Az impulzus források gyakorlatilag kiszorították a hagyományos lineáris forrásokat a piacról, és jelenleg ezek a legnépszerűbb és legnagyobb forráscsoportok. Előnyeik a lineáris forrásokhoz képest a kicsi méret, az alacsony súly, a nagy hatékonyság és hatékonyság, valamint a jó ár. Hátránya a tervezés bonyolultsága, valamint a forrás által generált sokkal magasabb szintű problémák és a kimeneten megnövekedett interferenciaszint.
A pulzusforrások leggyakoribb típusai:
E - a DIN sínen
E - a DIN sínen
Az impulzusforrás működésének alapelve
Az impulzusforrások PWM (Pulse Width Modulation) impulzusszélesség-modulációt alkalmaznak, vagyis a forrás kimeneti feszültségét a kitöltési tényező állandó, állandó frekvencián történő változtatásával állítják be.
Az alábbi ábra szemlélteti a PWM működésének elvét.
U - feszültség
Uin - bemeneti feszültség
Uout - kimeneti feszültség
T - periódus (a másodpercenkénti periódusok száma a Hz, kHz vagy MHz frekvencia)
t1 - impulzus időtartama (magas állapot)
t2 - semmi impulzus
U - feszültség
Uin - bemeneti feszültség
Uout - kimeneti feszültség
T - periódus (a másodpercenkénti periódusok száma a Hz, kHz vagy MHz frekvencia)
t1 - impulzus időtartama (magas állapot)
t2 - semmi impulzus
Az impulzus időtartamának (t1) rövidítése a kimeneti feszültség (Uout) átlagos értékének csökkenéséhez és fordítva: az impulzus időtartamának növelése (t1) a kimeneti feszültség átlagos értékének növekedéséhez vezet (Uout). Ez látható a fenti grafikonokon:
A kimeneti feszültség átlagos értéke könnyen kiszámítható a következő képlettel:
Az impulzusforrás működésének elvét bemutató ábra és leírás:
1 - AC feszültség bemenet
3 - bemeneti szűrő
4 - egyenirányító rendszer Graetz híd formájában
5 - kulcstranzisztor
6 - PWM vezérlő
7 - optoizolátor (galvanikus szigetelés)
8 - impulzus transzformátor
10 - kimeneti szűrő
11 - állandó feszültség kimenet
1 - AC feszültség bemenet
3 - bemeneti szűrő
4 - egyenirányító rendszer Graetz híd formájában
5 - kulcstranzisztor
6 - PWM vezérlő
7 - optoizolátor (galvanikus szigetelés)
8 - impulzus transzformátor
10 - kimeneti szűrő
11 - állandó feszültség kimenet
Néhány javaslat arról, hogy mely paraméterekre kell koncentrálni az impulzusforrás kiválasztásakor.
Bemeneti feszültség
Lengyelországban és az Európai Unióban a hálózati feszültség 230 V AC (az Egyesült Királyság kivételével - 240 V AC). A szabványok 10% eltérést engednek meg, így a feszültség 207 V és 235 V AC között változhat. Ezért érdemes a bemeneti feszültségek széles tartományával rendelkező forrást választani, pl. 100–264 V AC.
Max bekapcsolási áram
A tápellátás bekapcsolásakor egy nagy áramimpulzus jelenik meg, amely a tápellátástól függően magas értékeket érhet el, sorrendben több tucat amper, tartós max. 1 periódus, azaz 50 Hz AC frekvencián 20 ms-ig. Ezt a jelenséget a bemeneti kondenzátorok töltése okozza. Ez problémát jelenthet pl. ha több forrást párhuzamosan futtat, vagy nagyobb teljesítményű forrást használ. A nagy induló áram az áramellátás (biztosítékok, túlfeszültség-védők stb.) Beindításához vezethet. Ennek a helyzetnek a kiindulópontja a túlfeszültség-biztosítékok megváltoztatása C vagy D típusra.
Ez az egyenáram (a forrás által továbbított) kimenő teljesítmény és a váltakozó áram (a hálózatról vett) bemeneti teljesítményének aránya százalékban kifejezve.
A hatékonyságot a görög "eta" ábécé betűje jelzi: η. Minden energiafeldolgozó üzemben a bevitt energia egy része veszteségekre megy, és éppen a hatékonyság teszi lehetővé a veszteségek erősségének megbecsülését. Figyeljen erre a paraméterre, mert minél nagyobb a hatékonyság, annál kevesebb energia veszik el, és annál alacsonyabb a hőmérséklet a forrás belsejében, ami növeli a megbízhatóságot és meghosszabbítja a berendezés élettartamát. A jelenleg gyártott impulzusforrások akár 90% -os hatékonyságot érnek el (a transzformátor/lineáris források alacsony energiahatékonysággal rendelkeznek, nem haladják meg az 50% -ot).
η - a hatékonyság százalékban kifejezve
Ajakbiggyesztés - kimeneti teljesítmény
Ajakbiggyesztés - bemeneti teljesítmény
η - a hatékonyság százalékban kifejezve
Ajakbiggyesztés - kimeneti teljesítmény
Ajakbiggyesztés - bemeneti teljesítmény
1. példa.
Van egy 100 W kimenő teljesítménnyel rendelkező forrásunk, amely 117,6 W villamosenergia-hálózatról származik. Kiszámítjuk annak hatékonyságát.
A kimeneti teljesítményről és a hatékonyságról a forrásadatokban szoktak beszámolni. A gyártók nem adják meg az energiafogyasztást a specifikációban. Ezt könnyen kiszámíthatjuk, ha kicseréljük a módosított képlet értékét.
2. példa.
150 W kimenő teljesítménnyel és 86% -os hatásfokkal rendelkezünk. Kiszámoljuk az energiahálózat által leadott teljesítményt.
Könnyen kiszámíthatjuk azt is, hogy milyen hőveszteséget veszít el ebben a forrásban (Pd - a veszteségek teljesítménye), egyszerű képletet alkalmazunk (az átvitt teljesítményt kivonjuk a kapott teljesítményből).
Ebben az esetben 24,4 W veszít hőtől, természetesen teljes terhelés mellett. Ez a 24,4 W megemeli a ház belsejében lévő hőmérsékletet és felmelegíti a belső alkatrészeket.
MTBF - A kudarc közötti átlagos idő
Órákban fejezik ki, és információk az eszköz megbízhatóságáról.
Ezt a paramétert nagyon gyakran rosszul értelmezik. Például egy MTBF forrás 700 000 óra, csaknem 80 év. Ez nem azt jelenti, hogy a forrás ilyen sokáig kudarc nélkül fog működni.
Az MTBF kiszámításának módszereit és módszereit az amerikai hadsereg vezette be 1965-ben, a MIL-HDBK-217 kiadásával együtt. Tartalmazza a különféle elektronikus alkatrészek hibáinak gyakoriságát, pl. kondenzátorok, ellenállások, tranzisztorok. Ebben a modellben publikálták a meghibásodási arány kiszámításának módszereit. Ennek az elektronikus berendezések és a katonai felszerelések megbízhatóságának felmérését kellett szabványosítani.
A MIL-HDBK-217 mellett más módszereket is alkalmaznak az MTBF paraméter kiszámítására, amelyek megtalálhatók az elektronikus eszközök műszaki adataiban. Valamennyi modell különböző algoritmusokkal rendelkezik a megbízhatóság kiszámításához. Példák módszerekre: HRD5, Telcordia, RBD, Markov modell, FMEA/FMECA, hibafák, HALT.
Miután megtudtuk az MTBF idejét, kiszámíthatjuk a felszerelés károsodásának valószínűségét az MTBF idő lejárta előtt. Ez nagyon hasznos információ, amely lehetővé teszi a rendszer hibájának értékelését. Alapvetően ez egy egyszerű szabály: minél nagyobb az MTBF, annál megbízhatóbb a berendezés.
Nem szabad megfeledkeznünk arról sem, hogy az MTBF mindig azt az időt jelzi, amely után az eszköz megbízhatósága 36,8% -ra csökken.
Miért? Be kell vezetnünk egy megbízhatósági képletet a számításokba.
R (T) - a megbízhatóság a berendezés üzemidejének százalékában kifejezve
T - a készülék működési ideje
MTBF - a kudarcok közötti átlagos idő
2718. leggyakoribb - Euler száma (a képletekben "e" betűként jelenik meg)
R (T) - a megbízhatóság a berendezés üzemidejének százalékában kifejezve
T - a készülék működési ideje
MTBF - a kudarcok közötti átlagos idő
2718. leggyakoribb - Euler száma (a képletekben "e" betűként jelenik meg)
Szavakkal: 2718 nőtt a munkaidő negatív erejére osztva az MTBF-el.
Kiszámoljuk annak a készüléknek a meghibásodási arányát, amelynek MTBF-je 50 000 óra 50 000 óra után.
Így egy MTBF = 50 000 óra eszköz megbízhatósága 50 000 óra után 36,8%. Más szóval, 50 000 óra elteltével 100 eszköz valószínűsége van
37 rendben lesz, 63 pedig megbukik.
Ellenőrizzük a hiba előfordulásának valószínűségét 3 év alatt pl. két forrás, különböző MTBF-ekkel.
1. MTBF = 50 000 óra, 3 év = 3 év x 24 óra x 365 nap = 26 280 óra, és beillesztjük a képletbe:
Ez az eredmény azt a valószínűséget mutatja, hogy 3 év után az erőforrások 59,1% -a meghibásodás nélkül fog működni (pl. 100 eszközre)
59 rendben lesz és 41 rosszul megy).
2. MTBF = 700 000 óra, 3 év = 3 év x 24 óra x 365 nap = 26 280 óra, és tegye a képletbe.
Ez az eredmény megmutatja annak valószínűségét, hogy 3 év után az erőforrások 97,1% -a meghibásodás nélkül működik (pl. 100 eszközön)
97 rendben lesz és 3 rosszul megy).
Leggyakrabban az MTBF paramétert a gyártó határozza meg az eszköz 25 ° C környezeti hőmérsékleten történő működéséhez viszonyítva. Magasabb hőmérsékleten végzett munka esetén az az elv, hogy a környezeti hőmérséklet 10 ° C-os növekedése az MTBF kétszeres csökkenését okozza. Miért van néhány eszköz magas MTBF, mások alacsony? A különbségek a felhasznált alkatrészek minőségén és a berendezés összetettségén alapulnak. Nem minden gyártó tartalmazza ezt a paramétert a műszaki adatokban.
Kimeneti feszültség
A kimeneti feszültség az a feszültség, amelyet stabilizálni kell a forrás terhelésének 0 és 100% közötti változásával. Tudomásul kell vennünk, hogy minden forrásnál a kimeneti feszültséget zaj, hullámok és interferencia befolyásolja. Ezek amplitúdója több száz mVp-β lehet. Néha a kimeneti feszültség hullámzásának túl magas értéke problémákat okozhat, ha a készülék áramellátása hajlamos a hullámzásra, pl. a CCTV alkalmazásban lévő kamera képével kapcsolatos problémák, vagy egy elektronikus eszköz gyakori újraindítása.
Az alábbiakban bemutatjuk a 12 V-os impulzusforrás feszültség-hullám oszcillogramjának pillanatképét.
Dinamikus válasz
Minden forrásnak kimeneti feszültséget kell adnia a terhelésnek állandó értékkel, amely nem változik, amikor a terhelési áram megváltozik. Előfordul azonban hirtelen terhelésváltozás (pl. A CCTV kamera infravörös reflektorának be-/kikapcsolása vagy egy másik terhelés elindítása/kikapcsolása). Amikor a terhelés 0-ról 100% -ra változik (vagy fordítva), interferencia és a kimeneti feszültség ingadozása következik be, ami befolyásolhatja a forráshoz csatlakoztatott más eszközök működését.
Az alábbi ábra a kimeneti feszültség változását mutatja a nagy teljesítményminőség 0 és 100% közötti terhelésváltozásához viszonyítva, a műszaki dokumentáció alapján.
BAN BEN - kimeneti feszültség
L - Betöltés
BAN BEN - kimeneti feszültség
L - Betöltés
A legtöbb impulzusforrás olyan rendszerekkel van felszerelve, amelyek megvédik a kimenetet a rövidzárlat és a túlterhelés következményeitől. Mivel különböző biztonsági módszereket használnak, a terhelés típusához megfelelő forrást kell kiválasztani. Motorok, izzók, nagy kapacitású terhelés, induktivitás stb., Így az ún nemlineáris terhelések esetén induláskor nagy áramimpulzusra lehet szükségük, amely jelentősen meghaladja a forrás maximális névleges áramát. Ez kiválthatja a biztonságot és megakadályozhatja a forrás futtatását. A gyakorlatban bebizonyíthatja, hogy egy forrás, pl. 12 V 50 W, 12 V 30 W terhelés (pl. Izzó, motor) csatlakoztatása után nem tud elindulni.
Az erőforrás-tervezők különböző módszereket alkalmaznak a rövidzárlat és a túlterhelés következményei ellen. A biztonságnak védenie kell az erőforrásokat és a terheket. A leggyakoribbakat az alábbiakban ismertetjük.
Csuklás mód
Ez egy nagyon gyakran használt biztonság (angolul). csuklás - várakozás), amelyet kis áramveszteség jellemez túlterhelés vagy rövidzárlat esetén, és a rövidzárlat vagy a túlterhelés oka letelte után automatikusan visszatér a normál munkához.
Az alábbi grafikon szemlélteti a csuklás működésének elvét.
Uout - kimeneti feszültség
Kilépek - kimeneti áram
A - rövidzárlat (túlterhelés)
B - rövidzárlat vége
Uout - kimeneti feszültség
Kilépek - kimeneti áram
A - rövidzárlat (túlterhelés)
B - rövidzárlat vége
Időben A túlterhelés vagy rövidzárlat lép fel. Az áramellátás megszakadt. A kimeneten nagyon rövid időtartamú (például 100 ms) áramimpulzus jelenik meg, amelynek értéke a maximális áram 150% -áig terjed. A forrás néhány másodpercenként kiadja ezt az impulzust, amíg a túlterhelés vagy rövidzárlat oka meg nem szűnik (B), majd normál működésbe lép. A védelem kiváltásának (az áramellátás kikapcsolásának) küszöbét a legtöbb esetben a névleges áram 110-150% -ára (Kilépek). Leggyakrabban ez az üzemmód integrálva van egy biztosítékkal. Ha a terhelés a névlegesnél nagyobb, de a biztonsági kioldási küszöbértéknél kisebb áramot vesz fel, a hőbiztosító rövid idő múlva kiold, leválasztja az áramellátást, és a tápegység csukás üzemmódba kerül, amíg a túlterhelés okai meg nem szűnnek.
Más típusú biztonságot használnak a túlzott energiafogyasztás elleni védelemként, amelyet az alábbi grafikon mutat be (három görbe: A, B és C).
Uout - kimeneti feszültség
Kilépek - kimeneti áram
Uout - kimeneti feszültség
Kilépek - kimeneti áram
A görbe - Foldback áramkorlátozás
Ezt a típusú biztonságot lineáris forrásokban is használják. A maximális áram túllépésekor (terhelési ellenállás csökkentése) csökkenteni (csökkenteni) kell. Más szavakkal, ha a terhelési ellenállás csökken, az áram csökken. Ennek a megoldásnak az előnye az erőforrások kicsi energiavesztesége túlterhelés vagy rövidzárlat esetén. De ezzel a megoldással a forrás nem indul nagy indítási áramú (pl. Nagy kapacitású) terhelésnél.
B görbe - Állandó áramkorlátozás
A maximális áram túllépésekor (terhelési ellenállás csökkentése) a forrás állandó kimeneti áramot tart fenn, függetlenül a túlterhelési értéktől, miközben a kimeneti feszültség csökken. Egy második biztosítékot is gyakran használnak az áramellátás kikapcsolására, amikor a feszültség néhány voltra csökken. Ennek a módszernek a nagy hátránya a forrás nagy vesztesége és a terhelésen átáramló nagy áram, amely kárt okozhat. Ez a fajta védelem lehetővé teszi a forrás indítását nemlineáris jellemzővel rendelkező terhelés alatt.
C görbe - túlteljesítmény-korlátozás
A maximális áram túllépésekor (terhelési ellenállás csökkentése) a tápegység kimeneti teljesítménye állandó marad. A terhelés növekedésével együtt a feszültség és a kimeneti áram a C. jellemzőnek megfelelően csökken. Ez a fajta védelem lehetővé teszi, hogy a forrás nemlineáris jellemzőkkel rendelkező terheléseknél induljon el.
Üzemi hőmérséklet (környezeti hőmérséklet, környezeti levegő hőmérséklete)
A forrás hatékonyságától függően a forráshoz juttatott energia egy része elvész a hő hatására, a forrás hőmérséklete a külső hőmérséklethez képest nő. A 25 ° C-on működő kiváló minőségű források 50-70 ° C-ra melegíthetők. 50 ° C-os környezeti hőmérsékleten 75-95 ° C-ra melegíthetők.
Nagyon fontos felismerni, hogy az üzemi hőmérséklet közvetlenül befolyásolja a berendezés élettartamát és megbízhatóságát. Az impulzus tápegységek bonyolult felépítésűek és nagyszámú elektronikai alkatrészből állnak, amelyeket egymáshoz közel lehet elhelyezni a tápegység házában. A túl magas belső hőmérséklet károsíthatja az áramellátást és jelentősen lerövidítheti annak élettartamát. Ne feledje, hogy a kimeneti teljesítmény erősen függ a hőmérséklettől. Ügyeljen arra, hogy kerülje a tápellátást 50 ° C feletti hőmérsékleten, bár a gyártók gyakran jelzik, hogy ez az érték magasabb. Ebben az esetben figyelmesen olvassa el a műszaki dokumentációt.
Például egy 150 W 12 V-os tápegység - a megadott üzemi hőmérséklet -10 ° C és 70 ° C között van. A dokumentációban azonban a gyártó elhelyezte a százalékos terhelés grafikonját az üzemi hőmérséklet függvényében.
L - százalékos terhelés
T - Üzemi hőmérséklet
L - százalékos terhelés
T - Üzemi hőmérséklet
Amint az a képen látható, a forrás teljes energiát képes ellátni a terheléssel, de csak 50 ° C hőmérsékletig. 70 ° C-os hőmérsékleten történő munkavégzéskor a készülék 50% -ra, azaz a maximális áram felére terhelhető.
A hőmérséklet-emelkedésre a legérzékenyebb elemek az elektrolit kondenzátorok. Gyakorlatilag minden forrás több darabot tartalmaz. A kondenzátorgyártóknak fontos paraméterük van, az ún élettartam, a maximális üzemi hőmérséklet elérése érdekében. A hőmérséklet 10 ° C-kal történő csökkentése az elektrolit kondenzátor élettartamának kétszeres növekedését eredményezi. Például. a szokásos elektrolit kondenzátorok élettartama 1000 óra 105 ° C-on.
És így:
Ezek az idők nem jelzik a kondenzátor élettartamának végét, csak azt az időt, amely után a paraméterei (kapacitás, soros ellenállás stb.) Jelentősen romlanak, ami leggyakrabban meghibásodáshoz vezet.
Amint az a fenti példában látható, alacsonyabb hőmérséklet = hosszabb élettartam. Vannak többször hosszabb élettartamú kondenzátorok, de ez magasabb árat eredményez. A gyártótól függ, hogy melyik alkatrészeket használja. Az olcsó források nem használnak drágább alkatrészeket, hosszabb élettartammal.
- Egzotikus állati fehérjeforrások, amelyeket meg kell kóstolnia! Vagy inkább nem
- Expressz fogyás, egész test nyirokelvezetése, Power Plate edzés, Pozsony - Petržalka
- Francia almás pite glutén nélküli Power Cashew krémmel - maxsport
- Hot Power Belt HPB01 nyújtó neoprén karcsúsító öv Sirel Legnépszerűbb termékek, dom
- Fitness öv POWERLIFTING (POWER SYSTEM)