INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA...
Transcript of INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA...
![Page 1: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/1.jpg)
INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ
A NA JEJICH DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ
CZ.1.07/1.1.00/08.0010
Ing. EVA HAVLÁTOVÁ
SPÍNANÝ ZDROJ
TENTO DOKUMENT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY
![Page 2: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/2.jpg)
Spínaný zdroj
• SMPS = switching mode power supply• Stejnosměrný – stabilizovaný zdroj
(měnič), který mění velikost napětí s velkou účinností
• Výkonový – používá se v aplikacích s velkým zatěžovacím proudem a relativně malým výstupním napětím
![Page 3: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/3.jpg)
SPÍNANÝ ZDROJ
• Ing. Eva Havlátová• Výukový materiál k projektu Inovace odborného
vzdělávání na sš zaměřené na využívání energetických zdrojů
![Page 4: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/4.jpg)
Blokové schéma spínaného zdroje
![Page 5: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/5.jpg)
Regulační prvek
• Spínací tranzistor – pracuje nespojitě –impulsně– zcela sepnutý - maximální proud, minimální
úbytek napětí– zcela rozepnutý – nulový proud, maximální
napětí• Nevzniká ztrátový výkon - účinnost
cca 80% - 90%
![Page 6: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/6.jpg)
Pulsně šířková modulace
• Regulace – změna velikosti Uo nebo stabilizace při změně Ui pomocí poměru zapnuto-vypnuto na spínací součástce
• Kmitočet spínání musí být dostatečně vysoký (20kHz – 200kHz) a na výstupu filtr který z pulsního napětí udělá stejnosměrné (LC)
![Page 7: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/7.jpg)
PŠM (PWM)
![Page 8: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/8.jpg)
Cívka
• Cívka nebo transformátor – slouží ve spínaném zdroji jako akumulátor energie -dodává proud do zátěže i v době, kdy je spínač rozepnutý
• Viz Přechodové jevy na cívce
• Sepnuto – cívka je zátěž• Rozepnuto – cívka je zdroj
![Page 9: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/9.jpg)
Cívka
• I =U.t /L
![Page 10: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/10.jpg)
Cykly činnosti spínaného zdroje
• Sepnutý spínač
![Page 11: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/11.jpg)
• Rozepnutý spínač
![Page 12: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/12.jpg)
Zapojení spínaného zdroje
• Jednočinné - obsahují 1 spínací prvek a cívka se magnetuje pouze v jedné polaritě– Blokující měnič– Propustný měnič
• Dvojčinné – obsahují minimálně 2 spínací prvky, magnetizace v obou polaritách – Propustný měnič
![Page 13: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/13.jpg)
Jednočinný propustný měnič s L4960
![Page 14: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/14.jpg)
• Řídicí obvod spínaného zdroje
![Page 15: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/15.jpg)
Jednočinný blokující měnič
![Page 16: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/16.jpg)
Dvojčinný propustný měnič
![Page 17: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/17.jpg)
Shrnutí
• + velká účinnost• + malé rozměry a hmotnost• - složitější zapojení• - vysokofrekvenční rušení• - větší zvlnění
• v porovnání se spojitým zdrojem
![Page 18: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/18.jpg)
Řízené usměrňovače
• používají se pro zátěže na síťové napětí –žárovka, motor
• Kmitočet a amplituda zůstává stejná, tvar napětí se mění podle požadovaného výkonu
• Využívají se vícevrstvé polovodičové součástky – triak, tyristor
![Page 19: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/19.jpg)
Triak, tyristor
• Spínají se proudem do řídící elektrody G –iGT
• Rozepínají se průchodem nulou – přídržný proud IH
• V rozepnutém stavu nevede – blokovací napětí UDRM
• V sepnutém stavu má malý úbytek napětí (asi 0,7V)
![Page 20: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/20.jpg)
• Řízení tyristoru je prováděno pomocí řídících impulzů, které přivádíme do obvodu řídící elektrody s přesně nastaveným úhlem otevření.
• Zapínací impulzy musí mít vhodný tvar, to znamená dostatečnou amplitudu a šířku.
• Impulzy mají nastavitelný úhel otevření vztažený k průchodu napájecího napětí nulou.
![Page 21: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/21.jpg)
Časové průběhy
![Page 22: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/22.jpg)
Vlastnosti
• Velká účinnost• Velký výkon na zátěži – tramvaje,
trolejbusy, vlaky – tyristory v můstkovém zapojení (do 1MW)
• Menší výkony – triak –řízení výkonu žárovky, motoru procesorem
• Velké rušení na akustických kmitočtech
![Page 23: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/23.jpg)
Spínání triaku procesorem
![Page 24: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/24.jpg)
Spínání triaku procesorem
![Page 25: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/25.jpg)
Obvod MAA 436
![Page 26: INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022052615/608baf3aecd5ae227a15e0b7/html5/thumbnails/26.jpg)
Závislost výstupního napětí na úhlu spouštění