Σε αντίθεση με τον ανορθωτή τάσης, το παλμοτροφοδοτικό έχει μεγαλύτερο βαθμό απόδοσης.
Σε αντίθεση με τα κοινά τροφοδοτικά με μετασχηματιστές 50- ή 60-Hz, τα παλμοτροφοδοτικό μετατρέπουν πρωτίστως την τάση σε συνεχή , για το μετασχηματισμό τη μετατρέπουν σε εναλλασσόμενη υψηλότερης συχνότητας και μετά το μετασχηματισμό την επαναφέρουν σε συνεχή.
Τα παλμοτροφοδοτικά ουσιαστικά αντικατέστησαν στην αγορά τα παραδοσιακά γραμμικά τροφοδοτικά και είναι σήμερα η πιο δημοφιλής και μεγαλύτερη ομάδα τροφοδοτικών.
Το πλεονέκτημά τους σε σχέση με τα γραμμικά τροφοδοτικά είναι οι μικρές τους διαστάσεις, το χαμηλό τους βάρος, η υψηλή αποδοτικότητα και δυναμικότητά, καθώς και η ικανοποιητική τιμή.
Το πλεονέκτημά τους σε σχέση με τα γραμμικά τροφοδοτικά είναι οι μικρές τους διαστάσεις, το χαμηλό τους βάρος, η υψηλή αποδοτικότητα και δυναμικότητά, καθώς και η ικανοποιητική τιμή.
Μειονέκτημα αποτελεί η πολύπλοκη κατασκευή τους, το πολύ μεγαλύτερο επίπεδο παρεμβολών που δημιουργείται από το τροφοδοτικό καθώς και το αυξημένο επίπεδο παρεμβολών στην έξοδο.
Το παρακάτω σχήμα παρουσιάζει την αρχή λειτουργίας του PWM.
U - τάση
t - χρόνος
Uin - τάση εισόδου
Uout - τάση εξόδου
T - περίοδος (ο αριθμός των περιόδων ανά δευτερόλεπτο είναι η συχνότητα που εκφράζεται σε Hz, kHz ή MHz)
t1 - χρονική διάρκεια του παλμού (υψηλή κατάσταση)
t2 - απουσία παλμού
Η μείωση της διάρκειας του παλμού (t1) οδηγεί στην μείωση της μέσης τιμής της τάσης εξόδου (Uout) και αντίστροφα: η παράταση της διάρκειας του παλμού (t1) οδηγεί στην αύξηση της μέσης τιμής της τάσης εξόδου (Uout). Αυτό φαίνεται στα παραπάνω διαγράμματα:
στα αριστερά μικρός συντελεστής πλήρωσης – μικρότερη τιμή της τάσης εξόδου Uout,
στα δεξιά μεγάλος συντελεστής πλήρωσης – μεγαλύτερη τιμή της τάσης εξόδου Uout.
Η μέση τιμή της τάσης εξόδου μπορεί εύκολα να υπολογιστεί με την βοήθεια του τύπου:
Διάγραμμα και περιγραφή που δείχνει την αρχή λειτουργίας ενός παλμοτροφοδοτικού
1 - είσοδος εναλλασσόμενης τάσης
2 - ασφάλεια
3 - φίλτρο εισόδου
4 - κύκλωμα ανόρθωσης με γέφυρα διόδων Graetz
5 - τρανζίστορ διαμόρφωσης
6 - χειριστής PWM
7 - οπτοσυζεύκτης (γαλβανική μόνωση)
8 - μετασχηματιστής παλμών
9 - ανορθωτής
10 - φίλτρο εξόδου
11 - έξοδος συνεχούς τάση
Λίγα λόγια για το κύκλωμα
Η εναλλασσόμενη τάση δικτύου, π.χ. 230 V (1), περνά μέσα από το φίλτρο εισόδου με στοιχεία LC (3). Αυτό είναι σημαντικό στοιχείο, το οποίο προστατεύει το ηλεκτρικό δίκτυο από παρεμβολές που προκύπτουν στο τροφοδοτικό, καθώς και προστατεύει το τροφοδοτικό από παρεμβολές που προέρχονται από το ηλεκτρικό δίκτυο. Η εναλλασσόμενη τάση ανορθώνεται με τη βοήθεια ανορθωτή γέφυρας (4) και μετά την ανόρθωση, ως συνεχή τάση, φτάνει στον μετασχηματιστή (8), ο οποίος διαμορφώνεται από το τρανζίστορ (5), ονομαζόμενο συχνά και διακόπτης.
Το τρανζίστορ ενεργοποιεί και απενεργοποιεί το ρεύμα μίας ορθογώνιας κυματομορφής με καθορισμένη συχνότητα (πιθανή σε εύρος από 20 kHz έως μερικές εκατοντάδες kHz, ακόμη και MHz), χρησιμοποιώντας διαμόρφωση εύρους παλμού PWM. Το τρανζίστορ ελέγχεται μέσω ενός κυκλώματος ανάδρασης (6, 7), το οποίο αποτελείται από έναν οπτοσυζεύκτη και έναν ελεγκτή (οδηγό) PWM.
Το κύκλωμα ελέγχει ποια είναι η τάση στην έξοδο και ανάλογα με το αν αυξάνεται, ή μειώνεται, αλλάζει το εύρος του παλμού (πλήρωση), καθοδηγώντας το τρανζίστορ και προσαρμόζοντας με τέτοιο τρόπο έτσι ώστε στην έξοδο να υπάρχει πάντα συνεχής τάση. Το κύκλωμα αυτό, ελέγχοντας την τάση εξόδου, λειτουργεί σε υψηλή ταχύτητα, κάτι που επιτρέπει την διατήρηση σταθερής τάσης εξόδου και καθώς αυξάνεται ή μειώνεται διορθώνει άμεσα τις μεταβολές ώστε να βρίσκεται σε ένα σταθερό επίπεδο.
Η τάση με τετραγωνικό κύμα στην έξοδο του μετασχηματιστή (8) ανορθώνεται (9) και στη συνέχεια περνάει από το φίλτρο εξόδου (10), το οποίο θα πρέπει να "κλειδώσει" τις υψηλότερες αρμονικές και τις παρεμβολές που δημιουργούνται από την λειτουργία του μετατροπέα.
Στην έξοδο (11) το παλμοτροφοδοτικού αποκτούμε μία σταθεροποιημένη συνεχή τάση.
Για περισσότερα πατήστε εδώ
Η βασική αρχή λειτουργίας ενός παλμοτροφοδοτικού  Στα παλμοτροφοδοτικά χρησιμοποιείται η διαμόρφωση εύρους παλμών PWM (Pulse Width Modulation), δηλαδή η τάση εξόδου του τροφοδοτικού μεταβάλλεται μέσω της αλλαγής του συντελεστή πλήρωσης υπό σταθερή, αμετάβλητη συχνότητα. |
Το παρακάτω σχήμα παρουσιάζει την αρχή λειτουργίας του PWM.
U - τάση
t - χρόνος
Uin - τάση εισόδου
Uout - τάση εξόδου
T - περίοδος (ο αριθμός των περιόδων ανά δευτερόλεπτο είναι η συχνότητα που εκφράζεται σε Hz, kHz ή MHz)
t1 - χρονική διάρκεια του παλμού (υψηλή κατάσταση)
t2 - απουσία παλμού
Η μείωση της διάρκειας του παλμού (t1) οδηγεί στην μείωση της μέσης τιμής της τάσης εξόδου (Uout) και αντίστροφα: η παράταση της διάρκειας του παλμού (t1) οδηγεί στην αύξηση της μέσης τιμής της τάσης εξόδου (Uout). Αυτό φαίνεται στα παραπάνω διαγράμματα:
στα αριστερά μικρός συντελεστής πλήρωσης – μικρότερη τιμή της τάσης εξόδου Uout,
στα δεξιά μεγάλος συντελεστής πλήρωσης – μεγαλύτερη τιμή της τάσης εξόδου Uout.
Η μέση τιμή της τάσης εξόδου μπορεί εύκολα να υπολογιστεί με την βοήθεια του τύπου:
Διάγραμμα και περιγραφή που δείχνει την αρχή λειτουργίας ενός παλμοτροφοδοτικού
1 - είσοδος εναλλασσόμενης τάσης
2 - ασφάλεια
3 - φίλτρο εισόδου
4 - κύκλωμα ανόρθωσης με γέφυρα διόδων Graetz
5 - τρανζίστορ διαμόρφωσης
6 - χειριστής PWM
7 - οπτοσυζεύκτης (γαλβανική μόνωση)
8 - μετασχηματιστής παλμών
9 - ανορθωτής
10 - φίλτρο εξόδου
11 - έξοδος συνεχούς τάση
Λίγα λόγια για το κύκλωμα
Το τρανζίστορ ενεργοποιεί και απενεργοποιεί το ρεύμα μίας ορθογώνιας κυματομορφής με καθορισμένη συχνότητα (πιθανή σε εύρος από 20 kHz έως μερικές εκατοντάδες kHz, ακόμη και MHz), χρησιμοποιώντας διαμόρφωση εύρους παλμού PWM. Το τρανζίστορ ελέγχεται μέσω ενός κυκλώματος ανάδρασης (6, 7), το οποίο αποτελείται από έναν οπτοσυζεύκτη και έναν ελεγκτή (οδηγό) PWM.
Το κύκλωμα ελέγχει ποια είναι η τάση στην έξοδο και ανάλογα με το αν αυξάνεται, ή μειώνεται, αλλάζει το εύρος του παλμού (πλήρωση), καθοδηγώντας το τρανζίστορ και προσαρμόζοντας με τέτοιο τρόπο έτσι ώστε στην έξοδο να υπάρχει πάντα συνεχής τάση. Το κύκλωμα αυτό, ελέγχοντας την τάση εξόδου, λειτουργεί σε υψηλή ταχύτητα, κάτι που επιτρέπει την διατήρηση σταθερής τάσης εξόδου και καθώς αυξάνεται ή μειώνεται διορθώνει άμεσα τις μεταβολές ώστε να βρίσκεται σε ένα σταθερό επίπεδο.
Η τάση με τετραγωνικό κύμα στην έξοδο του μετασχηματιστή (8) ανορθώνεται (9) και στη συνέχεια περνάει από το φίλτρο εξόδου (10), το οποίο θα πρέπει να "κλειδώσει" τις υψηλότερες αρμονικές και τις παρεμβολές που δημιουργούνται από την λειτουργία του μετατροπέα.
Στην έξοδο (11) το παλμοτροφοδοτικού αποκτούμε μία σταθεροποιημένη συνεχή τάση.
Για περισσότερα πατήστε εδώ
Αναρτήσεις
){kind=link}