar në një ndarës R13, R15. rezistenca R15 përcakton nivelin e saktë të funksionimit të mbrojtjes nga mbitensioni (13 V). Kur tejkalohet voltazhi në daljen e stabilizatorit (në rast të dështimit të atij të fundit), stafeta S1 shkëput ngarkesën nga stabilizatori dhe e lidh atë me baterinë. Në rast të një ndërprerjeje të energjisë, rele S1 kalon në gjendjen "default" - d.m.th. lidh ngarkesën me baterinë.

Qarku i paraqitur këtu nuk ka mbrojtje elektronike nga qarku i shkurtër për baterinë. Ky rol kryhet nga një siguresë në qarkun e fuqisë së ngarkesës, e projektuar për konsumin maksimal të rrymës.

3.4.3 Furnizimet me energji elektrike të bazuara në një konvertues pulsi me frekuencë të lartë

Shumë shpesh, gjatë projektimit të pajisjeve, ekzistojnë kërkesa strikte për madhësinë e burimit të energjisë. Në këtë rast, e vetmja rrugëdalje është përdorimi i një furnizimi me energji elektrike të bazuar në konvertuesit e pulsit me frekuencë të lartë të tensionit të lartë. të cilat janë të lidhura me rrjetin ~ 220 V pa përdorimin e një transformatori të përgjithshëm zbritës me frekuencë të ulët dhe mund të ofrojnë fuqi të lartë me dimensione të vogla dhe shpërndarje të nxehtësisë.

Diagrami strukturor i një konverteri tipik pulsi i mundësuar nga rrjet industrial treguar në figurën 34-4.

Filtri i hyrjes është krijuar për të parandaluar depërtimin e zhurmës së impulsit në rrjet. Çelësat e rrymës sigurojnë furnizimin e pulseve të tensionit të lartë në mbështjelljen kryesore të një transformatori me frekuencë të lartë (të vetme dhe

qarqet dupleks). Frekuenca dhe kohëzgjatja e pulseve përcaktohen nga një gjenerator i kontrolluar (zakonisht, përdoret kontrolli i gjerësisë së pulsit, më rrallë - frekuenca). Ndryshe nga transformatorët me valë sinus me frekuencë të ulët, furnizimet me energji pulsuese përdorin pajisje me brez të gjerë për të siguruar transferim efikas të energjisë në sinjale me skaje të shpejta. Kjo imponon kërkesa të rëndësishme për llojin e qarkut magnetik të përdorur dhe dizajnin e transformatorit. Nga ana tjetër, me rritjen e frekuencës, dimensionet e kërkuara të transformatorit (duke ruajtur fuqinë e transmetuar) zvogëlohen (materialet moderne bëjnë të mundur ndërtimin e transformatorëve të fuqishëm me efikasitet të pranueshëm në frekuencat deri në 100-400 kHz). Një tipar i ndreqësit të daljes është përdorimi i diodave jo të zakonshme të energjisë, por diodave Schottky me shpejtësi të lartë, e cila është për shkak të frekuencës së lartë të tensionit të korrigjuar. Filtri i daljes zbut valëzimin e tensionit të daljes. Tensioni i reagimit krahasohet me tensionin e referencës dhe më pas kontrollon gjeneratorin. Kushtojini vëmendje pranisë së izolimit galvanik në qarkun e reagimit, i cili është i nevojshëm nëse duam të sigurojmë izolim të tensionit të daljes nga rrjeti.

Në prodhimin e një IP të tillë, ka kërkesa serioze për komponentët e përdorur (gjë që rrit koston e tyre në krahasim me ato tradicionale). Së pari, ka të bëjë me tensionin e funksionimit të diodave ndreqës, kondensatorëve të filtrit dhe tranzistorëve kyç, i cili nuk duhet të jetë më i vogël se 350 V për të shmangur prishjet. Së dyti, duhet të përdoren transistorë kyç me frekuencë të lartë (frekuenca e funksionimit 20-100 kHz) dhe kondensatorë specialë qeramikë (elektrolitët e zakonshëm të oksidit do të mbinxehen në frekuenca të larta për shkak të induktivitetit të tyre të lartë).

aktivitet). Dhe së treti, frekuenca e ngopjes së një transformatori me frekuencë të lartë, e përcaktuar nga lloji i qarkut magnetik të përdorur (si rregull, përdoren bërthama toroidale) duhet të jetë dukshëm më e lartë se frekuenca e funksionimit të konvertuesit.

Në fig. 3.4-5 tregon një diagram skematik të një IP klasike të bazuar në një konvertues me frekuencë të lartë. Filtri, i përbërë nga kondensatorët C1, C2, C3 dhe mbytet L1, L2, shërben për të mbrojtur furnizimin me energji elektrike nga ndërhyrja me frekuencë të lartë nga konverteri. Gjeneratori është ndërtuar sipas një qarku vetëlëkundës dhe është i kombinuar me një fazë kyçe. Transistorët kryesorë VT1 dhe VT2 funksionojnë në antifazë, duke hapur dhe mbyllur me radhë. Nisja e gjeneratorit dhe funksionimi i besueshëm sigurohet nga transistori VT3, i cili funksionon në modalitetin e prishjes së ortekëve. Kur tensioni në C6 rritet përmes R3, transistori hapet dhe kondensatori shkarkohet në bazën e VT2, duke filluar gjeneratorin. Tensioni i reagimit hiqet nga dredha-dredha shtesë (III) e transformatorit të fuqisë Tpl.

Transistorët VT1. VT2 është instaluar në radiatorë pllakë prej të paktën 100 cm ^ 2. Diodat VD2-VD5 me një pengesë Schottky vendosen në një radiator të vogël 5 cm ^ 2. Të dhënat e mbytjes dhe transformatorit: L1-1. L2 është mbështjellë në unaza prej ferrit 2000NM K12x8x3 në dy tela me një tel PELSHO 0.25: 20 rrotullime. TP1 - në dy unaza të bashkuara, ferrit 2000NN KZ 1x18.5x7;

mbështjellje 1 - 82 rrotullime me tel PEV-2 0.5: mbështjellje II - 25 + 25 rrotullime me tel PEV-2 1.0: mbështjellje III - 2 rrotullime me tel PEV-2 0.3. TP2 është mbështjellë në një unazë ferriti 2000NN K10x6x5. të gjitha mbështjelljet bëhen me tel PEV-2 0.3: dredha-dredha 1 - 10 rrotullime:

mbështjelljet II dhe III - 6 rrotullime secila, të dyja mbështjelljet (II dhe III) mbështillen në atë mënyrë që të zënë 50% të sipërfaqes në unazë pa prekur ose mbivendosur njëra-tjetrën, mbështjellja I është e mbështjellë në mënyrë të barabartë rreth gjithë unazës dhe izoluar me një shtresë pëlhure të llakuar. Bobinat e filtrit ndreqës L3, L4 janë mbështjellë në ferrit 2000NM K 12x8x3 me tela PEV-2 1.0, numri i kthesave është 30. KT809A mund të përdoret si transistorë kyç VT1, VT2. KT812, KT841.

Vlerësimet e elementeve dhe të dhënat e mbështjelljes së transformatorëve jepen për një tension dalës prej 35 V. Në rastin kur kërkohen parametra të tjerë të funksionimit, numri i rrotullimeve në mbështjelljen 2 Tr1 duhet të ndryshohet në përputhje me rrethanat.

Qarku i përshkruar ka mangësi të konsiderueshme për shkak të dëshirës për të minimizuar numrin e komponentëve të përdorur. Ky është një "nivel i ulët i stabilizimit të tensionit të daljes, funksionim i paqëndrueshëm jo i besueshëm dhe rrymë e ulët e daljes. Megjithatë, është mjaft i përshtatshëm për fuqizimin e strukturave më të thjeshta me fuqi të ndryshme (kur përdoren komponentë të përshtatshëm), si: kalkulatorë, telefonues, pajisje ndriçimi etj.

Një qark tjetër IP i bazuar në një konvertues pulsi me frekuencë të lartë është paraqitur në fig. 3.4-6. Dallimi kryesor midis këtij qarku dhe strukturës standarde të paraqitur në Fig. 3.4-4 është mungesa e një cikli reagimi. Në këtë drejtim, stabiliteti i tensionit në mbështjelljet e daljes së transformatorit RF Tr2 është mjaft i ulët dhe kërkohet përdorimi i stabilizuesve sekondarë (qarku përdor stabilizues të integruar universal në IC-të e serisë KR142).

3.4.4 Rregullatori komutues me një tranzistor kyç MIS me sensor të rrymës.

Miniaturizimi dhe rritja e efikasitetit në zhvillimin dhe projektimin e furnizimit me energji komutuese lehtësohet nga përdorimi i një klase të re të invertorëve gjysmëpërçues - transistorëve MOS, si dhe: diodat me fuqi të lartë me rikuperim të shpejtë të kundërt, diodat Schottky, diodat ultra të shpejta , tranzistorë me efekt në terren me një portë të izoluar, qarqe të integruara për kontrollin e elementeve kryesore. Të gjithë këta elementë janë të disponueshëm në tregun e brendshëm dhe mund të përdoren në projektimin e furnizimeve me energji me efikasitet të lartë, konvertuesve, sistemeve të ndezjes për motorët me djegie të brendshme (ICE), sistemeve të ndezjes së llambave drita e ditës(LDS). Me interes të madh për zhvilluesit mund të jetë gjithashtu një klasë e pajisjeve të energjisë të quajtura HEXSense - transistorë MIS me sensorë të rrymës. Ato janë elemente komutuese ideale për furnizimet me energji komutuese të gatshme për funksionim. Aftësia për të lexuar rrymën e tranzistorit komutues mund të përdoret në furnizimet me energji pulsuese për reagimin aktual të kërkuar nga kontrolluesi PWM. Kjo arrin një thjeshtim të dizajnit të furnizimit me energji elektrike - përjashtimin e rezistorëve aktualë dhe transformatorëve prej tij.

Në fig. 3.4-7 tregon një diagram të një furnizimi me energji komutuese 230 W. Karakteristikat kryesore të performancës së tij janë si më poshtë:

Tensioni i hyrjes: -110V 60Hz:

Tensioni i daljes: 48 VDC:

Rryma e ngarkesës: 4.8 A:

Frekuenca e ndërrimit: 110 kHz:

Efikasiteti me ngarkesë të plotë : 78%;

Efikasiteti në ngarkesën 1/3: 83%.

Qarku bazohet në një modulator me gjerësi pulsi (PWM) me një konvertues me frekuencë të lartë në dalje. Parimi i funksionimit është si më poshtë.

Sinjali kryesor i kontrollit të tranzitorit vjen nga dalja 6 e kontrolluesit PWM DA1, cikli i punës është i kufizuar në 50% nga rezistenca R4, R4 dhe SZ janë elementët e kohës së gjeneratorit. Furnizimi me energji DA1 sigurohet nga zinxhiri VD5, C5, C6, R6. Rezistenca R6 është projektuar për të furnizuar tensionin gjatë fillimit të gjeneratorit; më pas, reagimi i tensionit aktivizohet përmes LI, VD5. Ky reagim merret nga një dredha-dredha shtesë në mbytjen e daljes, e cila funksionon në modalitetin "flyback". Përveç fuqizimit të gjeneratorit, voltazhi i reagimit përmes zinxhirit VD4, Cl, Rl, R2 futet në hyrjen e reagimit të tensionit DA1 (pin 2). Nëpërmjet R3 dhe C2 sigurohet një kompensim i cili garanton qëndrueshmërinë e ciklit të reagimit.

Mbi bazën e kësaj skeme, është e mundur të ndërtohen stabilizues komutues me parametra të tjerë të daljes.

Furnizimet me energji lineare dhe komutuese

Le të fillojmë me bazat. Furnizimi me energji elektrike në kompjuter kryen tre funksione. Së pari, rrymë alternative nga një furnizim me energji elektrike shtëpiake duhet të shndërrohet në një të përhershëm. Detyra e dytë e PSU është të ulë tensionin prej 110-230 V, i cili është i tepërt për elektronikën kompjuterike, në vlerat standarde të kërkuara nga konvertuesit e energjisë për komponentët individualë të PC - 12 V, 5 V dhe 3.3 V (si si dhe tensionet negative, për të cilat do të flasim pak më vonë) . Së fundi, PSU luan rolin e një stabilizuesi të tensionit.

Ekzistojnë dy lloje kryesore të furnizimeve me energji që kryejnë këto funksione - lineare dhe komutuese. PSU-ja lineare më e thjeshtë bazohet në një transformator, në të cilin voltazhi AC zvogëlohet në vlerën e kërkuar, dhe më pas rryma korrigjohet nga një urë diodike.

Sidoqoftë, PSU kërkohet gjithashtu të stabilizojë tensionin e daljes, i cili është për shkak të paqëndrueshmërisë së tensionit në rrjetin shtëpiak dhe rënies së tensionit në përgjigje të një rritje të rrymës në ngarkesë.

Për të kompensuar rënien e tensionit, në një furnizim linear me energji, transformatori dimensionohet për të siguruar fuqi të tepërt. Pastaj, në një rrymë të lartë në ngarkesë, do të vërehet tensioni i kërkuar. Megjithatë, mbitensioni që do të ndodhë pa asnjë mjet kompensimi në rrymë të ulët në ngarkesë është gjithashtu i papranueshëm. Tensioni i tepërt eliminohet duke përfshirë një ngarkesë jo të dobishme në qark. Në rastin më të thjeshtë, ky është një rezistencë ose tranzistor i lidhur përmes një diodë Zener. Në një më të avancuar, transistori kontrollohet nga një mikroqark me një krahasues. Sido që të jetë, fuqia e tepërt thjesht shpërndahet në formën e nxehtësisë, gjë që ndikon negativisht në efikasitetin e pajisjes.

Në qarkun e furnizimit me energji komutuese, shfaqet një variabël tjetër, nga i cili varet voltazhi i daljes, përveç dy të disponueshme tashmë: tensioni i hyrjes dhe rezistenca e ngarkesës. Në seri me ngarkesën ekziston një çelës (i cili në rastin tonë me interes është një transistor), i kontrolluar nga një mikrokontrollues në modulimin e gjerësisë së pulsit (PWM). Sa më e lartë të jetë kohëzgjatja e gjendjeve të hapura të tranzistorit në lidhje me periudhën e tyre (ky parametër quhet cikli i detyrës, në terminologjinë ruse përdoret vlera e kundërt - cikli i punës), aq më i lartë është voltazhi i daljes. Për shkak të pranisë së një çelësi, një furnizim me energji komutuese quhet gjithashtu furnizimi me energji me modalitet të ndërprerë (SMPS).

Asnjë rrymë nuk rrjedh nëpër një transistor të mbyllur dhe rezistenca e një tranzistori të hapur është idealisht e papërfillshme. Në realitet, një tranzistor i hapur ka rezistencë dhe shpërndan një pjesë të fuqisë në formën e nxehtësisë. Gjithashtu, kalimi midis gjendjeve të tranzistorit nuk është krejtësisht i veçantë. E megjithatë, efikasiteti i një burimi të rrymës pulsuese mund të kalojë 90%, ndërsa efikasiteti i një PSU lineare me një stabilizues arrin në 50% në rastin më të mirë.

Një avantazh tjetër i furnizimit me energji komutuese është një reduktim rrënjësor i madhësisë dhe peshës së transformatorit në krahasim me furnizimet lineare të energjisë me të njëjtën fuqi. Dihet se sa më e lartë të jetë frekuenca e rrymës alternative në mbështjelljen parësore të transformatorit, aq më e vogël është madhësia e kërkuar e bërthamës dhe numri i kthesave të mbështjelljes. Prandaj, transistori kyç në qark vendoset jo pas, por para transformatorit dhe, përveç stabilizimit të tensionit, përdoret për të prodhuar rrymë alternative me frekuencë të lartë (për PSU-të e kompjuterit, kjo është nga 30 në 100 kHz dhe më e lartë, dhe zakonisht rreth 60 kHz). Një transformator që funksionon në një frekuencë 50-60 Hz, për fuqinë e kërkuar nga një kompjuter standard, do të ishte dhjetë herë më masiv.

PSU-të lineare sot përdoren kryesisht në rastin e pajisjeve me fuqi të ulët, kur elektronika relativisht komplekse e kërkuar për një furnizim me energji komutuese është një artikull kostoje më i ndjeshëm në krahasim me një transformator. Këto janë, për shembull, furnizimet me energji 9 V, të cilat përdoren për pedale me efekte kitarë, dhe një herë - për konsolat e lojërave, etj. Por karikuesit për telefonat inteligjentë tashmë janë plotësisht të pulsuar - këtu kostot janë të justifikuara. Për shkak të amplitudës dukshëm më të ulët të valëzimit të tensionit në dalje, furnizimet lineare të energjisë përdoren gjithashtu në zonat ku kjo cilësi është e kërkuar.

⇡ Skema e përgjithshme e furnizimit me energji standarde ATX

PSU i një kompjuteri desktop është një furnizim me energji komutuese, hyrja e të cilit furnizohet me tensionin e një rrjeti elektrik shtëpiak me parametra 110/230 V, 50-60 Hz, dhe ka një numër linjash në dalje. rrymë e vazhdueshme, kryesore prej të cilave janë të vlerësuarat 12, 5 dhe 3.3 V. Përveç kësaj, PSU siguron tensionin -12 V, dhe ndonjëherë edhe tensionin -5 V të kërkuar për autobusin ISA. Por kjo e fundit në një moment u përjashtua nga standardi ATX për shkak të ndërprerjes së mbështetjes për vetë ISA.

Në diagramin e thjeshtuar të një furnizimi me energji komutuese standarde të paraqitur më sipër, mund të dallohen katër faza kryesore. Në të njëjtën mënyrë, ne konsiderojmë përbërësit e furnizimit me energji elektrike në rishikime, përkatësisht:

1. Filtri EMI - interferenca elektromagnetike (filtri RFI);
2. qark primar - ndreqës i hyrjes (ndreqës), tranzistorë kyç (ndërprerës) që krijojnë rrymë alternative me frekuencë të lartë në mbështjelljen parësore të transformatorit;
3. transformator kryesor;
4. qark sekondar - ndreqës të rrymës nga dredha-dredha sekondare e transformatorit (ndreqës), filtra zbutës në dalje (filtrim).

⇡ Filtri EMI

Filtri në hyrjen e furnizimit me energji elektrike shërben për të shtypur dy lloje të ndërhyrjeve elektromagnetike: diferenciale (modaliteti diferencial) - kur rryma e ndërhyrjes rrjedh në drejtime të ndryshme në linjat e energjisë dhe modaliteti i zakonshëm (modaliteti i përbashkët) - kur rryma rrjedh në nje drejtim.

Zhurma diferenciale shtypet nga një kondensator CX (kondensator i madh i filmit të verdhë në foton e mësipërme) i lidhur paralelisht me ngarkesën. Ndonjëherë një mbytje varet shtesë në secilin tel, i cili kryen të njëjtin funksion (jo në diagram).

Filtri i modalitetit të përbashkët formohet nga kondensatorë CY (kondensatorë qeramikë blu në formë loti në foto), në një pikë të përbashkët që lidh linjat e energjisë me tokën, dhe të ashtuquajturat. mbytje e modalitetit të përbashkët (mbytje me modalitet të përbashkët, LF1 në diagram), rryma në dy mbështjelljet e së cilës rrjedh në të njëjtin drejtim, gjë që krijon rezistencë ndaj zhurmës së modalitetit të zakonshëm.

Në modelet e lira, është instaluar një grup minimal i pjesëve të filtrit; në më të shtrenjtat, skemat e përshkruara formojnë lidhje përsëritëse (në tërësi ose pjesërisht). Në të kaluarën, nuk ishte e pazakontë të shihje PSU pa një filtër EMI fare. Tani ky është më tepër një përjashtim kurioz, megjithëse kur blini një PSU shumë të lirë, prapë mund të hasni në një surprizë të tillë. Si rezultat, jo vetëm dhe jo aq shumë vetë kompjuteri do të vuajë, por pajisjet e tjera të përfshira në rrjetin shtëpiak - furnizimet me energji pulsuese janë një burim i fuqishëm ndërhyrjeje.

Në zonën e filtrit të një PSU të mirë, mund të gjeni disa detaje që mbrojnë vetë pajisjen ose pronarin e saj nga dëmtimi. Pothuajse gjithmonë ekziston një siguresë e thjeshtë për mbrojtjen e qarkut të shkurtër (F1 në diagram). Vini re se kur fryn siguresa, objekti i mbrojtur nuk është më furnizimi me energji elektrike. Nëse ka ndodhur një qark i shkurtër, atëherë do të thotë që tranzistorët kryesorë tashmë janë thyer, dhe është e rëndësishme që të paktën të parandaloni ndezjen e instalimeve elektrike. Nëse një siguresë fryn papritmas në PSU, atëherë ka shumë të ngjarë të jetë e kotë ta ndryshoni atë në një të re.

Më vete, mbrojtja kundër afatshkurtër rritjet e tensionit duke përdorur një varistor (MOV - Metal Oxide Varistor). Por nuk ka mjete mbrojtëse kundër një rritjeje të zgjatur të tensionit në furnizimin me energji kompjuterike. Ky funksion kryhet nga stabilizues të jashtëm me transformatorin e tyre brenda.

Kondensatori në qarkun PFC pas ndreqësit mund të mbajë një ngarkesë të konsiderueshme pasi të shkëputet nga furnizimi me energji elektrike. Në mënyrë që një person i pakujdesshëm që fut gishtin në lidhësin e rrymës të mos tronditet, midis telave është instaluar një rezistencë shkarkimi me vlerë të lartë (rezistencë gjakderdhëse). Në një version më të sofistikuar - së bashku me një qark kontrolli që parandalon rrjedhjen e ngarkesës kur pajisja është në funksion.

Nga rruga, prania e një filtri në furnizimin me energji të PC (dhe është gjithashtu në PSU të një monitori dhe pothuajse çdo pajisje kompjuterike) do të thotë që blerja e një "filtri të rritjes" të veçantë në vend të një kordoni zgjatues konvencional është, në përgjithësi. , e padobishme. Ai ka të njëjtën gjë brenda. Kushti i vetëm në çdo rast është instalimi normal me tre kunja me tokëzim. Përndryshe, kondensatorët CY të lidhur në tokë thjesht nuk do të jenë në gjendje të kryejnë funksionin e tyre.

⇡ Ndreqësi i hyrjes

Pas filtrit, rryma alternative konvertohet në rrymë direkte duke përdorur një urë diodë - zakonisht në formën e një montimi në një strehim të përbashkët. Një radiator i veçantë për ftohjen e urës është i mirëpritur fuqishëm. Një urë e mbledhur nga katër dioda diskrete është një atribut i furnizimit me energji të lirë. Ju gjithashtu mund të pyesni se çfarë rryme është projektuar ura për të përcaktuar nëse përputhet me fuqinë e vetë PSU. Edhe pse ky parametër, si rregull, ka një diferencë të mirë.

⇡ Blloku aktiv PFC

Në një qark AC me një ngarkesë lineare (të tilla si një llambë inkandeshente ose sobë elektrike), rryma rrjedhëse ndjek të njëjtin sinusoid si tensioni. Por ky nuk është rasti me pajisjet që kanë një ndreqës të hyrjes, siç është ndërprerja e furnizimit me energji elektrike. Furnizimi me energji elektrike kalon rrymë në impulse të shkurtra, përafërsisht që përputhen në kohë me majat e valës sinus të tensionit (d.m.th., tensioni maksimal i menjëhershëm), kur kondensatori zbutës i ndreqësit ringarkohet.

Sinjali i rrymës së shtrembëruar zbërthehet në disa lëkundje harmonike në total me një sinusoid të një amplitude të caktuar (një sinjal ideal që do të ndodhte me një ngarkesë lineare).

Fuqia e përdorur për të kryer punë të dobishme (e cila, në fakt, është ngrohja e përbërësve të PC) tregohet në karakteristikat e PSU dhe quhet aktive. Pjesa tjetër e fuqisë së gjeneruar nga lëkundjet e rrymës harmonike quhet fuqi reaktive. Nuk bën punë të dobishme, por ngroh telat dhe sforcon transformatorët dhe pajisjet e tjera të energjisë.

Shuma vektoriale e fuqisë reaktive dhe aktive quhet fuqi e dukshme. Dhe raporti i fuqisë aktive me fuqinë e plotë quhet faktori i fuqisë (faktori i fuqisë) - të mos ngatërrohet me efikasitetin!

Një PSU komutuese fillimisht ka një faktor mjaft të ulët të fuqisë - rreth 0.7. Për një konsumator privat, fuqia reaktive nuk është problem (për fat të mirë nuk merret parasysh nga matësat e energjisë elektrike), përveç nëse përdor UPS. Furnizimi me energji të pandërprerë vetëm përballon fuqinë e plotë të ngarkesës. Në shkallën e një zyre ose një rrjeti qyteti, fuqia e tepërt reaktive e krijuar nga ndërrimi i furnizimit me energji tashmë ul ndjeshëm cilësinë e furnizimit me energji elektrike dhe shkakton kosto, kështu që po luftohet në mënyrë aktive.

Në veçanti, shumica dërrmuese e PSU-ve kompjuterike janë të pajisura me qarqe të korrigjimit të faktorit aktiv të fuqisë (Active PFC). Njësia me PFC aktive identifikohet lehtësisht nga kondensatori i vetëm i madh dhe induktori i instaluar pas ndreqësit. Në thelb, Active PFC është një tjetër konvertues komutues që ruan një ngarkesë konstante prej rreth 400 V në kondensator. Në këtë rast, rryma nga rrjeti elektrik konsumohet nga impulse të shkurtra, gjerësia e të cilave zgjidhet në mënyrë që sinjali të përafrohet me një sinusoid - i cili kërkohet për të simuluar një ngarkesë lineare. Për të sinkronizuar sinjalin e kërkesës aktuale me valën sinus të tensionit, kontrolluesi PFC ka logjikë të veçantë.

Qarku aktiv PFC përmban një ose dy transistorë kyç dhe një diodë të fuqishme, të cilat vendosen në të njëjtin radiator me transistorët kryesorë të konvertuesit kryesor të furnizimit me energji elektrike. Si rregull, kontrolluesi PWM i çelësit kryesor të konvertuesit dhe çelësi aktiv PFC janë një çip (PWM/PFC Combo).

Faktori i fuqisë së furnizimeve me energji komutuese me PFC aktive arrin 0.95 dhe më të lartë. Për më tepër, ata kanë një avantazh shtesë - nuk kërkojnë një ndërprerës të rrjetit 110/230 V dhe një dyfishues përkatës të tensionit brenda PSU. Shumica e qarqeve PFC tresin tensionet nga 85 në 265 V. Përveç kësaj, ndjeshmëria e PSU ndaj uljeve të tensionit afatshkurtër është zvogëluar.

Nga rruga, përveç korrigjimit aktiv PFC, ekziston edhe një pasiv, i cili përfshin instalimin e një induktori me induktivitet të lartë në seri me ngarkesën. Efektiviteti i tij është i ulët dhe nuk ka gjasa ta gjeni këtë në një PSU moderne.

⇡ Transduktor kryesor

Parimi i përgjithshëm i funksionimit për të gjitha furnizimet me energji pulsuese të një topologjie të izoluar (me një transformator) është i njëjtë: tranzistori kryesor (ose transistorët) krijon një rrymë alternative në dredha-dredha parësore të transformatorit, dhe kontrolluesi PWM kontrollon ciklin e punës. të ndërrimit të tyre. Qarqet specifike, megjithatë, ndryshojnë si në numrin e tranzistorëve kryesorë dhe elementëve të tjerë, ashtu edhe në karakteristikat cilësore: efikasitetin, formën e sinjalit, interferencën, etj. Por këtu shumë varet nga zbatimi specifik për t'u fokusuar. Për të interesuarit, ne paraqesim një grup diagramesh dhe një tabelë që do t'i lejojë ata të identifikohen në pajisje specifike nga përbërja e pjesëve.

	tranzistorë	Diodat	Kondensatorë	Këmbët e mbështjelljes primare të transformatorit
Transistor i vetëm përpara	1	1	1	4
Dy tranzistor përpara	2	2	0	2
gjysmë urë	2	0	2	2
Ura e plotë	4	0	0	2
shtytje-tërheq	2	0	0	3

Përveç topologjive të mësipërme, në PSU-të e shtrenjta ekzistojnë versione rezonante (rezonante) të Half Bridge, të cilat janë të lehta për t'u identifikuar nga një induktor shtesë i madh (ose dy) dhe një kondensator që formon një qark oscilues.

qark dytësor Qarku sekondar është gjithçka që ndodhet pas mbështjelljes dytësore të transformatorit. Në shumicën e furnizimeve moderne të energjisë, transformatori ka dy mbështjellje: 12 V hiqet nga njëra prej tyre dhe 5 V hiqet nga tjetra. Rryma korrigjohet fillimisht duke përdorur një montim të dy diodave Schottky - një ose më shumë për autobus (në autobusi më i ngarkuar - 12 V - ka katër montime në furnizime të fuqishme me energji elektrike). Më efikas në aspektin e efikasitetit janë ndreqësit sinkron, të cilët përdorin transistorë me efekt në terren në vend të diodave. Por kjo është prerogativa e PSU-ve vërtet të avancuara dhe të shtrenjta që pretendojnë certifikatën 80 PLUS Platinum. Hekurudha 3.3V rrjedh zakonisht nga e njëjta dredha-dredha si hekurudha 5V, vetëm voltazhi ulet me një mbytje të ngopur (Mag Amp). Një dredha-dredha e veçantë në një transformator 3.3 V është një opsion ekzotik. Nga tensionet negative në standardin aktual ATX, mbetet vetëm -12 V, e cila hiqet nga dredha-dredha sekondare nën autobusin 12 V përmes diodave të veçanta me rrymë të ulët. Kontrolli i çelësit PWM i konvertuesit ndryshon tensionin në mbështjelljen parësore të transformatorit, dhe rrjedhimisht në të gjitha mbështjelljet dytësore menjëherë. Në të njëjtën kohë, konsumi aktual nga kompjuteri nuk shpërndahet në asnjë mënyrë në mënyrë të barabartë midis autobusëve të PSU. Në pajisjet moderne, autobusi më i ngarkuar është 12-V. Kërkohen masa shtesë për stabilizimin e veçantë të tensionit në autobusë të ndryshëm. Metoda klasike përfshin përdorimin e një mbytjeje stabilizimi në grup. Tre goma kryesore kalohen nëpër mbështjelljet e tij, dhe si rezultat, nëse rryma rritet në një autobus, atëherë voltazhi bie në të tjerët. Le të themi se rryma u rrit në autobusin 12 V, dhe për të parandaluar një rënie të tensionit, kontrolluesi PWM zvogëloi ciklin e punës së transistorëve kryesorë. Si rezultat, voltazhi në autobusin 5 V mund të shkonte përtej kufijve të lejuar, por u shtyp nga induktori i stabilizimit të grupit. Tensioni hekurudhor 3.3V rregullohet gjithashtu nga një mbytje tjetër e ngopur. Në një version më të avancuar, sigurohet stabilizim i veçantë i autobusëve 5 dhe 12 V për shkak të mbytjeve të ngopura, por tani ky dizajn në PSU-të e shtrenjta me cilësi të lartë i ka lënë vendin konvertuesve DC-DC. Në rastin e fundit, transformatori ka një mbështjellje të vetme dytësore me një tension prej 12 V, dhe tensionet prej 5 V dhe 3.3 V merren falë konvertuesve DC. Kjo metodë është më e favorshme për stabilitetin e tensionit. Filtri i daljes Faza e fundit në çdo autobus është një filtër që zbut valën e tensionit të shkaktuar nga tranzistorët kryesorë. Për më tepër, pulsimet e ndreqësit të hyrjes, frekuenca e të cilit është e barabartë me dyfishin e frekuencës së rrjetit, depërtojnë në qarkun sekondar të PSU në një shkallë ose në një tjetër. Filtri i valëzimit përfshin një mbytje dhe kondensatorë të mëdhenj. Furnizimet e energjisë me cilësi të lartë karakterizohen nga një kapacitet prej të paktën 2,000 mikrofaradësh, por prodhuesit e modeleve të lira kanë një rezervë për kursime kur instalojnë kondensatorë, për shembull, gjysmën e vlerës, gjë që ndikon në mënyrë të pashmangshme në amplituda e valëzimit. ⇡ Furnizimi me energji në gatishmëri +5VSB Një përshkrim i përbërësve të furnizimit me energji do të ishte i paplotë pa përmendur tensionin e gatishmërisë prej 5 V, i cili bën të mundur vendosjen e kompjuterit dhe siguron funksionimin e të gjitha pajisjeve që duhet të ndizen gjatë gjithë kohës. "Dhoma e detyrës" mundësohet nga një konvertues i veçantë pulsi me një transformator me fuqi të ulët. Në disa furnizime me energji elektrike, ekziston gjithashtu një transformator i tretë i përdorur në qarkun e reagimit për të izoluar kontrolluesin PWM nga qarku primar i konvertuesit kryesor. Në raste të tjera, ky funksion kryhet nga optobashkues (LED dhe fototransistor në një paketë). ⇡ Metodologjia e testimit të furnizimit me energji elektrike Një nga parametrat kryesorë të PSU është stabiliteti i tensionit, i cili reflektohet në të ashtuquajturat. karakteristikë e ngarkesës së kryqëzuar. KHX është një diagram në të cilin rryma ose fuqia në autobusin 12 V është paraqitur në një aks, dhe rryma ose fuqia totale në autobusët 3.3 dhe 5 V është paraqitur në tjetrin. Në pikat e kryqëzimit në kuptime të ndryshme të dy variablat përcaktojnë devijimin e tensionit nga nominali në një autobus të caktuar. Prandaj, ne publikojmë dy KNX të ndryshëm - për autobusin 12 V dhe për autobusin 5 / 3.3 V. Ngjyra e pikës nënkupton përqindjen e devijimit: jeshile: ≤ 1%; jeshile e hapur: ≤ 2%; e verdhë: ≤ 3%; portokalli: ≤ 4%; e kuqe: ≤ 5%. e bardhë: > 5% (nuk lejohet nga standardi ATX). Për të marrë CNC, përdoret një stol testimi i furnizimit me energji elektrike i bërë me porosi, i cili krijon një ngarkesë për shkak të shpërndarjes së nxehtësisë në transistorë të fuqishëm me efekt në terren. Një test tjetër po aq i rëndësishëm është përcaktimi i diapazonit të valëzimeve në daljen e PSU. Standardi ATX lejon valëzime brenda 120 mV për një autobus 12 V dhe 50 mV për një autobus 5 V. Ka valëzime me frekuencë të lartë (me dyfishin e frekuencës së çelësit të konvertuesit kryesor) dhe valëzime me frekuencë të ulët (në dyfishin e frekuencës së rrjetit ). Ne matim këtë parametër duke përdorur oshiloskopin USB Hantek DSO-6022BE në ngarkesën maksimale në njësinë e furnizimit me energji të specifikuar nga specifikimet. Në oshilogramin më poshtë, grafiku i gjelbër i korrespondon një autobusi 12 V, i verdhë - 5 V. Mund të shihet se valëzimet janë brenda kufijve normalë, madje edhe me një diferencë. Për krahasim, ne paraqesim një pamje të valëzimeve në daljen e PSU të një kompjuteri të vjetër. Ky bllok nuk ishte i mirë fillimisht, por qartësisht nuk është përmirësuar me kalimin e kohës. Duke gjykuar nga diapazoni i valëzimeve me frekuencë të ulët (vini re se ndarja e bazës së tensionit është rritur në 50 mV për të përshtatur lëkundjet në ekran), kondensatori zbutës në hyrje është bërë tashmë i papërdorshëm. Grumbullimi me frekuencë të lartë në autobusin 5 V është në prag të një 50 mV të pranueshme. Testi i mëposhtëm përcakton efikasitetin e njësisë kur ngarkohet nga 10 në 100% të fuqisë nominale (duke krahasuar fuqinë dalëse me fuqinë hyrëse të matur me një vatmetër shtëpiak). Për krahasim, grafiku tregon kriteret për kategori të ndryshme të 80 PLUS. Megjithatë, nuk ngjall shumë interes këto ditë. Grafiku tregon rezultatet e PSU-së së lartë Corsair në krahasim me Antec-in shumë të lirë, dhe ndryshimi nuk është aq i madh. Një çështje më urgjente për përdoruesin është zhurma nga ventilatori i integruar. Është e pamundur të matet drejtpërdrejt pranë stendës së provës së furnizimit me energji të zhurmshme, kështu që ne matim shpejtësinë e rrotullimit të shtytësit me një takometër lazer - gjithashtu në fuqi nga 10 në 100%. Në grafikun e mëposhtëm, mund të shihni se në ngarkesë të ulët në këtë PSU, tifozi 135 mm mban një RPM të ulët dhe nuk dëgjohet fare. Në ngarkesën maksimale, zhurma tashmë mund të dallohet, por niveli është ende mjaft i pranueshëm.

Një klasë master për krijimin e një furnizimi me energji komutuese shtëpiake me duart tuaja.

Autori i dizajnit (Sergey Kuznetsov, faqja e tij e internetit është classd.fromru.com) zhvilloi këtë furnizim me energji të rrjetit të bërë në shtëpi
për fuqizimin e një UMZCH të fuqishëm (Audio Frequency Power Amplifier). Përfitimet e ndërrimit të furnizimit me energji elektrike përballë furnizimeve me energji konvencionale të transformatorit janë të dukshme:

• Pesha e produktit që rezulton është shumë më e ulët
• Dimensionet e furnizimit me energji komutuese janë shumë më të vogla.
• Efikasiteti i produktit dhe, në përputhje me rrethanat, shpërndarja e nxehtësisë është më e ulët
• Gama e tensioneve të furnizimit (rritje e tensionit në rrjet) në të cilën furnizimi me energji mund të funksionojë në mënyrë të qëndrueshme është shumë më i gjerë.

Megjithatë, krijimi i një furnizimi me energji komutuese kërkon shumë më tepër përpjekje dhe njohuri sesa të bësh një furnizim konvencional me frekuencë të ulët 50 Hz. Furnizimi me energji me frekuencë të ulët përbëhet nga një transformator rrjeti, një urë diodike dhe kondensatorë të filtrit zbutës, ndërsa një furnizim me energji pulsi ka një strukturë shumë më komplekse.

Disavantazhi kryesor i furnizimit me energji të rrjetit komutues është prania e ndërhyrjeve me frekuencë të lartë, e cila do të duhet të kapërcehet nëse bordi i qarkut të printuar gjurmohet gabimisht, ose nëse baza e komponentit zgjidhet gabimisht. Kur ndizni UPS-në, si rregull, vërehet një shkëndijë e fortë në prizë. Kjo është për shkak të rrymës së madhe të fillimit të pikut të furnizimit me energji elektrike, për shkak të ngarkesës së kondensatorëve të filtrit të hyrjes. Për të eliminuar këto rritje aktuale, zhvilluesit projektojnë sisteme të ndryshme“soft start” të cilat në fazën e parë të funksionimit ngarkojnë kondensatorët e filtrit me rrymë të ulët dhe në fund të karikimit organizojnë furnizimin e tensionit të plotë të rrjetit në UPS. Në këtë rast, përdoret një version i thjeshtuar i një sistemi të tillë, i cili është një rezistencë e lidhur në seri dhe një termistor që kufizojnë rrymën e ngarkimit të kondensatorëve.

Qarku bazohet në kontrolluesin IR2153 PWM në një qark standard komutues. Transistorët me efekt në terren IRFI840GLC mund të zëvendësohen me IRFIBC30G, autori nuk rekomandon instalimin e transistorëve të tjerë, pasi kjo do të sjellë nevojën për të zvogëluar vlerësimet e R2, R3 dhe, në përputhje me rrethanat, në një rritje të nxehtësisë së gjeneruar. Tensioni në kontrolluesin PWM duhet të jetë së paku 10 volt. Funksionimi i mikroqarkut nga një tension prej 11-14 volt është i dëshirueshëm. Komponentët L1 C13 R8 përmirësojnë mënyrën e funksionimit të transistorëve.

Induktorët e vendosur në daljen e furnizimit me energji 10 μg mbështillen me tel 1 mm në shtangë dore ferrite me një përshkueshmëri magnetike prej 600 NN. Mund të mbështilleni në shufra nga marrës të vjetër, 10-15 kthesa janë të mjaftueshme. Kondensatorët në furnizimin me energji elektrike duhet të jenë me rezistencë të ulët për të reduktuar zhurmën RF.

Transformatori është llogaritur duke përdorur programin Transformer 2. Induksioni duhet të zgjidhet sa më i vogël, mundësisht jo më shumë se 0.25. Frekuenca në rajonin 40-80k. Autori nuk rekomandon përdorimin e unazave të prodhimit vendas, për shkak të mosidentifikimit të parametrave të ferritit dhe humbjeve të konsiderueshme në transformator. Pllaka e qarkut të printuar është projektuar për një transformator me madhësi 30x19x20. Kur rregulloni furnizimin me energji elektrike, është e ndaluar të lidhni tokën e oshiloskopit me pikën e lidhjes së transistorëve. Këshillohet që për herë të parë të filloni furnizimin me energji elektrike me një llambë 220V me fuqi 25-40W të lidhur në seri me burimin, ndërkohë që UPS-i nuk mund të ngarkohet shumë. Pllaka e qarkut të printuar të bllokut në formatin LAY mund të shkarkohet

MODULI 3.

Kapitulli 4. Nyjet funksionale dhe qarku
konvertuesit e tensionit të impulsit IVEP

Shumë shpesh, gjatë projektimit të pajisjeve elektronike, ekzistojnë kërkesa strikte për parametrat e peshës dhe madhësisë së burimit sekondar të energjisë (SEP). Në këtë rast, e vetmja rrugëdalje është përdorimi i IVEP bazuar në konvertuesit e tensionit të pulsit me frekuencë të lartë të tensionit të lartë që janë të lidhur në një rrjet ~ 220 V me një frekuencë aktuale prej 50 Hz ose 115 V dhe një frekuencë aktuale prej 400 Hz pa përdorimi i një transformatori të përgjithshëm zbritës me frekuencë të ulët dhe voltazhi konvertohet nga një konvertues me frekuencë të lartë në frekuenca 20-400 kHz, dhe mund të sigurojë fuqi të lartë me madhësi të vogël dhe shpërndarje të nxehtësisë. Furnizimet e tilla të energjisë kanë një rend të madhësisë karakteristika më të mira të peshës dhe madhësisë në krahasim me ato lineare. IVEP me një konvertues pulsi me frekuencë të lartë përmirëson ndjeshëm shumë karakteristika të pajisjeve të mundësuara nga këto burime. Arsyet për përdorimin e PVEC pulsuese bazuar në një konvertues me frekuencë të lartë mund të jenë: probabiliteti i luhatjeve të tensionit të hyrjes brenda ~ 100-300 V, aftësia për të krijuar PVEC me një fuqi nga dhjetëra vat në qindra kilovat për çdo tension dalës, shfaqja e zgjidhjeve të përballueshme të teknologjisë së lartë të bazuara në IC dhe komponentë të tjerë modernë.

Kalimi në përdorimin e furnizimeve me energji kryesisht komutuese është për shkak të një sërë faktorësh teknikë dhe ekonomikë, më të rëndësishmit prej të cilëve janë si më poshtë:

· Furnizimet me energji pa transformator (UPS) deri në 500 W kanë karakteristika dukshëm më të larta të peshës dhe madhësisë në krahasim me analogët e prodhuar në bazë të transformatorëve të rrjetit;

· mbështjelljet e transformatorëve të luhatjeve të HF të UPS-së kanë një densitet më të lartë të rrymës, shumë më pak metal me ngjyra përdoret në prodhimin e tyre, gjë që çon në kosto më të ulëta për prodhimin dhe lëndët e para;

· Induksioni i lartë i ngopjes dhe humbjet e ulëta specifike të materialeve të bërthamave të transformatorëve me frekuencë të lartë bëjnë të mundur krijimin e UPS me një efikasitet total që tejkalon 80%, gjë që është e paarritshme në burimet konvencionale;

· Mundësi të shumta për rregullimin automatik të vlerësimeve të tensioneve dytësore të daljes duke ndikuar në qarqet parësore të konvertuesit RF.

Le të shqyrtojmë disa shembuj të diagrameve bllok për ndërtimin e një UPS me një tension primar prej 220 V, 50 Hz.

Në fig. 74, aështë paraqitur një diagram bllok i një furnizimi me energji komutuese, i bërë sipas një skeme mjaft tradicionale.

Ndreqësi, filtri dhe stabilizuesi disponohen në qark dytësor të këtij furnizimi me energji janë ndërtuar në bazë të komponentëve që gjenden në furnizimet me energji elektrike konvencionale. Emrat e këtyre nyjeve zbulojnë qëllimin e tyre dhe nuk kanë nevojë për shpjegim. Mënyra se si zbatohet stabilizuesi (linear ose impuls) në këtë rast nuk është aq i rëndësishëm në krahasim me praninë e tij si një njësi funksionale më vete. Qarku sekondar i furnizimit me energji elektrike në versione të ndryshme të burimit mund të plotësohet me një filtër tjetër, i cili është i instaluar midis stabilizatorit dhe ngarkesës. Komponentët kryesorë të qarkut primar janë: një filtër hyrës, një ndreqës i tensionit të rrjetit dhe një konvertues RF i një tensioni të furnizimit të korrigjuar me një transformator TV.

Nevoja për të përdorur një filtër hyrës është për faktin se, së pari, ky filtër duhet të eliminojë rritjet e mprehta afatshkurtra në tensionin e furnizimit dhe zhurmën e impulsit të shkaktuar nga funksionimi i afërt. pajisje impulse(Ndërhyrja HF) ose që ndodh në momentin e lidhjes ose shkëputjes së ngarkesave ngjitur nga rrjeti. Së dyti, filtri duhet të eliminojë në mënyrë efektive ndërhyrjet që hyjnë në rrjet direkt nga burimi i energjisë i përdorur.

Në një furnizim me energji komutuese (Fig. 74, a) përdoret një kaskadë e një konverteri RF të tipit vetëlëkundës, mënyra e vetë-lëkundjeve të të cilit përcaktohet vetëm nga vlera e vlerave të elementeve të veta dhe nuk është e rregulluar.

Furnizimi me energji elektrike, i bërë sipas skemës së treguar në fig. 74, a, mund të përfshijë gjithashtu një sensor të mbingarkesës që vepron ose në stabilizues ose në konvertuesin RF, duke bllokuar funksionimin e tij derisa të eliminohet shkaku i mosfunksionimit.

Me zgjedhjen e saktë të bazës së elementit, burimi i prodhuar sipas kësaj skeme është i lehtë për t'u zbatuar - ky është avantazhi i tij kryesor, megjithatë, për shkak të efikasitetit relativisht të ulët, përdoret rrallë. Një ulje e efikasitetit do të ndodhë me një rritje të numrit të kanaleve dytësore të tensioneve të ndryshme, pasi secila prej tyre do të kërkojë një rregullator të veçantë të tensionit. Një pengesë e rëndësishme e qarkut mund të jetë gjithashtu ndjeshmëria shumë e lartë e vetë-oshilatorëve të kombinuar me fazën e fuqisë së IP ndaj ngarkesës. Ndryshimi i tij mund të çojë në ndërprerje të lëkundjeve RF dhe paqëndrueshmëri të furnizimit me energji të këtij lloji.

Diagrami bllok i furnizimit me energji të rrjetit, i ndërtuar duke marrë parasysh parimet optimale të rregullimit të tensionit të daljes, është paraqitur në fig. 74, b.

Fig.74, b

Dallimi themelor midis këtij bllok diagrami dhe atij të mëparshëm është mungesa e një stabilizuesi sekondar të tensionit. Për më tepër, atij i janë shtuar një qark matës, një oshilator master, një qark kontrolli dhe funksionet e kaskadës së konvertuesit RF janë ndryshuar. Faza e fuqisë funksionon në modalitetin e amplifikatorit të fuqisë së lëkundjeve që vijnë nga qarku i kontrollit. Ngarkesa e tij është një transformator RF. Këtu, një konvertues RF mund të quhet një grup i nyjeve të mëposhtme: një oshilator kryesor, një qark kontrolli, një përforcues i fuqisë RF, një transformator RF ( TV). Burimi, i bërë në përputhje me bllok diagramin e paraqitur në fig. 74, b, kryen njëkohësisht dy funksione - konvertimin dhe stabilizimin e tensionit. Qarku i kontrollit përfshin një modulator me gjerësi pulsi dhe përcakton plotësisht mënyrën e funksionimit të PA. Tensioni i daljes qarku i kontrollit ka formën e pulseve drejtkëndore. Ndryshimi i kohëzgjatjes së pauzës ndërmjet këtyre pulseve rregullon rrjedhën e energjisë në qarkun sekondar. Parametrat fillestarë për funksionimin e qarkut të kontrollit janë sinjalet e gabimit që vijnë nga qarku matës, në të cilin vlera e tensionit të referencës krahasohet me atë reale të pranishme aktualisht në ngarkesë. Në një sinjal gabimi, qarku i kontrollit ndryshon kohëzgjatjen e pauzës midis pulseve në drejtim të rritjes ose uljes së tij, në varësi të madhësisë së devijimit të vlerës reale të tensionit nga ajo nominale. Në veçanti, qarku i kontrollit mund të përfshijë një njësi për mbrojtjen e kaskadës PA nga mbingarkesa dhe qarku i shkurtër.

Prania e një tensioni të transmetuar PWM imponon kërkesa të caktuara për parametrat dhe ndërtimin e një filtri zbutës për tensionin dytësor të korrigjuar. Elementi i parë i këtij filtri pas ndreqësit duhet të jetë një induktor në çdo kanal të tensionit dytësor.

Treguar në fig. 74, b qarku është një strukturë e një sistemi të furnizimit me energji me një kanal, ndërsa burimet reale, si rregull, kanë disa kanale dytësore me kapacitete të ndryshme ngarkese.

Në fig. 75 tregon një diagram bllok të një konverteri të tensionit shumëkanalësh pulsues. Qarku matës në raste të tilla lidhet me kanalin me konsumin më të madh. Pjesa tjetër e kanaleve stabilizohet duke përdorur stabilizues të veçantë ose metoda kontrolli bazuar në ndërveprimin e flukseve magnetike.

Në raste të tjera, përdoren qarqet e filtrit të daljes, të cilat bëhen në një qark magnetik të përbashkët për të gjitha kanalet e daljes. Rregullimi i tensionit për kanalet jo kryesore mund të kryhet në një gamë të vogël dhe me ndryshime relativisht të vogla të ngarkesës. Kur përshkruani skema praktike zbatimi i IP-së, çështjet e stabilizimit të tensioneve dytësore në të njëjtën kohë përmes disa kanaleve do të shqyrtohen më në detaje.

Një tipar i ndreqësit të daljes është përdorimi i diodave jo të zakonshme të energjisë, por diodave Schottky me shpejtësi të lartë, e cila është për shkak të frekuencës së lartë të tensionit të korrigjuar. Filtri i daljes zbut valëzimin e tensionit të daljes. Tensioni i reagimit krahasohet me tensionin e referencës duke përdorur sistemin e matjes, dhe më pas sinjali i ndryshimit futet në kontrolluesin e gjerësisë së pulsit (modulator). Tensioni në formën e pulseve drejtkëndore me frekuencë të lartë nga dalja e kontrolluesit PWM futet në hyrjen e transistorëve të pajisjes që përputhet, e cila kontrollon funksionimin e amplifikatorit të fuqisë me frekuencë të lartë. Modulatori PWM aktualisht zbatohet në një mikroqark, i cili mundësohet nga një furnizim shtesë me energji elektrike. Si rregull, në konvertuesit e rrjetit ekziston një izolim galvanik në qarkun e reagimit. Është e nevojshme nëse është e nevojshme të sigurohet shkëputja e tensionit të daljes nga rrjeti.

Nyja kryesore e konvertuesit të tensionit është pjesa e tij e fuqisë (faza e fuqishme e daljes - amplifikatori i fuqisë).

Fazat e daljes së të gjithë konvertuesve të tensionit mund të ndahen në dy klasa të mëdha sipas numrit të pulseve të transmetuara në ngarkesë në një periudhë: një cikël dhe shtytje-tërheqje. Nëse transmetohet një puls, atëherë konverteri quhet me një cikël, nëse dy, atëherë me dy cikël. Efikasiteti i të parës është më i ulët se i dyti, prandaj ato me një cikël përdoren për të krijuar IVEP, me një fuqi më të vogël se 10 ... 200 W. Konvertuesit push-tërheqës ju lejojnë të merrni fuqi të lartë dalëse me efikasitet të lartë. Konvertuesit me një cikël mund të ndërtohen sipas qarkut përpara (me lidhjen e drejtpërdrejtë të diodës) ose qarkut fluturues (me lidhjen e kundërt të diodës). Konvertuesit push-tërheqës mund të jenë urë, gjysmë urë ose me pikën e mesme të mbështjelljes primare të transformatorit.

Thashë se do të vazhdoja historinë për të punuar me sensorët aktualë bazuar në efektin Hall. Ka kaluar pak kohë që nga ai moment, publikimi i vazhdimit u vonua, dhe unë nuk jam adhurues i shkrimit të një "teorie të mërzitshme", ndaj prisja një detyrë praktike.

Një arsye tjetër për mungesën e artikujve ishte puna ime në një "kompani moderne të suksesshme të harduerit IT", tani më në fund e lashë atë dhe më në fund u transferova në punë të pavarur, kështu që kishte kohë për një artikull))

Kohët e fundit u afrova nga mentori im i vjetër dhe thjesht shumë njeri i mire. Natyrisht, nuk mund të refuzoja ndihmën, por gjithçka doli të ishte mjaft e thjeshtë - më kërkuan të bëja një furnizim me energji elektrike për transmetuesin FT-450 HF, i cili do të ishte më i qëndrueshëm në funksionim, veçanërisht në tension më të ulët të hyrjes, sesa tashmë. ekzistues Mean Well. Ju lutemi vini re, nuk po them që Mean Well është një kompani e keqe, thjesht se në këtë rast ngarkesa është mjaft specifike, dhe kështu produktet e tyre janë mjaft të mira.

Diagnoza është diçka si kjo:

- Deklarohet një rrymë dalëse prej 40A, në fakt, me një konsum prej 30-35A (në transmetim), njësia kalon në mbrojtje;
- Ka një ngrohje të fortë kur ngarkesë e vazhdueshme;
- Bëhet krejtësisht keq kur e përdor në vend, ku tensioni në rrjet është 160-180V;
- Tensioni maksimal është 13.2-13.4V, por unë do të doja 13.8-14V me aftësinë për të shkulur + -20%.

Një tipar i këtij artikulli do të jetë se projekti po ecën së bashku me të. Sapo u ula për të dhe për këtë arsye mund t'ju tregoj për të gjitha fazat e zhvillimit: nga specifikimet teknike deri te prototipi i përfunduar. Nuk gjeta artikuj të këtij formati me një vështrim të çuditshëm, zakonisht njerëzit shkruajnë pasi kanë bërë të gjithë punën dhe kanë harruar gjysmën e gjërave të vogla që shpesh mbartin interesin kryesor. Unë gjithashtu dua ta shkruaj këtë artikull në një gjuhë të arritshme për fillestarët, kështu që gurutë vendas duhet të jenë pak më të lehtë për t'u lidhur me "jo akademikët" e stilit tim.

Kërkesa teknike

Çdo projekt gjithmonë fillon me një detyrë teknike dhe diskutime. Ne i kemi kaluar diskutimet, TOR-ja mbetet. Projekti im nuk është komercial, por me kod të hapur, kështu që nuk do të shpenzoj nje numer i madh i kohë dhe kufizohem në një listë kërkesa teknike.

Për çfarë është? Ata që punojnë në kompani që lidhen me zhvillimin e diçkaje do të më kuptojnë - "pa specifikime teknike, projekti nuk ngrihet", por për njerëzit që nuk kanë lidhje me zhvillimin industrial, kjo pikë mund të mos jetë e dukshme. Kështu që më lejoni të shpjegoj pak ...

Gjatë procesit të zhvillimit, nëse nuk mbështeteni në specifikimet teknike, atëherë me një probabilitet prej rreth 100% do të lini rezultatin e dëshiruar fillimisht. Për shembull, në fillim keni dashur të merrni 1000 W energji nga furnizimi me energji elektrike, por nuk keni gjetur një transformator të përshtatshëm dhe keni vënë atë që ju erdhi në dorë. Si rezultat, copa e hekurit u bë 700 vat, dhe ju planifikoni për 1000! Për një amator, kjo nuk është fatale, ai thjesht do të vrasë shumë para dhe kohë pa marrë rezultat. Për punëdhënësin e një inxhinieri, kjo është një katastrofë financiare, një projekt i vonuar dhe për një inxhinier shpesh është thjesht një goditje në byth në rrugë. Dhe do të ketë një det me nuanca të tilla, nuk do të ketë asgjë tjetër përveç transformatorit, një mollë do të bjerë mbi kokën tuaj dhe ju vendosni të shtoni një lloj "drite" e kështu me radhë.

Si ta shmangni atë? Pikërisht për këtë doli gjeniu i zymtë sovjetik "GOST 34. Zhvillimi i një sistemi kontrolli të automatizuar (ACS)". Mjafton vetëm të bëni TK sipas këtij GOST, i cili do të marrë 30-50 faqe, dhe projekti juaj në fazën e idesë do të korrespondojë me rezultatin përfundimtar në formën e një copë hekuri, thjesht duhet të kaloni nëpër pikë. Nëse thotë "transformator për 1000 W", atëherë po kërkoni / e merrni për 1000 W, dhe jo rastësisht merr "pak më pak". Kam punuar si në kompleksin ushtarako-industrial, ashtu edhe në kompani private: të parët luten për specifikimet teknike dhe kërkesat teknike të përshtatshme. projekte që zakonisht duken si një vëllim i Luftës dhe Paqes, kështu që tanket tona janë më të mirat. Të dytat janë therur "për dëmtim të trashë të pyllit", prandaj, produktet elektronike civile në dalje në Rusi në shumicën e rasteve janë "guano në arduino".

Dhe kështu, për të shmangur "plehra" në dalje, ne do të bëjmë një listë të kërkesave teknike që duhet të ketë prototipi ynë. Derisa ai t'i arrijë ato, projekti konsiderohet i paplotë. Gjithçka duket të jetë e thjeshtë.

Kërkesat për furnizimin me energji komutuese:

- Tensioni i daljes i rregullueshëm brenda 10-15V DC;
- Tensioni i hyrjes në rrjet: 160-255V AC;
- Rryma e qarqeve dytësore: 40A
- Prania e një filtri të modalitetit të përbashkët;
- Disponueshmëria e korrigjuesit të faktorit të fuqisë (PFC);
- Kosinusi ph: jo më pak se 0,9;
- Izolimi galvanik i hyrjes nga dalja;
- Mbrojtja nga qarku i shkurtër në qarkun sekondar;
- Koha aktuale e përgjigjes së mbrojtjes: jo më shumë se 1 ms;
- Stabiliteti i tensionit në dalje: jo më keq se 0.1%;
- Temperatura e elementeve të fuqisë së pajisjes: jo më shumë se 55 gradë me ngarkesë 100%;
- Efikasiteti i përgjithshëm i pajisjes: jo më pak se 90%;
- Ekzistenca e treguesit të tensionit dhe rrymës.

Unë gjithashtu do të doja të shënoja një veçori të SMPS të projektuar - është plotësisht analog. Kjo ishte një kërkesë mjaft e rëndësishme, sepse. I vitet e fundit projektuar kryesisht duke përdorur DSP përpunuesit si “tru” kontrollues, por kjo e tremb “klientin”. Sepse për momentin ai jeton 2500 km larg meje dhe në rast të një avarie, riparimi do të vonohet për një kohë të gjatë, kështu që është e nevojshme që pajisja të bëhet me mirëmbajtje maksimale. Klienti është një person me përvojë në qarqet analoge dhe do të riparojë në rast problemesh pa asnjë transfertë, maksimumi do të duhet të telefonojë dhe të diskutojë problemin.

Për ta përmbledhur: kur zhvilloj, prodhoj dhe më pas testoj SMPS dhe, si rezultat i testeve, marr karakteristika të performancës që janë të paktën po aq të mira sa ato të përshkruara më sipër, do të jetë e mundur të konsiderohet se projekti është i suksesshëm, blloku mund t'i jepet pronarit, dhe unë vetë do të shijoj një copë tjetër hekuri të suksesshme. Por e gjithë kjo është shumë përpara ...

Diagrami funksional

Zakonisht kam luftuar me autoritetet për temën që diagramet funksionale për bedelet dhe nuk pranova të vizatoja, por për shkak se artikulli është ende i destinuar për fillestarët në elektronikë, dhe për ta bërë atë interesant për të gjithë leximin, unë ende do ta vizatoj dhe do të shkruaj atë që bën secili bllok. Po, dhe në mungesë të një TK të plotë, kjo skemë do të më lejojë të mos devijoj nga ideja origjinale në procesin e punës.

Figura 1 - Diagrami funksional i SMPS

Tani do të kaloj shkurtimisht çdo bllok dhe do t'i analizojmë këto zgjidhje në më shumë detaje tashmë në fazën e zhvillimit të qarkut. Dhe kështu vetë modulet:

1) Filtri i modalitetit të përbashkët - është krijuar për të shpëtuar rrjetin dhe pajisjet shtëpiake të lidhura me të nga ndërhyrjet e krijuara nga furnizimi ynë me energji elektrike. Mos u shqetësoni - çdo furnizim me energji komutuese i prodhon ato, kështu që 90% e SMPS ka një filtër të modalitetit të përbashkët. Ai gjithashtu mbron bllokun tonë nga ndërhyrjet që vijnë nga rrjeti. Kohët e fundit kam hasur në punën e dikujt bachelor për këtë temë, gjithçka shpjegohet qartë atje -. Autori i diplomës është Kurinkov A.V., për të cilin e falënderojmë sinqerisht, të paktën një diplomë bachelor në këtë botë do të jetë e dobishme))

2) Fuqia e gatishmërisë "klasike" në çipin TOP227, qarku ka shumë të ngjarë të merret direkt nga fleta e të dhënave me shtimin e izolimit galvanik nga rrjeti përmes një optobashkues. Dalja do të realizohet në formën e 2 mbështjelljeve të shkëputura nga njëra-tjetra me një tension 15V dhe 1A secila. Njëri do të ushqejë kontrolluesin PWM të korrigjuesit, i dyti kontrollues gjysmë urë PWM.

3) Ndreqësi është bërë në një urë diodë. Fillimisht, doja të përdorja sinkron në Mosfet të kanalit N, por në tensione të tilla dhe me një rrymë prej 3-4A do të ishte humbje e burimeve.

4) Një korrigjues i fuqisë aktive - pa të, askund sapo po flasim për efikasitet të mirë, dhe sipas kërkesave të ligjit, përdorimi i KKM është i detyrueshëm. KKM është në fakt një konvertues i zakonshëm përforcues, i cili do të mbyllë 2 probleme: tension të ulët në hyrje, sepse. në daljen e tij, do të prodhojë vazhdimisht 380 V dhe do t'ju lejojë të merrni në mënyrë të barabartë energjinë nga rrjeti. Kam përdorur një mikroqark shumë të njohur, kinezëve (dhe jo vetëm) u pëlqen ta vendosin atë inverter saldimi për të njëjtin qëllim - ICE2PCS01. Nuk do ta fsheh - e mora si një zgjidhje të testuar me kohë, mblodha një KKM për 6 kVA për një pajisje gjysmë automatike mbi të dhe nuk ka pasur probleme për më shumë se një vit, besueshmëria më mahnit.

5) Vetë konverteri i tensionit zbatohet sipas topologjisë - "gjysmë urë", ju këshilloj të lexoni kapitullin në librin e Semenov "Elektronika e energjisë: Nga e thjeshtë në komplekse" për t'u njohur me të. Kontrolluesi gjysmë urë zbatohet në një mikroqark "klasik" TL494 si Tchaikovsky: i lirë, funksional, i besueshëm, i testuar me kohë - çfarë tjetër kërkohet? Ata që e konsiderojnë të vjetër mund ta kthejnë vëmendjen te diçka nga Teksasi nga seria UCC38xxx. Ky modul zbaton reagimet e tensionit në TL431 + PC817, si dhe mbrojtje aktuale në sensorin e efektit Hall -.

6) Kam në plan të zbatoj një transformator fuqie në një bërthamë të tipit Epcos ETD44/22/15 të bërë nga materiali N95. Ndoshta zgjedhja ime do të ndryshojë më tej kur të llogaris të dhënat e dredha-dredha dhe fuqinë e përgjithshme.

7) Unë hezitova për një kohë të gjatë midis zgjedhjes së llojit të ndreqësit në mbështjelljen dytësore midis një diode të dyfishtë Schottky dhe një ndreqësi sinkron. Mund të vendosni një diodë të dyfishtë Schottky, por kjo është P \u003d 0.6V * 40A \u003d 24 W në nxehtësi, me një fuqi SMPS prej rreth 650 W, merret një humbje prej 4%! Kur përdorni IRF3205 më të zakonshëm në një ndreqës sinkron me një kanal rezistence, nxehtësia do të lirohet P = 0,008 ohm * 40A * 40A = 12,8W. Rezulton se fitojmë 2 herë ose 2% efikasitet! Gjithçka ishte e bukur derisa vendosa një zgjidhje në tabelën e bukës në IR11688S. Humbjet statike në kanal iu shtuan humbjet dinamike të komutimit dhe në fund kështu ndodhi. Kapaciteti i punëtorëve në terren për rryma të larta është ende i madh. kjo trajtohet me drejtues si HCPL3120, por kjo është një rritje e çmimit të produktit dhe një ndërlikim i tepruar i qarkut. Në fakt, nga këto konsiderata, u vendos që të vendosej një Schottky dyshe dhe të flinte i qetë.

8) Qarku LC në dalje, së pari, do të zvogëlojë valën aktuale, dhe së dyti, do t'ju lejojë të "prisni" të gjitha harmonikat. Problemi i fundit është jashtëzakonisht i rëndësishëm kur fuqizojnë pajisjet që funksionojnë në intervalin e frekuencave të radios dhe përfshijnë qarqe analoge me frekuencë të lartë. Në rastin tonë, ne po flasim për një marrës HF, kështu që këtu filtri është thjesht jetik, përndryshe ndërhyrja do të "zvarritet" në ajër. Në mënyrë ideale, ju mund të vendosni ende një stabilizues linear në dalje dhe të merrni valëzime minimale në njësi mV, por në fakt, shpejtësia e sistemit operativ do t'ju lejojë të merrni valëzime të tensionit brenda 20-30 mV pa një "bojler", brenda transmetuesi, nyjet kritike mundësohen përmes LDO-ve të tyre, kështu që teprica e tij është e dukshme.

Epo, ne kaluam funksionalitetin dhe ky është vetëm fillimi)) Por asgjë, do të shkojë më me gëzim, sepse fillon pjesa më interesante - llogaritjet e gjithçkaje dhe gjithçkaje!

Llogaritja e një transformatori të fuqisë për një konvertues të tensionit gjysmë urë

Tani ia vlen të mendoni pak për konstruktin dhe topologjinë. Kam në plan të përdor transistorë me efekt në terren, jo IGBT, kështu që ju mund të zgjidhni një frekuencë më të madhe funksionimi, ndërsa mendoj për 100 ose 125 kHz, meqë ra fjala, e njëjta frekuencë do të jetë në KKM. Rritja e frekuencës do të zvogëlojë pak dimensionet e transformatorit. Nga ana tjetër, nuk dua ta rris shumë frekuencën, sepse Unë përdor TL494 si kontrollues, pas 150 kHz nuk shfaqet aq mirë, dhe humbjet dinamike do të rriten.

Bazuar në këto hyrje, ne do të llogarisim transformatorin tonë. Unë kam disa grupe ETD44/22/15 në magazinë dhe prandaj jam duke u fokusuar në të për momentin, lista e inputeve është si më poshtë:

1) Materiali N95;
2) Lloji i bërthamës ETD44/22/15;
3) Frekuenca e funksionimit - 100 kHz;
4) Tensioni i daljes - 15V;
5) Rryma e daljes - 40A.

Për llogaritjet e transformatorëve deri në 5 kW, unë përdor programin Old Man, është i përshtatshëm dhe llogarit mjaft saktë. Pas 5 kW, fillon magjia, frekuencat rriten për të zvogëluar madhësinë, dhe dendësia e fushës dhe e rrymës arrijnë vlera të tilla që edhe efekti i lëkurës është në gjendje të ndryshojë parametrat me pothuajse 2 herë, kështu që për fuqi të larta përdor të vjetrën. -metodë e modës “me formula dhe vizatim me laps në letër”. Duke futur të dhënat tuaja hyrëse në program, u mor rezultati i mëposhtëm:

Figura 2 - Rezultati i llogaritjes së transformatorit për gjysmë urë

Në figurën në anën e majtë, të dhënat hyrëse janë shënuar, i përshkrova më lart. Në qendër, rezultatet që na interesojnë më shumë janë të theksuara me ngjyrë vjollce, Unë do t'i kaloj shkurtimisht:

1) Tensioni i hyrjes është 380V DC, është i stabilizuar sepse gjysmë ura ushqehet nga KKM. Një fuqi e tillë thjeshton dizajnimin e shumë nyjeve, sepse. Grumbullimet e rrymës janë minimale dhe transformatori nuk duhet të tërheqë tension kur tensioni i hyrjes në rrjet është 140 V.

2) Fuqia e konsumuar (e pompuar përmes bërthamës) doli të jetë 600 W, që është 2 herë më pak se fuqia e përgjithshme (ajo që bërthama mund të pompojë pa kaluar në ngopje), që do të thotë se gjithçka është në rregull. Nuk e gjeta materialin N95 në program, por spiunova në faqen e Epcos në fletën e të dhënave që N87 dhe N95 do të jepnin rezultate shumë të ngjashme, duke e kontrolluar atë në një copë letër, kuptova se diferenca prej 50 W i fuqisë së përgjithshme nuk është një gabim i tmerrshëm.

3) Të dhënat për dredha-dredha parësore: ne mbështjellim 21 kthehet në 2 tela me diametër 0.8 mm, mendoj se gjithçka është e qartë këtu? Dendësia e rrymës është rreth 8A / mm2, që do të thotë se mbështjelljet nuk do të mbinxehen - gjithçka është në rregull.

4) Të dhënat për dredha-dredha dytësore: ne mbështjellim 2 mbështjellje me 2 kthesa në secilën me të njëjtin tel prej 0,8 mm, por tashmë në 14 - e njëjta gjë, rryma është 40A! Tjetra, ne lidhim fillimin e një dredha-dredha dhe fundin e tjetrit, si ta bëjmë këtë, unë do të shpjegoj më tej, për disa arsye, njerëzit shpesh bien në hutim gjatë montimit në këtë pikë. As këtu nuk ka magji.

5) Induktiviteti i mbytjes së daljes është 4.9 μH, rryma është përkatësisht 40A. Ne kemi nevojë për të në mënyrë që të mos ketë valëzime të mëdha aktuale në daljen e bllokut tonë, në procesin e korrigjimit do të tregoj punën me dhe pa të në oshiloskop, gjithçka do të bëhet e qartë.

Llogaritja zgjati 5 minuta, nëse dikush ka pyetje, atëherë pyesni në komente ose PM - do t'ju them. Për të mos kërkuar vetë programin, unë sugjeroj ta shkarkoni nga cloud duke përdorur lidhjen. Dhe mirënjohjen time të thellë për Plakun për punën e tij!

Hapi tjetër logjik është llogaritja e induktorit të daljes për gjysmë urën, që është pikërisht ai në 4.9 uH.

Llogaritja e parametrave të mbështjelljes për mbytjen e daljes

Ne morëm të dhënat hyrëse në paragrafin e mëparshëm kur llogaritëm transformatorin, kjo është:

1) Induktiviteti - 4,9 uH;
2) Rryma e vlerësuar - 40A;
3) Amplituda para mbytjes - 18V;
4) Tensioni pas mbytjes - 15V.

Ne përdorim gjithashtu programin nga Old Man (të gjitha janë në lidhjen e mësipërme) dhe marrim të dhënat e mëposhtme:

Figura 3 - Të dhënat e llogaritura për mbështjelljen e mbytjes së daljes

Tani le të kalojmë nëpër rezultatet:

1) Sipas të dhënave hyrëse, ekzistojnë 2 nuanca: frekuenca zgjidhet e njëjta në të cilën funksionon konverteri, mendoj se kjo është logjike. Pika e dytë lidhet me densitetin aktual, do të vërej menjëherë - mbytja duhet të jetë e nxehtë! Kjo është vetëm sa përcaktojmë tashmë, unë zgjodha një densitet aktual prej 8A / mm 2 për të marrë një temperaturë prej 35 gradë, kjo mund të shihet në dalje (e shënuar me të gjelbër). Në fund të fundit, siç kujtojmë, sipas kërkesave në dalje, nevojitet një "SMPS i ftohtë". Do të doja të shënoja gjithashtu për fillestarët një pikë ndoshta jo plotësisht të dukshme - mbytja do të nxehet më pak nëse një rrymë e madhe rrjedh përmes saj, domethënë me një ngarkesë të vlerësuar prej 40A, mbytja do të ketë ngrohje minimale. Kur rryma është më e vogël se rryma nominale, atëherë për një pjesë të energjisë ajo fillon të punojë si ngarkesë aktive (rezistente) dhe e kthen të gjithë energjinë e tepërt në nxehtësi;

2) Induksioni maksimal, kjo është një vlerë që nuk duhet tejkaluar, përndryshe fusha magnetike do të ngopë bërthamën dhe gjithçka do të jetë shumë e keqe. Ky parametër varet nga materiali dhe dimensionet e tij të përgjithshme. Për bërthamat moderne të hekurit të pluhurosur, vlera tipike është 0,5-0,55 T;

3) Të dhënat e mbështjelljes: 9 kthesa janë mbështjellë me një kosë prej 10 fije teli me diametër 0,8 mm. Programi madje tregon përafërsisht sa shtresa do të marrë. Unë do të mbështjell në 9 bërthama, sepse. atëherë do të jetë e përshtatshme të ndani një bishtalec të madh në 3 "bishta" me 3 bërthama dhe t'i bashkoni ato në tabelë pa asnjë problem;

4) Në fakt, vetë unaza në të cilën do ta mbështjell ka dimensione - 40/24/14,5 mm, mjafton me një diferencë. Materiali nr. 52, mendoj se shumë kanë parë unaza të verdhë-blu në blloqet ATX, ato përdoren shpesh në mbytjet e stabilizimit të grupit (DGS).

Llogaritja e transformatorit të furnizimit me energji në gatishmëri

Diagrami funksional tregon se unë dua të përdor kthimin "klasik" në TOP227 si një furnizim me energji gatishmërie, të gjithë kontrollorët PWM, treguesit dhe tifozët e sistemit të ftohjes do të mundësohen prej tij. Kuptova që tifozët do të furnizohen nga dhoma e shërbimit vetëm pas ca kohësh, kështu që ky moment nuk shfaqet në diagram, por asgjë nuk është zhvillim në kohë reale))

Le të rregullojmë pak të dhënat tona hyrëse, çfarë na duhet:

1) Mbështjelljet e daljes për PWM: 15V 1A + 15V 1A;
2) Dredha-dredha e daljes vetëfuqishme: 15V 0.1A;
3) Dredha e daljes për ftohje: 15V 1A.

Ne kemi nevojë për një furnizim me energji elektrike me një fuqi totale - 2*15W + 1.5W + 15W = 46.5W. Kjo është fuqi normale për TOP227, e përdor në SMPS të vogla deri në 75 W për të gjitha llojet e karikuesve të baterive, kaçavidave dhe mbeturinave të tjera, për shumë vite, gjë që është e çuditshme, asnjë nuk është djegur ende.

Shkojmë në një program tjetër të Plakut dhe shqyrtojmë transformatorin për kthimin:

Figura 4 - Të dhënat e llogaritura për transformatorin e energjisë në gatishmëri

1) Zgjedhja e bërthamës justifikohet thjesht - e kam në sasinë e kutisë dhe tërheq të njëjtat 75 W)) Të dhëna për bërthamën. Është bërë nga materiali N87 dhe ka një hendek prej 0.2 mm në secilën gjysmë ose 0.4 mm të të ashtuquajturit boshllëk i plotë. Kjo bërthamë është e destinuar drejtpërdrejt për mbytje, dhe për konvertuesit e fluturimit kjo induktancë është thjesht një mbytje, por unë nuk do të hyj ende në natyrë. Nëse nuk kishte hendek në transformatorin gjysmë urë, atëherë është i detyrueshëm për konvertuesin e kthimit, përndryshe, si çdo induktor, ai thjesht do të kalojë në ngopje pa hendek.

2) Të dhënat për çelësin "burimi i shkarkimit" 700V dhe rezistenca e kanalit 2,7 Ohm janë marrë nga fleta e të dhënave në TOP227, ky kontrollues ka një ndërprerës energjie të integruar në vetë mikroqarkun.

3) Kam marrë tensionin minimal të hyrjes pak me një diferencë - 160 V, kjo është bërë në mënyrë që nëse vetë furnizimi me energji është i fikur, dhoma e shërbimit dhe treguesi mbeten në funksion, ata do të raportojnë një tension të ulët të furnizimit emergjent.

4) Dredha jonë kryesore përbëhet nga 45 kthesa të telit 0,335 mm në një bërthamë. Dredha-dredha e fuqisë dytësore kanë 4 kthesa dhe 4 bërthama me një tel 0,335 mm (diametër), dredha-dredha e vetë-furnizimit ka të njëjtat parametra, kështu që gjithçka është e njëjtë, vetëm 1 bërthamë, sepse rryma është një rend i madhësisë më i ulët.

Llogaritja e mbytjes së fuqisë së korrigjuesit të fuqisë aktive

Mendoj se pjesa më interesante e këtij projekti është korrigjuesi i faktorit të fuqisë, sepse. ka mjaft pak informacion për to në internet, dhe ka edhe më pak skema pune dhe të përshkruara.

Ne zgjedhim një program për llogaritjen - PFC_ring (PFC është në Basurmansk KKM), ne përdorim hyrjet e mëposhtme:

1) Tensioni i furnizimit në hyrje - 140 - 265V;
2) Fuqia e vlerësuar - 600 W;
3) Tensioni i daljes - 380V DC;
4) Frekuenca e funksionimit - 100 kHz, për shkak të zgjedhjes së kontrolluesit PWM.

Figura 5 - Llogaritja e mbytjes së fuqisë së PFC-së aktive

1) Në të majtë, si zakonisht, futim të dhënat fillestare, duke vendosur pragun minimal në 140 V, marrim një njësi që mund të funksionojë me një tension prej 140 V, kështu që marrim një "rregullator të integruar të tensionit";

Qarku i seksionit të energjisë dhe kontrollit është mjaft standard, nëse papritmas keni pyetje, atëherë ndjehuni të lirë të pyesni në komente ose në mesazhe private. Do të përpiqem të përgjigjem dhe të shpjegoj.

Dizajni i bordit të qarkut të furnizimit me energji elektrike

Kështu arrita në fazën që mbetet e shenjtë për shumë njerëz - dizajni / zhvillimi / gjurmimi i tabelës së qarkut të printuar. Pse preferoj termin "dizajn"? Është më afër thelbit të këtij operacioni, për mua "instalimi" i bordit është gjithmonë një proces krijues, si një artist që pikturon një foto dhe do ta ketë më të lehtë për njerëzit nga vendet e tjera të kuptojnë se çfarë po bëni.

Vetë procesi i projektimit të bordit nuk përmban kurthe, ato gjenden në pajisjen për të cilën është menduar. Në fakt, elektronika e fuqisë nuk parashtron disa rregulla dhe kërkesa të egra në sfondin e të njëjtit autobus të të dhënave dixhitale analoge me mikrovalë ose me shpejtësi të lartë.

Unë do të rendis kërkesat dhe rregullat bazë që lidhen posaçërisht me qarkun e energjisë, kjo do të lejojë zbatimin e 99% të modeleve amatore. Unë nuk do të flas për nuancat dhe "truket" - të gjithë duhet të mbushin gungat e veta, të fitojnë përvojë dhe tashmë të veprojnë me të. Dhe kështu shkuam:

Pak për densitetin e rrymës në përçuesit e shtypur

Shpesh njerëzit nuk mendojnë për këtë parametër dhe unë kam parë se ku pjesa e fuqisë është bërë me përçues 0.6 mm me 80% të sipërfaqes së tabelës thjesht bosh. Pse ta bëj këtë është një mister për mua.

Pra, çfarë densiteti aktual mund të merret parasysh? Për një tel të zakonshëm, shifra standarde është 10A / mm 2, ky kufizim është i lidhur me ftohjen e telit. Ju gjithashtu mund të kaloni një rrymë më të madhe, por para kësaj, uleni atë në azot të lëngshëm. Përçuesit e sheshtë, si në një tabelë të qarkut të printuar, për shembull, kanë një sipërfaqe të madhe, është më e lehtë t'i ftohni, që do të thotë se mund të përballoni densitet të lartë të rrymës. Për kushte normale me ftohje pasive ose ajri, është zakon të merret parasysh 35-50 A / mm 2, ku 35 është për ftohje pasive, 50 është në prani të qarkullimit artificial të ajrit (rasti im). Ekziston edhe një shifër - 125 A/mm 2, kjo është një shifër vërtet e madhe, jo të gjithë superpërçuesit mund ta përballojnë atë, por është e mundur vetëm me ftohje të lëngshme zhytjeje.

Këtë të fundit e kam takuar gjatë punës me një kompani që merrej me komunikime inxhinierike dhe dizajnimin e serverëve, dhe dizajni më ra në dorë. motherboard, përkatësisht pjesa me furnizim shumëfazor dhe komutues. U befasova shumë kur pashë një densitet aktual prej 125 A / mm 2, por ata më shpjeguan dhe më treguan këtë mundësi në stendë - atëherë kuptova pse raftet e tëra me serverë janë zhytur në pishina të mëdha vaji)))

Në copën time të hekurit, gjithçka është më e thjeshtë, shifra 50 A / mm 2 është mjaft e përshtatshme për veten e tij, me një trashësi bakri prej 35 mikronësh, poligonet do të ofrojnë seksionin kryq të dëshiruar pa asnjë problem. Pjesa tjetër ishte për zhvillimin e përgjithshëm dhe të kuptuarit e çështjes.

2) Gjatësia e përcjellësve - në këtë paragraf nuk ka nevojë të barazohen linjat me një saktësi prej 0,1 mm, siç bëhet, për shembull, kur "lidhni" autobusin e të dhënave DDR3. Edhe pse është ende shumë e dëshirueshme për të bërë gjatësinë linjat e sinjalit për të njëjtën gjatësi. +-30% e gjatësisë do të jetë e mjaftueshme, gjëja kryesore është të mos e bëni HIN 10 herë më të gjatë se LIN. Kjo është e nevojshme në mënyrë që pjesët e përparme të sinjaleve të mos zhvendosen në lidhje me njëra-tjetrën, sepse edhe në një frekuencë prej vetëm njëqind kilohertz, një ndryshim prej 5-10 herë mund të shkaktojë një rrymë të përçuar në çelësat. Kjo është veçanërisht e vërtetë me një vlerë të vogël të "kohës së vdekur", edhe në 3% për TL494 kjo është e vërtetë;

3) Hendeku midis përçuesve - është e nevojshme të zvogëlohen rrymat e rrjedhjes, veçanërisht për përçuesit ku rrjedh sinjali RF (PWM), sepse fusha në përçues është e fortë dhe sinjali RF, për shkak të efektit të lëkurës, tenton të largohet. si në sipërfaqen e përcjellësit ashtu edhe përtej kufijve të tij. Zakonisht një hendek prej 2-3 mm është i mjaftueshëm;

4) Hendeku i izolimit galvanik - ky është hendeku midis seksioneve të izoluara galvanikisht të tabelës, zakonisht kërkesa e prishjes është rreth 5 kV. Për të thyer 1 mm ajër, nevojiten rreth 1-1,2 kV, por tek ne është e mundur një avari jo vetëm përmes ajrit, por edhe përmes tekstolitit dhe maskës. Në fabrikë përdoren materiale që i nënshtrohen testimit elektrik dhe mund të flini i qetë. Prandaj, problemi kryesor është ajri dhe nga kushtet e mësipërme, mund të konkludojmë se do të mjaftojnë rreth 5-6 mm pastrim. Në thelb, ndarja e shumëkëndëshave nën transformator, sepse. është mjeti kryesor i izolimit galvanik.

Tani le të kalojmë drejtpërdrejt në hartimin e tabelës, nuk do të flas në këtë artikull në mënyrë super të detajuar, dhe në përgjithësi nuk është shumë të shkruaj një libër të tërë teksti dëshire. Nëse ka grup i madh ata që dëshirojnë (në fund do të bëj një sondazh), atëherë thjesht do të xhiroj video në "instalimin" e kësaj pajisjeje, do të jetë edhe më i shpejtë dhe më informues.

Fazat e krijimit të një bord qarku të shtypur:

1) Hapi i parë është përcaktimi i dimensioneve të përafërta të pajisjes. Nëse keni një kuti të gatshme, atëherë duhet të matni gjurmën në të dhe të filloni prej saj në dimensionet e tabelës. Kam në plan të bëj një kuti të bërë me porosi nga alumini ose bronzi, kështu që do të përpiqem të bëj pajisjen më kompakte pa humbur cilësinë dhe karakteristikat e performancës.

Figura 9 - Ne krijojmë një bosh për tabelën e ardhshme

Mos harroni - dimensionet e tabelës duhet të jenë shumëfish prej 1 mm! Ose të paktën 0,5 mm, përndryshe do të mbani mend akoma testamentin tim të Leninit, kur të montoni gjithçka në panele dhe të bëni një bosh për prodhim, dhe projektuesit që do të krijojnë kutinë sipas tabelës suaj do t'ju bëjnë dush me mallkime. Mos krijoni një tabelë me dimensione ala "208.625 mm" përveç nëse është absolutisht e nevojshme!
P.S. faleminderit tov. Lunkov për faktin se ai megjithatë ma përcolli këtë ide të ndritshme))

Këtu bëra 4 operacione:

A) Unë bëra vetë tabelën me përmasa të përgjithshme 250x150 mm. Ndërsa kjo është një madhësi e përafërt, atëherë mendoj se do të tkurret dukshëm;
b) Rrumbullakosën këndet, sepse në procesin e dorëzimit dhe montimit, ato të mprehta do të vriten dhe rrudhen + bordi duket më i bukur;
c) Vrima montimi të vendosura, jo të metalizuara, me diametër vrime 3 mm për mbërthyesit dhe raftet standarde;
d) Krijova një klasë "NPTH", në të cilën përcaktova të gjitha vrimat e paprera dhe krijova një rregull për të, duke krijuar një hendek prej 0.4 mm midis të gjithë përbërësve dhe përbërësve të tjerë të klasës. Kjo është kërkesa teknologjike e "Rezonit" për klasën standarde të saktësisë (e katërta).

Figura 10 - Krijimi i një rregulli për vrimat e paprera

2) Hapi tjetër është të bëhet rregullimi i komponentëve, duke marrë parasysh të gjitha kërkesat, tashmë duhet të jetë shumë afër versionit përfundimtar, sepse pjesa më e madhe tani do të përcaktohet nga dimensionet përfundimtare të tabelës dhe faktori i formës së saj.

Figura 11 - Vendosja primare e komponentëve është përfunduar

Të instaluar përbërësit kryesorë, ata ka shumë të ngjarë të mos lëvizin, dhe për këtë arsye dimensionet bordet përfundimisht përcaktohen - 220 x 150 mm. Hapësira e lirë në tabelë është lënë për një arsye, modulet e kontrollit dhe komponentët e tjerë të vegjël SMD do të vendosen atje. Për të ulur koston e tabelës dhe lehtësinë e instalimit, të gjithë komponentët do të jenë përkatësisht vetëm në shtresën e sipërme, dhe ka vetëm një shtresë printimi me ekran mëndafshi.

Figura 13 - Pamja 3D e tabelës pas vendosjes së komponentëve

3) Tani, pasi keni përcaktuar vendndodhjen dhe strukturën e përgjithshme ne rregullojmë komponentët e mbetur dhe "ndajmë" tabelën. Dizajni i bordit mund të bëhet në dy mënyra: me dorë dhe me ndihmën e një autoouter, pasi të keni përshkruar më parë veprimet e tij me disa duzina rregullash. Të dyja metodat janë të mira, por unë do ta bëj këtë tabelë me duart e mia, sepse. ka pak komponentë dhe nuk ka kërkesa të veçanta për shtrirjen e linjës dhe integritetin e sinjalit këtu dhe nuk duhet të ketë. Kjo do të jetë padyshim më e shpejtë, autoouting është e mirë kur ka shumë komponentë (nga 500 e tutje) dhe pjesa kryesore e qarkut është dixhitale. Edhe pse nëse dikush është i interesuar, unë mund t'ju tregoj se si t'i "radhoni" dërrasat automatikisht në 2 minuta. Vërtetë, para kësaj do të jetë e nevojshme të shkruani rregullat gjatë gjithë ditës, heh.

Pas 3-4 orësh “magji” (gjysma e kohës që vizatoja modelet që mungonin) me temperaturë dhe një filxhan çaj, më në fund ndava tabelën. As që kam menduar për kursimin e hapësirës, ​​shumë do të thonë se dimensionet mund të zvogëlohen me 20-30% dhe do të kenë të drejtë. Unë kam një kopje dhe humbja e kohës time, e cila është qartësisht më e shtrenjtë se 1 dm 2 për një tabelë me dy shtresa, ishte vetëm për të ardhur keq. Nga rruga, në lidhje me çmimin e bordit - kur porositni në Resonit, 1 dm 2 e një dërrase me dy shtresa të një klase standarde kushton rreth 180-200 rubla, kështu që nuk mund të kurseni shumë këtu, përveç nëse sigurisht ju kanë një grumbull prej 500+ copë. Bazuar në këtë, unë mund të këshilloj - mos u çorodit me një ulje të zonës, nëse klasa 4 dhe nuk ka kërkesa për dimensione. Dhe këtu është prodhimi:

Figura 14 - Dizajni i tabelës për një furnizim me energji komutuese

Në të ardhmen do të dizenjoj një kasë për këtë pajisje dhe më duhet të di përmasat e saj të plota, si dhe të jem në gjendje ta “provoj” brenda kutisë në mënyrë që në fazën përfundimtare të mos dalë p.sh. , që bordi kryesor ndërhyn me lidhësit në kasë ose tregues. Për ta bërë këtë, unë gjithmonë përpiqem të vizatoj të gjithë komponentët në një formë 3D, rezultati është ky rezultat dhe një skedar në formatin .step për timin. Autodesk Inventor:

Figura 15 - Pamja 3D e pajisjes që rezulton

Figura 16 - Pamja 3D e pajisjes (pamja nga lart)

Tani dokumentacioni është gati. Tani është e nevojshme të gjeneroni paketën e nevojshme të skedarëve për porositjen e komponentëve, unë i kam të gjitha cilësimet e regjistruara tashmë në Altium, kështu që gjithçka shkarkohet me një buton. Ne kemi nevojë për skedarë Gerber dhe një skedar NC Drill, i pari ruan informacione për shtresat, i dyti ruan koordinatat e shpimit. Ju mund të shihni skedarin për ngarkimin e dokumentacionit në fund të artikullit në projekt, gjithçka duket diçka si kjo:

Figura 17 - Formimi i një pakete dokumentacioni për porositjen e bordeve të qarkut të printuar

Pasi skedarët të jenë gati, mund të porosisni bordet. Unë nuk do të rekomandoj prodhues të veçantë, me siguri që ka më të mirë dhe më të lirë për prototipe. Porosit të gjitha dërrasat e klasës standarde prej 2,4,6 shtresash në Rezonit, në të njëjtin vend dërrasat 2 dhe 4 shtresa të klasës së 5-të. Pllakat e klasës 5, ku 6-24 shtresa janë në Kinë (për shembull, pcbway), por HDI dhe bordet e klasës 5 me 24 ose më shumë shtresa janë tashmë vetëm në Tajvan, megjithatë, cilësia në Kinë është ende e çalë, dhe ku çmimi nuk është i çalë tashmë jo aq i këndshëm. Gjithçka ka të bëjë me prototipet!

Pas bindjeve të mia, shkoj në Rezonit, oh sa nerva u trembën dhe pinë gjak ... por në kohët e fundit si korrigjuar dhe filloi të punojë në mënyrë më adekuate, megjithëse me goditje. Unë bëj porosi përmes llogarisë time personale, fus të dhëna për tarifën, ngarkoj skedarë dhe dërgoj. Më pëlqen llogaria e tyre personale, meqë ra fjala, ajo menjëherë e konsideron çmimin dhe duke ndryshuar parametrat mund të arrini një çmim më të mirë pa humbur cilësinë.

Për shembull, tani doja një tabelë në një PCB 2 mm me bakër 35 µm, por doli që ky opsion është 2.5 herë më i shtrenjtë se opsioni me PCB 1.5 mm dhe 35 µm - kështu që zgjodha këtë të fundit. Për të rritur ngurtësinë e tabelës, shtova vrima shtesë për raftet - problemi është zgjidhur, çmimi është optimizuar. Nga rruga, nëse bordi do të shkonte në një seri, atëherë diku në 100 copë kjo diferencë do të zhdukej 2.5 herë dhe çmimet do të bëheshin të barabarta, sepse atëherë u ble një fletë jo standarde për ne dhe u shpenzua pa mbetje.

Figura 18 - Pamja përfundimtare e llogaritjes së kostos së bordeve

Kostoja përfundimtare përcaktohet: 3618 rubla. Nga këto, 2100 janë përgatitje, paguhet vetëm një herë për projekt, të gjitha përsëritjet e mëvonshme të porosisë shkojnë pa të dhe paguajnë vetëm për zonën. Në këtë rast, 759 rubla për një tabelë me një sipërfaqe prej 3.3 dm 2, sa më e madhe të jetë seria, aq më e ulët është kostoja, megjithëse tani është 230 rubla / dm 2, gjë që është mjaft e pranueshme. Sigurisht, ishte e mundur të bëhej prodhim urgjent, por porosis shpesh, punoj me një menaxher dhe vajza gjithmonë përpiqet ta shtyjë porosinë më shpejt nëse prodhimi nuk është i ngarkuar - si rezultat, me opsionin "seri të vogël", duhen 5-6 dite, mjafton te komunikosh me edukate dhe te mos tregohesh i pasjellshem me njerezit. Dhe nuk kam ku të nxitoj, kështu që vendosa të kursej rreth 40%, që është të paktën mirë.

Epilogu

Epo, kam arritur në përfundimin logjik të artikullit - marrja e qarkut, dizajni i bordit dhe porositja e bordeve në prodhim. Në total do të ketë 2 pjesë, e para është para jush, dhe në të dytën do t'ju tregoj se si e instalova, montova dhe korrigjova pajisjen.

Siç u premtova, unë ndaj kodin burimor të projektit dhe produkteve të tjera të aktivitetit:

1) Burimi i projektit në Altium Designer 16 - ;
2) Skedarët për porositjen e pllakave të qarkut të printuar - . Papritmas ju dëshironi të përsërisni dhe të porosisni, për shembull, në Kinë, ky arkiv është më se i mjaftueshëm;
3) Diagrami i pajisjes në pdf - . Për ata që nuk duan të humbin kohë duke instaluar Altium në telefonin e tyre ose për njohje (cilësi e lartë);
4) Përsëri, për ata që nuk duan të instalojnë softuer të rëndë, por është interesante të shtrembërosh copën e hekurit, unë postoj një model 3D në pdf - . Për ta parë, duhet të shkarkoni skedarin, kur ta hapni në këndin e sipërm djathtas, klikoni "Besoni dokumentin vetëm një herë", më pas futemi në qendër të skedarit dhe ekrani i bardhë kthehet në model.

Do të doja të kërkoja edhe mendimin e lexuesve ... Tani bordet janë të porositura, komponentët janë gjithashtu - në fakt ka 2 javë, për çfarë duhet të shkruaj një artikull? Përveç "mutantëve" të tillë si ky, ndonjëherë dëshironi të bëni diçka miniaturë, por të dobishme, unë kam paraqitur disa opsione në sondazhe, ose ofroj opsionin tuaj, ndoshta në një mesazh personal, për të mos rrëmuar komentet. .

Çfarë teme të zgjidhni për artikullin tjetër?