Как разобрать трансформаторный импульсный блок питания

Обновлено: 21.11.2024

В этом разделе описываются функции и меры предосторожности для полного использования возможностей блоков питания.
Чтобы узнать о мерах предосторожности для отдельных Продуктов, см. Меры предосторожности для безопасного использования этого Продукта.

Иногда может произойти легкий удар электрическим током, возгорание или выход из строя Продукта. Не разбирайте, не модифицируйте и не ремонтируйте Продукт и не прикасайтесь к внутренней части Продукта.

Иногда возможны легкие травмы из-за поражения электрическим током.
Не прикасайтесь к клеммам, пока подается питание.

Иногда могут возникать легкие ожоги. Не прикасайтесь к Изделию во время подачи питания или сразу после отключения питания.

Возможно возгорание. Затяните винты клемм с указанным крутящим моментом.

Иногда может произойти легкий удар электрическим током, возгорание или выход из строя Продукта. Не допускайте попадания в Продукт каких-либо кусков металла или проводников, а также каких-либо вырезок или обрезков, полученных в результате монтажных работ.

Меры предосторожности для безопасного использования

Входное напряжение

Используйте коммерческий источник питания для подачи напряжения питания на модели с входами переменного тока.
Доступны инверторы с выходной частотой 50/60 Гц, но это может привести к повышению внутренней температуры источника питания. в воспламенении или горении. Не используйте выход инвертора для питания Продукта.

Заземление

Полностью подключите землю. Неполное заземление может привести к поражению электрическим током.

Операционная среда

Используйте каждый Продукт в пределах номинального диапазона рабочей температуры окружающей среды, рабочей влажности окружающей среды и температуры хранения, указанных для этого Продукта.

Используйте блок питания в пределах, указанных для устойчивости к вибрации и ударам.

Не используйте блок питания в местах с чрезмерным количеством пыли или там, где жидкости, посторонние вещества или коррозионно-активные газы могут попасть внутрь продукта.

Устанавливайте блок питания вдали от устройств, создающих сильные высокочастотные помехи и скачки напряжения.

Не используйте блок питания в местах, подверженных воздействию прямых солнечных лучей.

Монтаж

Установочные винты можно вкручивать в блок питания только на ограниченную глубину. Убедитесь, что длина винтов, выступающих в блок питания, соответствует указанным размерам.
Конкретные размеры см. на схемах размеров для каждой модели.

Проводка

Соблюдайте осторожность при подключении входного кабеля к источнику питания.
Блок питания может выйти из строя, если входной кабель подключен к неправильным клеммам. Будьте осторожны при использовании модели с входом постоянного тока. Блок питания может выйти из строя, если поменять полярность.

Не прилагайте усилие более 75 Н к клеммной колодке при затягивании клемм.

Материалы для проводки

Используйте сечение провода, соответствующее номинальному выходному току используемого источника питания, чтобы предотвратить задымление или воспламенение, вызванное аномальными нагрузками.
Особая осторожность требуется, если выходной ток от одного источника питания распределяется к нескольким нагрузкам.
Если для разветвления используется тонкая проводка, схема защиты от перегрузки источника питания может не сработать в зависимости от таких факторов, как импеданс проводки нагрузки, даже при коротком замыкании нагрузки.
>Поэтому необходимо предусмотреть установку плавкого предохранителя в линию или другие защитные меры.
См. Техническое пояснение к источникам питания для выбора материалов проводки.

Меры предосторожности против попадания металлических фрагментов (опилок)

Сверление верхней части установленного блока питания может привести к падению осколков сверления на печатную плату, что приведет к короткому замыканию и повреждению внутренних цепей. Независимо от того, прикреплена крышка блока питания или нет, накройте блок питания листом, чтобы предотвратить попадание осколков при работе с верхней частью блока питания.
Обязательно снимите лист, закрывающий блок питания, для обработки перед включением питания, чтобы он не мешал рассеиванию тепла.

Загрузить

Внутренние детали могут выйти из строя или быть повреждены, если во время работы сохраняется состояние короткого замыкания или перегрузки по току.

Зарядка аккумулятора

При подключении батареи к нагрузке подключите схему ограничения перегрузки по току и схему защиты от перенапряжения.

Блоки питания с вентилятором

Блоки питания, оснащенные вентилятором, имеют принудительное воздушное охлаждение. Не закрывайте вентиляционные отверстия на поверхности установки вентилятора и на противоположной поверхности. Эффект охлаждения уменьшится, если отверстия будут заблокированы.

Всегда закрепляйте защитный кожух при замене вентилятора.

Всегда отключайте питание перед заменой вентилятора. Клеммы входного питания и внутренние цепи находятся под высоким напряжением.

Не прикасайтесь к внутренним частям при замене вентилятора.Внутренние детали находятся под высоким напряжением и высокой температурой сразу после отключения питания.

Не допускайте попадания снятых винтов или инструментов в блок питания при замене вентилятора.

При замене вентилятора используйте указанное направление установки и крутящий момент, указанные для каждого продукта.

Разборка

Не разбирайте блок питания, кроме случаев замены вентилятора.
Первоначальная производительность продукта может не сохраниться.

Выход и заземление

Выход источника питания является плавающим выходом (т. е. первичная и вторичная стороны разделены), поэтому выходную линию (т. е. +V или -V) можно внешне напрямую подключить к земле. Однако через землю изоляция между первичной и вторичной сторонами будет потеряна. Убедитесь, что не создаются петли, в которых выход источника питания замыкается накоротко через внутренние цепи нагрузки.

Пример: когда сторона +V источника питания подключена непосредственно к земле и используется нагрузка, для которой внутренняя линия 0-V использует то же заземление.

Меры предосторожности для правильного использования

Установка

Способ монтажа

Используйте блок питания в стандартном креплении, чтобы обеспечить надлежащий отвод тепла.
Если блок питания установлен в направлении, отличном от стандартного, внутренняя температура блока питания увеличится из-за плохого отвода тепла. представление . Это может привести к выходу из строя блока питания.
Подробнее о методе монтажа см. в технических описаниях блока питания.

Место для установки

Источник питания будет выделять тепло во время работы, поскольку он не имеет 100%-ной эффективности преобразования.
Сверьтесь с техническими описаниями и руководствами по эксплуатации и примите во внимание параметры рассеивания тепла при монтаже источника питания.

Функции

Функция дистанционного зондирования

Дистанционное измерение можно использовать для компенсации падения напряжения на линиях нагрузки. (Диапазон компенсации составляет ±10 % от номинального выходного напряжения.)
Чтобы использовать дистанционное измерение, снимите перемычки с клемм дистанционного измерения (короткозамкнутые в стандартной поставке) и подключите их, как показано на следующей схеме.
Убедитесь, что винты дистанционного зондирования не ослаблены. Ослабленные винты препятствуют выходу выходного напряжения.
Для обеспечения стабильной работы рекомендуется утолщать линию подключения нагрузки и компенсировать величину падения напряжения с помощью регулятора напряжения источника питания (V.ADJ).

Примечание 1.При большом падении напряжения в линиях нагрузки функция защиты от перенапряжения может активироваться из-за увеличения напряжения для компенсации падения напряжения, поэтому используйте максимально толстые кабели. провод, насколько это возможно.

Примечание 2.Убедитесь, что V_OUT ✕ I_OUT не превышает номинал блока питания.

Функция дистанционного управления

Эта функция позволяет включать и выключать выходное напряжение источника питания с помощью внешнего сигнала, когда на источник питания подается входное напряжение. Эта функция не может использоваться при высоких частотах переключения (т. е. кратковременное включение и выключение сигнала).
При неправильном соединении винтов дистанционного управления (например, из-за ослабленных винтов) выходное напряжение может не производиться. Убедитесь, что соединение правильно затянуто.
Убедитесь, что соединение правильно затянуто. Способ применения будет отличаться для каждого источника питания. См. спецификации.

Снижение номинальных значений температуры

Чтение кривых снижения номинальных характеристик

Кривая снижения номинальных характеристик показывает диапазон выходной мощности при различных температурах окружающей среды, методах монтажа и способах охлаждения.
Кривые снижения номинальных характеристик зависят от модели источника питания. Подробную информацию см. в технических описаниях.
Кривая снижения номинальных характеристик приведена ниже в качестве примера.

Примечание. Измеряйте температуру окружающей среды в месте, на которое не влияет тепло, выделяемое блоком питания.
(Например, измерьте ее на 50 мм ниже блока питания. Предложение.)

Подключение двух или более источников питания

Подключение двух или более источников питания последовательно или параллельно

Возможность подключения блоков питания и ограничения на количество блоков питания, подключенных последовательно или параллельно, зависят от блоков питания.
Для последовательного или параллельного подключения это необходимо для некоторых моделей. подключить внешний диод. Перед использованием двух или более блоков питания, подключенных последовательно или параллельно, ознакомьтесь с техническими описаниями.

Пример для серии S8FS-G
Последовательная работа

Два источника питания можно подключить последовательно.

Примечание 1.Диод подключен, как показано на рисунке. Если нагрузка закорочена, внутри источника питания будет генерироваться обратное напряжение. В этом случае источник питания может выйти из строя или быть поврежден. Всегда подключайте диод, как показано на рисунке.Выберите диод со следующими характеристиками.

Примечание 2.Хотя источники питания с различными характеристиками могут быть соединены последовательно, ток, протекающий через последовательное соединение, ток, протекающий через нагрузку, не должен превышать меньший номинальный выходной ток.

Выходы являются плавающими (т. е. первичные и вторичные цепи разделены). Таким образом, вы можете создавать положительные/отрицательные выходы, используя два источника питания. Вы можете сделать положительные/отрицательные результаты с любой из моделей. Если вы используете положительные/отрицательные выходы, подключите два источника питания одной модели, как показано ниже. Вы можете комбинировать модели с различной выходной мощностью и выходным напряжением. Однако используйте меньший из двух номинальных выходных токов в качестве тока нагрузки.

В зависимости от модели внутренние цепи могут быть повреждены из-за сбоя запуска при включении питания, если такие нагрузки, как серводвигатель или операционный усилитель, могут работать последовательно.
Поэтому подключите обходные диоды (D1, D2). ), как показано на следующем рисунке. Если в списке моделей, поддерживающих последовательное соединение выходов, указано, что внешний диод не требуется, внешний диод также не требуется для положительных/отрицательных выходов.

Используйте следующую информацию в качестве руководства по типу диода, диалектической прочности и току.

Параллельная работа

Параллельная работа используется, когда выходной ток от одного источника питания недостаточен для нагрузки. Блоки питания подключены параллельно для увеличения выходного тока.

Источники питания без опции параллельной работы

Параллельная работа невозможна.

S8FS-G60024[]-W[]
(Модели с опцией параллельной работы)

В параллельном режиме можно подключить до пяти блоков питания.
Для использования параллельного режима необходимо выполнить следующие условия.

Внутренние детали могут иногда изнашиваться или повреждаться. Для параллельной работы установите переключатель в положение "ПАРАЛЛЕЛЬ".

Для параллельной работы всегда используйте блоки питания с одинаковым номером модели.

Используйте регуляторы выходного напряжения (V. ADJ), чтобы отрегулировать разницу выходных напряжений до 50 мВ или меньше между блоками питания, которые используются в параллельной работе.

Длина и толщина каждого провода, подключенного к нагрузке, должны быть одинаковыми, чтобы не было разницы в величине падения напряжения между нагрузкой и выходными клеммами каждого источника питания.

Резкие колебания нагрузки (включая колебания, возникающие при пуске и включении нагрузки) могут привести к снижению выходного напряжения.
Если колебания выходного напряжения, возникающие в результате резких колебаний нагрузки, представляют проблему, подключите внешние диоды, как показано на следующей схеме.

Используйте следующую информацию в качестве руководства по типу диода, диалектической прочности и току.

Обычно я работаю на своем ноутбуке, но у меня все еще есть настольный компьютер, который я использую для программных проектов. Во всех громоздких источниках питания, используемых в настольных компьютерах, и прецизионных источниках питания для гальванической развязки на входе стабилизатора используется трансформатор SMPS. Если вы проектируете импульсный источник питания, вам необходимо оценить поведение всех трансформаторов (как для входного выпрямления, так и в секции силового трансформатора), которые обеспечивают желаемое выходное напряжение и пульсации в пределах ваших допусков.

Что такое импульсный трансформатор?

Трансформатор SMPS используется в импульсном источнике питания для обеспечения гальванической развязки. Импульсный трансформатор в изолированном источнике питания обеспечивает четкий барьер, предотвращающий прохождение опасного высокого напряжения на выход, обеспечивая безопасность от поражения электрическим током на выходе. Недостатком изолированного источника питания является его низкий КПД и большие габариты. КПД неизолированного SMPS может превышать ~95 %, тогда как КПД изолированного источника питания обычно составляет от 70 % до 90 %.

Низкий КПД изолированного SMPS возникает из-за используемого в корпусе SMPS-трансформатора. Поскольку эти источники питания работают при высоком напряжении/токе, они пропускают сильные магнитные поля в сердечник трансформатора SMPS. Гистерезис будет возникать в магнитных сердечниках, используемых в трансформаторах SMPS, когда входной сигнал переменного тока колеблется. Существует опасность насыщения сердечника трансформатора во время работы при очень высоком входном токе, что приводит к более сильному гистерезису и рассеиванию тепла в сердечнике.

Изготовители трансформаторов SMPS и материалов сердечника обычно поставляют кривые гистерезиса со своими компонентами, что позволяет разработчику определить пределы входного тока. Блоки SMPS с более низкой эффективностью будут нагреваться до более высоких температур при работе с высоким напряжением / током, поэтому для отвода тепла им требуются некоторые стратегии управления тепловым режимом. В блоках питания с высокой выходной мощностью радиаторы обычно используются с установленными на корпусе вентиляторами для обеспечения достаточного охлаждения.

Размещение импульсного трансформатора

Трансформатор SMPS может быть размещен в одном или нескольких местах в цепи регулятора. Реальные источники питания обычно содержат несколько ступеней преобразования и регулирования мощности, и в любой из них может быть включен трансформатор SMPS. Поскольку трансформатор предназначен для обеспечения гальванической развязки, его обычно размещают между ступенью регулирования выхода и ступенью переключения. Точное расположение SMPS будет зависеть от топологии источника питания. Две распространенные топологии, в которых используется трансформатор SMPS, — это обратноходовой преобразователь и прямоходовой преобразователь.

Упрощенная блок-схема, показывающая типичное размещение импульсного трансформатора в топологии источника питания.

Выбор высокоэффективного импульсного трансформатора

Существует много типов импульсных трансформаторов, в которых используются различные материалы сердечника, направления намотки и количество катушек. В большинстве топологий SMPS будет использоваться трансформатор с 2 витками, в то время как в других (например, мост или LLC) будет использоваться трансформатор с 3 витками. Трансформатор с 3 катушками часто используется для обеспечения нескольких уровней выходной мощности от одной схемы SMPS.

Разные материалы сердечника насыщаются при разной напряженности магнитного поля, что определяет максимальное напряжение, которое можно использовать с трансформатором. Вы всегда должны выбирать трансформатор, который работает в диапазоне линейного гистерезиса для вашего источника питания, чтобы свести к минимуму нагрев и потери мощности. Некоторые данные о насыщении и потерях показаны в таблице ниже (источник данных).

Источник питания — это электрическое устройство, которое преобразует электрический ток, поступающий от источника питания, например, от электросети, в значения напряжения и тока, необходимые для питания нагрузки, такой как двигатель или электронное устройство.< /p>

Задачей блока питания является питание нагрузки надлежащим напряжением и током. Ток должен подаваться контролируемым образом — и с точным напряжением — к широкому диапазону нагрузок, иногда одновременно, не позволяя изменениям входного напряжения или других подключенных устройств влиять на выход.

Источник питания может быть внешним, что часто встречается в таких устройствах, как ноутбуки и зарядные устройства для телефонов, или внутренним, например в более крупных устройствах, таких как настольные компьютеры.

Источник питания может быть регулируемым или нерегулируемым. В регулируемом источнике питания изменения входного напряжения не влияют на выходное. С другой стороны, в нерегулируемом источнике питания выход зависит от любых изменений на входе.

Единственное, что объединяет все блоки питания, это то, что они берут электроэнергию от источника на входе, каким-то образом преобразуют ее и передают на нагрузку на выходе.

Мощность на входе и выходе может быть переменного тока (AC) или постоянного тока (DC):

Постоянный ток (DC) возникает, когда ток течет в одном постоянном направлении. Обычно это происходит от батарей, солнечных элементов или преобразователей переменного тока в постоянный. Постоянный ток является предпочтительным типом питания для электронных устройств.
Переменный ток (AC) возникает, когда электрический ток периодически меняет свое направление. Переменный ток — это метод, используемый для доставки электроэнергии по линиям электропередачи в дома и на предприятия.

Поэтому, если переменный ток используется в вашем доме, а постоянный ток необходим для зарядки телефона, вам понадобится блок питания переменного/постоянного тока, чтобы преобразовывать поступающее переменное напряжение. от электросети к напряжению постоянного тока, необходимому для зарядки аккумулятора вашего мобильного телефона.

Что такое переменный ток (AC)

Первым шагом при проектировании любого источника питания является определение входного тока. И в большинстве случаев источником входного напряжения электросети является переменный ток.

Типичной формой волны переменного тока является синусоида (см. рис. 1).`

Рисунок 1. Форма волны переменного тока и основные параметры

Есть несколько показателей, которые необходимо учитывать при работе с блоком питания переменного тока:

Пиковое напряжение/ток: максимальное значение амплитуды, которое может достичь волна.
Частота. Количество циклов волны в секунду. Время, необходимое для завершения одного цикла, называется периодом.
Среднее напряжение/ток: среднее значение всех точек, которые принимает напряжение в течение одного цикла. В чисто переменном токе без наложенного постоянного напряжения это значение будет равно нулю, поскольку положительная и отрицательная половины компенсируют друг друга.
Среднеквадратичное значение напряжения/тока: оно определяется как квадратный корень из среднего за один цикл квадрата мгновенного напряжения. В чистой синусоидальной волне переменного тока ее значение можно рассчитать с помощью уравнения (1): $$V_ \over \sqrt 2 $$
Его также можно определить как эквивалентную мощность постоянного тока, необходимую для получения того же эффекта нагрева. Несмотря на сложное определение, он широко используется в электротехнике, поскольку позволяет найти действующее значение переменного напряжения или тока. Из-за этого его иногда обозначают как V_AC.
Фаза: угловая разница между двумя волнами. Полный цикл синусоиды делится на 360°, начиная с 0°, с пиками на 90° (положительный пик) и 270° (отрицательный пик) и дважды пересекая начальную точку, на 180° и 360°. Если две волны нанесены вместе, и одна волна достигает своего положительного пика в то же время, когда другая достигает своего отрицательного пика, то первая волна будет иметь угол 90°, а вторая волна будет иметь угол 270°; это означает, что разность фаз составляет 180°. Эти волны считаются противофазными, так как их значения всегда будут иметь противоположные знаки. Если разность фаз равна 0 °, мы говорим, что две волны совпадают по фазе.

Переменный ток (AC) — это способ передачи электроэнергии от генерирующих объектов к конечным потребителям. Он используется для передачи электроэнергии, поскольку в процессе транспортировки электричество необходимо несколько раз преобразовать.

Электрические генераторы производят напряжение около 40 000 В или 40 кВ. Затем это напряжение повышается до значений от 150 кВ до 800 кВ, чтобы снизить потери мощности при передаче электрического тока на большие расстояния. Как только он достигает места назначения, напряжение снижается до 4–35 кВ. Наконец, прежде чем ток достигнет отдельных пользователей, он снижается до 120 В или 240 В, в зависимости от местоположения.

Все эти изменения напряжения были бы либо сложными, либо очень неэффективными для постоянного тока (DC), поскольку линейные трансформаторы зависят от колебаний напряжения для передачи и преобразования электрической энергии, поэтому они могут работать только с переменным током (AC).

Линейный и импульсный источник питания переменного/постоянного тока

Линейный источник питания переменного/постоянного тока

Линейный блок питания переменного/постоянного тока имеет простую конструкцию.

При использовании трансформатора входное напряжение переменного тока (AC) снижается до значения, более подходящего для предполагаемого применения. Затем пониженное напряжение переменного тока выпрямляется и преобразуется в напряжение постоянного тока, которое фильтруется для дальнейшего улучшения качества сигнала (рис. 2).

Рисунок 2. Блок-схема линейного блока питания переменного/постоянного тока

Конструкция традиционного линейного источника питания переменного/постоянного тока с течением времени развивалась, улучшаясь с точки зрения эффективности, диапазона мощности и размера, но эта конструкция имеет некоторые существенные недостатки, которые ограничивают ее интеграцию.

Огромным ограничением линейного источника питания переменного/постоянного тока является размер трансформатора. Поскольку входное напряжение преобразуется на входе, необходимый трансформатор должен быть очень большим и, следовательно, очень тяжелым.

На низких частотах (например, 50 Гц) необходимы большие значения индуктивности для передачи большого количества энергии от первичной обмотки к вторичной. Это требует больших сердечников трансформатора, что делает миниатюризацию этих источников питания практически невозможной.

Другим ограничением линейных источников питания переменного/постоянного тока является стабилизация напряжения большой мощности.

В линейном источнике питания переменного/постоянного тока используются линейные стабилизаторы для поддержания постоянного напряжения на выходе. Эти линейные регуляторы рассеивают любую дополнительную энергию в виде тепла. При малой мощности особых проблем не представляет. Однако при высокой мощности тепло, которое регулятор должен рассеивать для поддержания постоянного выходного напряжения, очень велико, и для этого потребуется установка очень больших радиаторов.

Переключение источника питания переменного/постоянного тока

Новая методология проектирования была разработана для решения многих проблем, связанных с проектированием линейных или традиционных источников питания переменного/постоянного тока, включая размер трансформатора и регулирование напряжения.

Импульсные источники питания теперь возможны благодаря развитию полупроводниковых технологий, особенно благодаря созданию мощных MOSFET-транзисторов, которые могут включаться и выключаться очень быстро и эффективно, даже при наличии больших напряжений и токов.< /p>

Переключаемый источник питания переменного/постоянного тока позволяет создавать более эффективные преобразователи энергии, которые больше не рассеивают избыточную мощность.

Источники питания переменного/постоянного тока, разработанные с использованием импульсных преобразователей мощности, называются импульсными источниками питания. Импульсные блоки питания переменного/постоянного тока имеют несколько более сложный метод преобразования мощности переменного тока в постоянный.

При переключении источников питания переменного тока входное напряжение больше не снижается; скорее, он выпрямляется и фильтруется на входе. Затем постоянное напряжение проходит через прерыватель, который преобразует напряжение в последовательность высокочастотных импульсов.Наконец, волна проходит через еще один выпрямитель и фильтр, который преобразует ее обратно в постоянный ток (DC) и устраняет любую оставшуюся составляющую переменного тока (AC), которая может присутствовать перед достижением выхода (см. рис. 3).

При работе на высоких частотах индуктор трансформатора способен передавать больше мощности, не достигая насыщения, а это означает, что сердечник может становиться все меньше и меньше. Таким образом, трансформатор, используемый при переключении источников питания переменного/постоянного тока для уменьшения амплитуды напряжения до заданного значения, может иметь размер в несколько раз меньше трансформатора, необходимого для линейного источника питания переменного/постоянного тока.

Рисунок 3. Блок-схема импульсного блока питания переменного/постоянного тока

Как и следовало ожидать, у этого нового метода проектирования есть некоторые недостатки.

Переключение преобразователей мощности переменного/постоянного тока может создавать значительный уровень шума в системе, который необходимо устранить, чтобы исключить его присутствие на выходе. Это создает потребность в более сложной схеме управления, что, в свою очередь, усложняет конструкцию. Тем не менее, эти фильтры состоят из компонентов, которые можно легко интегрировать, поэтому это не оказывает существенного влияния на размер блока питания.

Трансформаторы меньшего размера и повышенная эффективность регулятора напряжения при переключении источников питания переменного/постоянного тока являются причиной того, что теперь мы можем преобразовывать переменное напряжение 220 В со среднеквадратичным значением в напряжение постоянного тока 5 В с помощью преобразователя мощности, который умещается на ладони.

В таблице 1 приведены различия между линейными и импульсными источниками питания переменного/постоянного тока.

Таблица 1. Линейные и импульсные источники питания

Однофазные и трехфазные источники питания

Источник переменного тока (AC) может быть однофазным или трехфазным:

Трехфазный источник питания состоит из трех проводников, называемых линиями, по каждому из которых протекает переменный ток (AC) той же частоты и амплитуды напряжения, но с относительной разницей фаз 120°, или одной трети цикл (см. рис. 4). Эти системы наиболее эффективны при подаче больших объемов электроэнергии и поэтому используются для доставки электроэнергии от генерирующих объектов в дома и на предприятия по всему миру.
Однофазный источник питания является предпочтительным методом подачи тока в отдельные дома или офисы, чтобы равномерно распределить нагрузку между линиями. При этом ток течет от питающей линии через нагрузку, затем обратно по нулевому проводу. Этот тип питания используется в большинстве установок, за исключением крупных промышленных или коммерческих зданий. Однофазные системы не могут передавать столько энергии на нагрузку и более подвержены перебоям в подаче электроэнергии, но однофазное питание также позволяет использовать гораздо более простые сети и устройства.

Рисунок 4. Форма сигнала трехфазного источника питания переменного тока

Существует две конфигурации для передачи электроэнергии через трехфазный источник питания: конфигурация треугольника $(\Delta)$ и звезда (Y), которые также называются треугольником и звездой соответственно.

Основное различие между этими двумя конфигурациями заключается в возможности добавления нейтрального провода (см. рис. 5).

Соединения треугольником обеспечивают большую надежность, но соединения Y могут обеспечивать два разных напряжения: фазное напряжение, которое представляет собой однофазное напряжение, подаваемое в дома, и линейное напряжение для питания больших нагрузок. Связь между фазным напряжением (или фазным током) и линейным напряжением (или линейным током) в Y-конфигурации заключается в том, что амплитуда линейного напряжения (или тока) в √3 раза больше, чем амплитуда фазы.

Поскольку стандартная система распределения электроэнергии должна подавать питание как к трехфазным, так и к однофазным системам, большинство сетей распределения электроэнергии имеют три линии и нейтраль. Таким образом, как дома, так и промышленное оборудование могут быть подключены к одной и той же линии электропередачи. Таким образом, конфигурация Y чаще всего используется для распределения электроэнергии, тогда как конфигурация треугольника обычно используется для питания трехфазных нагрузок, таких как большие электродвигатели.

Рис. 5. Трехфазные конфигурации Y и Delta

Напряжение, при котором электросеть поставляет своим пользователям однофазную электроэнергию, имеет различные значения в зависимости от географического положения. Вот почему очень важно проверить диапазон входного напряжения блока питания перед его покупкой или использованием, чтобы убедиться, что он предназначен для работы в электросети вашей страны. В противном случае вы можете повредить блок питания или подключенное к нему устройство.

В таблице 2 сравниваются напряжения сети в разных регионах мира.

*В Японии есть две частоты в национальной сети из-за того, что электрификация началась в конце 19 века. В западном городе Осака поставщики электроэнергии закупили генераторы на 60 Гц в США, а в Токио, на востоке Японии, они купили немецкие генераторы на 50 Гц. Обе стороны отказались менять свою частоту, и по сей день в Японии все еще есть две частоты: 50 Гц на востоке и 60 Гц на западе.

Как упоминалось ранее, трехфазное питание используется не только для транспорта, но и для питания больших нагрузок, таких как электродвигатели или зарядка больших аккумуляторов. Это связано с тем, что параллельное питание в трехфазных системах может передавать гораздо больше энергии на нагрузку и может делать это более равномерно из-за перекрытия трех фаз (см. рис. 6).

Рисунок 6. Передача электроэнергии в однофазной (слева) и трехфазной (справа) системах

Например, при зарядке электромобиля количество энергии, которое вы можете передать аккумулятору, определяет скорость его зарядки.

Однофазные зарядные устройства подключаются к сети переменного тока (AC) и преобразуются в постоянный ток (DC) внутренним преобразователем переменного тока в постоянный (также называемым бортовым зарядным устройством). Мощность этих зарядных устройств ограничена сетью и розеткой переменного тока.

Ограничение зависит от страны, но обычно составляет менее 7 кВт для розетки на 32 А (в ЕС 220 x 32 А = 7 кВт). С другой стороны, трехфазные источники питания преобразуют мощность переменного тока в постоянный извне и могут передавать более 120 кВт на батарею, обеспечивая сверхбыструю зарядку.

Обзор

Источники питания переменного/постоянного тока повсюду. Основная задача источника питания переменного/постоянного тока заключается в преобразовании переменного тока (AC) в стабильное напряжение постоянного тока (DC), которое затем можно использовать для питания различных электрических устройств.

Переменный ток используется для передачи электроэнергии по всей электрической сети, от генераторов до конечных потребителей. Цепь переменного тока (AC) может быть сконфигурирована как однофазная или трехфазная система. Однофазные системы проще и могут обеспечить мощность, достаточную для питания всего дома, но трехфазные системы могут обеспечить гораздо большую мощность более стабильным образом, поэтому они часто используются для подачи электроэнергии в промышленных целях.

Разработка эффективного источника питания переменного/постоянного тока — непростая задача, поскольку современные рынки требуют мощных, чрезвычайно эффективных и миниатюрных источников питания, способных поддерживать эффективность в широком диапазоне нагрузок.

Методы проектирования источников питания переменного/постоянного тока со временем менялись. Линейные блоки питания переменного/постоянного тока ограничены по размеру и эффективности, поскольку они работают на низких частотах и регулируют выходную температуру, рассеивая избыточную энергию в виде тепла. Напротив, импульсные источники питания стали чрезвычайно популярными, поскольку в них используются импульсные стабилизаторы для преобразования переменного тока в постоянный. Импульсные блоки питания работают на более высоких частотах и преобразовывают электроэнергию намного эффективнее, чем в предыдущих конструкциях, что позволило создать мощные блоки питания переменного/постоянного тока размером с ладонь.

Модели в закрытом корпусе оснащены одним или двумя трансформаторами, предварительно упакованными в корпус NEMA 1, и предназначены для установки в корпусе по выбору пользователя. Трансформаторы доступны на 40 ВА, 75 ВА и 100 ВА. Выключатель/автоматический выключатель предусмотрен для каждого трансформатора, а в моделях «B10» выключатель/автоматический выключатель присутствует для управления питанием всего блока. Светодиод указывает на наличие напряжения 24 В переменного тока на клеммах класса 2 снаружи корпуса или на проводах внутри. В большинстве моделей имеется внутренний отсек для высоковольтной проводки и две розетки на 120 В переменного тока с заземлением. Каждая серия блоков питания доступна с рядом различных опций.

Предварительное одобрение OSHPD на сейсмическую сертификацию (OSP)

По состоянию на 22 сентября 2020 года большинство наших моделей серии PSH (40–500 ВА) предварительно одобрены (OSP) для сейсмической сертификации OSHPD. Нажмите здесь, чтобы просмотреть нашу сертификацию OSP.

Закрытый блок питания 200 ВА с (5) выходами 40 ВА класса 2

Закрытый блок питания 200 ВА с (5) выходами 40 ВА класса 2 с отдельными отсеками для проводки высокого/низкого напряжения.

*Показано без крышки высоковольтного или низковольтного отсека

Закрытый источник питания 200 ВА, разделение высокого и низкого напряжения с (5) выходами 40 ВА класса 2, внешней розеткой 120 В переменного тока и автоматическими выключателями.

*Показано без кожуха высокого напряжения

Панельный монтаж (предварительно установленный на подпанель) Блок питания 200 ВА с (5) выходами 40 ВА класса 2

Закрытый блок питания 300 ВА с (3) выходами 100 ВА класса 2, от 480/277/240/120 В до 24 В переменного тока

Закрытый блок питания 300 ВА с (3) выходами 100 ВА класса 2 с отдельными отсеками для проводки высокого/низкого напряжения.

*Показано без крышки высоковольтного или низковольтного отсека

Закрытый источник питания 300 ВА, разделение высокого и низкого напряжения с (3) выходами 100 ВА класса 2, внешней розеткой 120 В переменного тока и автоматическими выключателями

*Показано без кожуха высокого напряжения

Панельный монтаж (предварительно установленный на подпанель) Источник питания 300 ВА с (3) выходами 100 ВА класса 2

Закрытый блок питания 500 ВА с (5) выходами 100 ВА класса 2, от 480/277/240/120 В до 24 В переменного тока

Закрытый источник питания 500 ВА с (5) выходами 100 ВА класса 2 с отдельными отсеками для проводки высокого/низкого напряжения.

*Показано без крышки высоковольтного или низковольтного отсека

Закрытый источник питания 500 ВА, разделение высокого и низкого напряжения с (5) выходами 100 ВА класса 2, внешней розеткой 120 В переменного тока и автоматическими выключателями

*Показано без кожуха высокого напряжения

Панельный монтаж (предварительно установленный на подпанель) Блок питания 500 ВА с (5) выходами 100 ВА класса 2

Закрытый одиночный источник питания 40 ВА, от 120 до 24 В переменного тока, класс 2 UL

Закрытый одиночный источник питания 40 ВА, от 120 до 24 В переменного тока, UL Class 2, вторичные провода

Закрытый одиночный источник питания 40 ВА, от 120 В до 24 В переменного тока, блок питания класса 2 UL, главный выключатель 10 А

Закрытый одиночный источник питания 40 ВА, от 120 В до 24 В переменного тока, класс 2 UL, вторичные провода, главный выключатель 10 А

Закрытый одиночный источник питания 40 ВА, от 120 до 24 В переменного тока, блок питания класса 2 UL, главный выключатель 10 А с удлинителем

Закрытый одиночный многоотводной блок питания 75 ВА, от 480/277/240/208/120 до 24 В перем. тока, блок питания класса 2 UL

Закрытый одиночный 75 ВА, многоотводной, от 480/277/240/208/120 до 24 В переменного тока, блок питания класса 2 UL, вторичные провода

Закрытый одиночный блок питания 75 ВА, от 120 до 24 В переменного тока, класс 2 UL, главный выключатель 10 А

Закрытый одиночный источник питания 75 ВА, от 120 до 24 В переменного тока, UL класс 2, вторичные провода, главный выключатель 10 А

Закрытый двойной блок питания 75 ВА, многоотводной, от 480/277/240/208/120 до 24 В переменного тока, блок питания класса 2 UL

Закрытый двойной источник питания 75 ВА, от 480/277/240/208/120 В до 24 В переменного тока, UL Class 2, вторичные провода

Закрытый двойной блок питания 75 ВА, от 120 до 24 В перем. тока, класс 2 UL, главный выключатель 10 А

Закрытый двойной источник питания 75 ВА, от 120 до 24 В переменного тока, класс 2 UL, вторичные провода, главный выключатель 10 А

Закрытый одиночный источник питания 100 ВА, от 120 до 24 В переменного тока, класс 2 UL

Закрытый одиночный источник питания 100 ВА, от 120 до 24 В переменного тока, UL Class 2, вторичные провода

Закрытый одиночный блок питания 100 ВА, от 120 В до 24 В переменного тока, блок питания класса 2 UL, главный выключатель 10 А

Закрытый одиночный источник питания 100 ВА, от 120 В до 24 В переменного тока, блок питания класса 2 UL, 10 А, главный выключатель с входным удлинителем

Закрытый одиночный блок питания 100 ВА, от 120 В до 24 В переменного тока, класс 2 UL, вторичные провода, главный выключатель 10 А

Закрытый двойной источник питания 100 ВА, от 120 до 24 В переменного тока, класс 2 UL

Закрытый двойной блок питания 100 ВА, от 120 В до 24 В переменного тока, класс 2 UL, вторичные провода

Закрытый двойной источник питания 100 ВА, от 120 до 24 В переменного тока, класс 2 UL, главный выключатель 10 А

Закрытый двойной блок питания 100 ВА, от 120 В до 24 В переменного тока, класс 2 UL, вторичные провода, главный выключатель 10 А

2,75-дюймовый блок питания 40 ВА, 120–24 В переменного тока

2,75-дюймовый блок питания 40 ВА, 120–24 В переменного тока, с переключателем

Панельный монтаж (открытый кронштейн), источник питания 40 ВА, от 120 до 24 В переменного тока

Панельный монтаж (открытый кронштейн), один блок питания 100 ВА, от 120 до 24 В переменного тока

Закрытый одиночный блок питания 40 ВА, от 120 В до 24 В переменного тока

Закрытый одиночный источник питания 100 ВА, от 120 до 24 В переменного тока

Источник питания 40 ВА, 120–24 В переменного тока, DIN-рейка и корпус 14,5 x 7,7 x 3,9 дюйма

Двойные блоки питания 100 ВА с субпанелью, установленные в корпусе 12,5" x 24,5" x 6,5"

Двойные блоки питания 100 ВА с субпанелью, установленные в корпусе 16,15 x 20,0 x 6,72 дюйма

Один блок питания 100 ВА с субпанелью, установленной в корпусе 12,5" x 24,5" x 6,5"

Один блок питания 100 ВА с субпанелью, установленной в корпусе 16,15" x 20,0" x 6,72"

Двойные блоки питания мощностью 100 ВА с металлической перфорированной панелью, установленные в корпусе 12,5" x 24,5" x 6,5"

Один блок питания 100 ВА с металлической перфорированной панелью, установленный в корпусе 12,5" x 24,5" x 6,5"

Изолированный линейный источник питания постоянного тока для монтажа на гусеничном ходу, от 24 В переменного тока до 1,5–28 В постоянного тока, регулируемый выходной ток 300 мА

Изолированный линейный источник питания постоянного тока для монтажа на гусеничном ходу, от 120 В переменного тока до 1,5–28 В постоянного тока, регулируемый выходной ток 300 мА

Изолированный линейный источник питания постоянного тока для монтажа на гусеничном ходу, от 24 В до 1,5–12 В постоянного тока, регулируемый выходной ток 300 мА

2,75-дюймовый изолированный линейный источник питания постоянного тока для монтажа на гусеничном ходу, от 120 В до 24 В постоянного тока, выходной ток 1 А

2,75-дюймовый неизолированный линейный источник питания постоянного тока для монтажа на гусеничном ходу, от 24 В переменного тока до 1,5–28 В постоянного тока, регулируемый выходной ток 300 мА, без переключателя

Закрытый неизолированный линейный источник питания постоянного тока, регулируемый выход от 24 В переменного тока до 1,5–28 В постоянного тока

Закрытый одноимпульсный источник питания постоянного тока 120–24 В пост. тока при 2,5 А

Закрытый источник питания, 100 ВА (от 120 до 24 В переменного тока) и переключаемый от 120 до 24 В постоянного тока при 2,5 А

Читайте также: