Switch Oxford Case Study - Switch Automation: The Switch ...
Stikalni napajalnik (Switch usmernik)
description
Transcript of Stikalni napajalnik (Switch usmernik)
![Page 1: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/1.jpg)
Stikalni napajalnik(Switch usmernik)
ŠOLSKI CENTER PTUJPoklicna in tehniška elektro šolaVolkmerjeva cesta 19, 2250 Ptuj, (02) 772 44 11 , (02) 776 20 21e-pošta: [email protected], http://www.ptes-ptuj.net
Zbral in uredil:Marjan Bezjak univ.dipl.inž.el.
![Page 2: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/2.jpg)
Stikalni usmerniki 2
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.
![Page 3: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/3.jpg)
Stikalni usmerniki 3
Lastnosti napajalnika
Stikalni napajalnik
Klasični napajalnik
Volumen napajalnika
1 dm3 3 do 5 dm3
Teža napajalnika
1 kg 3 do 10 kg
Izkoristek napajalnika
60% do 90%
30% do 55%
Primerjava stikalni/klasični napajalnik
![Page 4: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/4.jpg)
Stikalni usmerniki 4
Različne vrste konverterjevBuck 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
![Page 5: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/5.jpg)
Stikalni usmerniki 5
Delovanje napajalnika Napajalnik deluje na principu stikalnega
usmernika, ki izmenično napetost z višanjem frekvence pretvarja v enosmerno.
![Page 6: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/6.jpg)
Stikalni usmerniki 6
Princip delovanja stikalnega napajalika
ton -- čas, ko je tranzistor vklopljenT -- čas perioded -- prevajalno razmerje
DELOVANJE
![Page 7: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/7.jpg)
Stikalni usmerniki 7
Blokovna shema TV napajalnika
Usmernik in filter
Sekanje napetosti in visokofrekvenčni
transformator
Usmernik in filter
Regulacija izhodne napetosti
Vhod
220 V
50Hz AC
Izhod
DC
![Page 8: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/8.jpg)
Stikalni usmerniki 8
![Page 9: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/9.jpg)
Stikalni usmerniki 9
Preklaplja nam tranzistorTRANZISTOR KOT STIKALO
![Page 10: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/10.jpg)
Stikalni usmerniki 10
Preklopni časi tranzistorja
![Page 11: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/11.jpg)
Stikalni usmerniki 11
Preklopni časi tranzistorja U
t tON tOFF
I
t tT
ON OFF 10
![Page 12: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/12.jpg)
Stikalni usmerniki 12
U
Preklopne izgube tranzistorja
t
I
U,I
t
Ptot
![Page 13: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/13.jpg)
Stikalni usmerniki 13
Razbremenilno vezje
R
UGS
CG
D
S
-
![Page 14: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/14.jpg)
Stikalni usmerniki 14
TDA 4601
![Page 15: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/15.jpg)
Stikalni usmerniki 15
TDA 4601
![Page 16: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/16.jpg)
Stikalni usmerniki 16
TDA 4601
![Page 17: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/17.jpg)
Stikalni usmerniki 17
PRIMER VEZJA BREZPOVRATNE 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.
![Page 18: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/18.jpg)
Stikalni usmerniki 18
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)
![Page 19: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/19.jpg)
Stikalni usmerniki 19
TDA 4601ODVISNOST MOČI OD FREKVENCE PREKLAPLJANJA
![Page 20: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/20.jpg)
Stikalni usmerniki 20
TDA 4601ODVISNOST IZKORISTKA VEZJA OD MOČI
![Page 21: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/21.jpg)
Stikalni usmerniki 21
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)
![Page 22: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/22.jpg)
Stikalni usmerniki 22
TDA 4601PRIMER VEZJA IZ ŠASIJE GORENJE G2:
![Page 23: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/23.jpg)
Stikalni usmerniki 23
TDA 4601PRIMER VEZJA IZ ŠASIJE GORENJE G2:
OBIČAJNO NE PREŽIVI TRANZISTOR BU
![Page 24: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/24.jpg)
Stikalni usmerniki 24
TRANZISTORPROBLEM NASTOPI PRI IZKLOPU INDUKTIVNEGA BREMENA (transformatorja)
ČE IMAMO ZAŠČITNODIODO, KONICOINDUCIRANENAPETOSTIODREŽEMO IN TRANZISTORJANE UNIČIMO INDUCIRANA NAPETOST SE PRIŠTEVA K
NAPAJALNI NAPETOSTI IN OBIČAJNO PREKORAČI DOPUSTNO Uce, KAR UNIČI T.
![Page 25: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/25.jpg)
Stikalni usmerniki 25
TDA 4605
![Page 26: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/26.jpg)
Stikalni usmerniki 26
TDA 4605
Za stabilnost delovanja in za ustrezno štartanje je pomemben elektrolitski kondenzator v napajanju!
![Page 27: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/27.jpg)
Stikalni usmerniki 27
UC 3842
![Page 28: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/28.jpg)
Stikalni usmerniki 28
UC 3842
![Page 29: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/29.jpg)
Stikalni usmerniki 29
UC 3842
![Page 30: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/30.jpg)
Stikalni usmerniki 30
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, …)
![Page 31: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/31.jpg)
Stikalni usmerniki 31
UC 3842
RAZBREMENILNO VEZJETRANZISTORJA, IZVEDENOZ UPOROM, KONDENZATORJEM IN DIODO (RCD snubbber)
![Page 32: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/32.jpg)
Stikalni usmerniki 32
UC 3842
OB MENJAVI IZHODNEGA TRANZISTORJA JE DOBRO ZAŠČITITI ŠE INTEGRIRANO VEZJE.
TO NAREDIMO Z DIODO, KI JO VEŽEMO MED IZHOD IC IN MASO.
![Page 33: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/33.jpg)
Stikalni usmerniki 33
Regulacijskiojačevalnik
galvanska
ločitevDelovanje stikalnega Delovanje stikalnega napajalnikanapajalnika(blokovna shema)(blokovna shema)
Filterusmernikglajenje
220V
Logika
transformator Usmernikglajenje
Izhod
Usmernik: (nam vhodno napetost usmeri in zgladi)Tranzistor kot stikalo: (z njim vhodno usmerjeno napetost razsekamo na frekvenco 50kHz – 200kHz)
Transformator: (izmenično napetost visoke frekvence transformiramo na želeno vrednost.
Služi nam tudi kot GALVANSKA LOČITEV)
Izhodni usmernik: (z njim sekundarno napetost zgladimo, da dobimo enosmerno napetost)PŠM: (nam krmili tranzistorje in določa čas
vklopa in izklopa impulza)Povratna vezava: (nam vpliva na PŠM, da dobimo izhodno napetost konstantnih vrednosti. Obenem nam tudi služi kot GALVANSKA LOČITEV)
![Page 34: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/34.jpg)
Stikalni usmerniki 34
Regulacijskiojačevalnik
galvanska
ločitev
Kako iz stikalnega napajalnika, Kako iz stikalnega napajalnika, napraviti stikalni ojačevalnik?napraviti stikalni ojačevalnik?
Logika
transformator Usmernikglajenje
Izhod220V Filterusmernikglajenje
![Page 35: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/35.jpg)
Stikalni usmerniki 35
Regulacijskiojačevalnik
galvanska
ločitev
Kako iz stikalnega napajalnika, Kako iz stikalnega napajalnika, napraviti stikalni ojačevalnik?napraviti stikalni ojačevalnik?
Logika
transformator Usmernikglajenje
Izhod220V Filterusmernikglajenje
Ker ne potrebujemo reguliranega izhoda, Ker ne potrebujemo reguliranega izhoda, odstranimo povratno vezavo.odstranimo povratno vezavo.Odstranimo tudi transformator
Tonskisignal
In na koncu dodamo še tonski signalIn na koncu dodamo še tonski signal
![Page 36: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/36.jpg)
Stikalni usmerniki 36
PPulzno ulzno ŠŠirinski irinski MModulatorodulator
Vhodni signalVhodni signal primerjamo z generirano žago,primerjamo z generirano žago,Da dobimo pulzno moduliran signal za krmiljenjeDa dobimo pulzno moduliran signal za krmiljenjeizhodnih tranzistorjevizhodnih tranzistorjev
Čas pavze moduliranega impulzaČas pavze moduliranega impulzaNam določa čas, v katerem je nivoNam določa čas, v katerem je nivo žagine napetosti višji od vhodnega.žagine napetosti višji od vhodnega.Čas trajanja impulzaČas trajanja impulzaje odvisen od časa, v katerem je nivo žagineje odvisen od časa, v katerem je nivo žagine
Napetosti, manjši od nivoja vhodne. Napetosti, manjši od nivoja vhodne.
ANIMACIJA
![Page 37: Stikalni napajalnik (Switch usmernik)](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/56815e09550346895dcc6265/html5/thumbnails/37.jpg)
Stikalni usmerniki 37
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