480 likes | 1.06k Views
ŠOLSKI CENTER PTUJ Poklicna in tehniška elektro šola Volkmerjeva cesta 19, 2250 Ptuj, (02) 772 44 11 , (02) 776 20 21 e-pošta: elektro.sola@ptes-ptuj.net, http://www.ptes-ptuj.net. Stikalni napajalnik (Switch usmernik). Zbral in uredil: Marjan Bezjak univ.dipl.inž.el.
E N D
ŠOLSKI CENTER PTUJ Poklicna in tehniška elektro šola Volkmerjeva cesta 19, 2250 Ptuj, (02) 772 44 11 , (02) 776 20 21 e-pošta: elektro.sola@ptes-ptuj.net, http://www.ptes-ptuj.net Stikalni napajalnik(Switch usmernik) Zbral in uredil: Marjan Bezjak univ.dipl.inž.el.
Kaj sploh napajalnik je? • Napajalnik je komponenta, katere glavna naloga je, da komponentam v napravi zagotavlja enosmerno električno napetost s čim manj nihanji in brez prekinitev. • Napajalnik je pomemben za stabilno delovanje celotnega sistema saj lahko slab napajalnik povzroči tudi zaustavitev delovanja komponente in pa nenaden ponovni zagon, če je preobremenjen. Stikalni usmerniki
Primerjava stikalni/klasični napajalnik Stikalni usmerniki
Različne vrste konverterjev Buck konverter: -vhodno napetost spremeni v nižjo izhodno napetost. Boost konverter: -vhodno napetost spremeni v višjo izhodno napetost. Buck-Boost konverter: -vhodno napetost spremeni v negativno napetost. DELOVANJE DELOVANJE DELOVANJE Stikalni usmerniki
Delovanje napajalnika • Napajalnik deluje na principu stikalnega usmernika, ki izmenično napetost z višanjem frekvence pretvarja v enosmerno. Stikalni usmerniki
Princip delovanja stikalnega napajalika ton -- čas, ko je tranzistor vklopljen T -- čas periode d -- prevajalno razmerje DELOVANJE Stikalni usmerniki
Blokovna shema TV napajalnika Regulacija izhodne napetosti Vhod Izhod DC 220 V 50Hz AC Usmernik in filter Sekanje napetosti in visokofrekvenčni transformator Usmernik in filter Stikalni usmerniki
Preklaplja nam tranzistor TRANZISTOR KOT STIKALO Stikalni usmerniki
Preklopni časi tranzistorja Stikalni usmerniki
Preklopni časi tranzistorja Stikalni usmerniki
Preklopne izgube tranzistorja U U,I I t Ptot t Stikalni usmerniki
Razbremenilno vezje Stikalni usmerniki
TDA 4601 Stikalni usmerniki
TDA 4601 Stikalni usmerniki
TDA 4601 Stikalni usmerniki
PRIMER VEZJA BREZ POVRATNE ZANKE (brez kontrole izhodne napetosti) Kritični so elektrolitski kondenzatorji, kapacitete 100 uF v napajalni veji IC. Če oslabijo, usmernik težko štarta, lahko se izklaplja in običajno se ustvarja neprijeten zvok med delovanjem. Oslabelost elektrolitskih kondenzatorjev, ustvarja nestabilno in moteno delovanje. Stikalni usmerniki
Zakaj je potrebno menjatiEL-KO? Potrebna napetost za pravilno delovanje Če kapacitivnost pade (EL-KO oslabi), napetost ni več lepo glajena – enosmerna (postane valovita, kar povzroči motnje pri delovanju) Stikalni usmerniki
TDA 4601 ODVISNOST MOČI OD FREKVENCE PREKLAPLJANJA Stikalni usmerniki
TDA 4601 ODVISNOST IZKORISTKA VEZJA OD MOČI Stikalni usmerniki
Napake v stikalnih usmernikih • Usmernik se zaganja, če napajalna napetost čipa ni zglajena(običajno je najenostavneje, če menjamo elektrolitske kondenzatorje v vhodnem mrežnem delu usmernika, ker s časom EL-KO izgublja kapaciteto - slabi) • Usmernik “PUMPA”, ko je breme preveliko - zaradi tokovne zaščite(kakšna komponenta porablja neobičajno velik tok) Stikalni usmerniki
TDA 4601 PRIMER VEZJA IZ ŠASIJE GORENJE G2: Stikalni usmerniki
TDA 4601 PRIMER VEZJA IZ ŠASIJE GORENJE G2: OBIČAJNO NE PREŽIVI TRANZISTOR BU Stikalni usmerniki
TRANZISTOR PROBLEM NASTOPI PRI IZKLOPU INDUKTIVNEGA BREMENA (transformatorja) ČE IMAMO ZAŠČITNO DIODO, KONICO INDUCIRANE NAPETOSTI ODREŽEMO IN TRANZISTORJA NE UNIČIMO INDUCIRANA NAPETOST SE PRIŠTEVA K NAPAJALNI NAPETOSTI IN OBIČAJNO PREKORAČI DOPUSTNO Uce, KAR UNIČI T. Stikalni usmerniki
TDA 4605 Stikalni usmerniki
TDA 4605 Za stabilnost delovanja in za ustrezno štartanje je pomemben elektrolitski kondenzator v napajanju! Stikalni usmerniki
UC 3842 Stikalni usmerniki
UC 3842 Stikalni usmerniki
UC 3842 Stikalni usmerniki
UC 3842 • se pogosto uporablja v TV aparatih, monitorjih in računalniških usmernikih • elementi morajo biti dokaj točnih vrednosti (odstopanja povzročajo motnje in v določenih primerih uničenje izhodnega tranzistorja) • uporablja se konfiguracija z bipolarnim tranzistorjem (BUT 11, BUT 12) in z MOS FET tranzistorji (BUZ 90, …) Stikalni usmerniki
UC 3842 RAZBREMENILNO VEZJE TRANZISTORJA, IZVEDENO Z UPOROM, KONDENZATORJEM IN DIODO (RCD snubbber) Stikalni usmerniki
UC 3842 OB MENJAVI IZHODNEGA TRANZISTORJA JE DOBRO ZAŠČITITI ŠE INTEGRIRANO VEZJE. TO NAREDIMO Z DIODO, KI JO VEŽEMO MED IZHOD IC IN MASO. Stikalni usmerniki
Delovanje stikalnega napajalnika(blokovna shema) Usmernik: (nam vhodno napetost usmeri in zgladi) Tranzistor kot stikalo: (z njim vhodno usmerjeno napetost razsekamo na frekvenco 50kHz – 200kHz) Povratna vezava: (nam vpliva na PŠM, da dobimo izhodno napetost konstantnih vrednosti. Obenem nam tudi služi kot GALVANSKA LOČITEV) Izhodni usmernik: (z njim sekundarno napetost zgladimo, da dobimo enosmerno napetost) Transformator: (izmenično napetost visoke frekvence transformiramo na želeno vrednost. Služi nam tudi kot GALVANSKA LOČITEV) PŠM: (nam krmili tranzistorje in določa čas vklopa in izklopa impulza) Stikalni usmerniki
Kako iz stikalnega napajalnika, napraviti stikalni ojačevalnik? Stikalni usmerniki
Kako iz stikalnega napajalnika, napraviti stikalni ojačevalnik? Ker ne potrebujemo reguliranega izhoda, odstranimo povratno vezavo. In na koncu dodamo še tonski signal Odstranimo tudi transformator Stikalni usmerniki
Pulzno Širinski Modulator ANIMACIJA je odvisen od časa, v katerem je nivo žagine Napetosti, manjši od nivoja vhodne. Nam določa čas, v katerem je nivo žagine napetosti višji od vhodnega. Da dobimo pulzno moduliran signal za krmiljenje izhodnih tranzistorjev Vhodni signal primerjamo z generirano žago, Čas pavze moduliranega impulza Čas trajanja impulza Stikalni usmerniki
Viri • http://www.mitedu.freeserve.co.uk/Circuits/Power/dcdc_con.htm • http://www.slo-tech.com/clanki/in/in.shtml • http://www.slo-tech.com/testi/03017/03017.shtml • http://www.computronic.si/atx-nap.htm • http://www.mlacom.si/novostee/novosti_septokt03.htm • http://static.howstuffworks.com/gif/power-supply1.jpg • http://henry.fbe.fh-darmstadt.de/smps_e/smps_e.asp • http://www.peg.si/electro/switcher.html • http://computer.howstuffworks.com/power-supply.htm • http://computer.howstuffworks.com/power-supply1.htm • http://www.egtechnology.com/power/power.gif • http://computer.howstuffworks.com/power-supply.htm • http://computer.howstuffworks.com/power-supply1.htm • http://focus.ti.com/docs/apps/catalog/resources/blockdiagram.jhtml?bdId=838 • http://www.csucsposta.hu/kvarc/model/glowplug/glowplughu.html • http://henry.fbe.fh-darmstadt.de/smps_e/smps_e.asp • http://wwww.ges.cz/sheet/u/uc3842ph.pdf Stikalni usmerniki