A kapcsoló áramellátási technológia folyamatos érettségével alkalmazási területei tovább bővültek. A hagyományos sorozatú, folyamatosan szabályozott tápegységhez képest a kapcsoló tápegységet jelentősen javítottuk a hatékonyság, az elektromágneses szennyezés, a térfogat és a megbízhatóság szempontjából. Másrészt a legújabb szilárdtestű FM adók egyre magasabb követelményeket támasztanak az áramellátással szemben, míg a kapcsolási tápellátás technológiájának érettsége, az alkatrészek folyamatos frissítése és a nagy megbízhatóságú vezérlő chipek alkalmazása teljes mértékben megfelelhet a az FM adók követelményei. Jelenleg az olyan komponensek, mint a gerjesztők és a erősítő a szilárdtestű FM adókban, általában kapcsoló tápegységeket használnak energiaellátásként. A jövőbeli digitális vezérlés és menedzsment magasabb követelményeket támaszt a kapcsoló tápegységekkel szemben. Intelligens, digitális, kis méret és nagy megbízhatóság lesz az FM-adók kapcsoló tápegységeinek fejlesztési iránya.
Kapcsoló tápegység
Az áramforrás az egész FM adás tápfeszültsége. Figyelembe véve az adószoba különböző berendezéseinek elektromágneses összeférhetőségét, az adó általános hatékonyságát, az áramellátás megbízhatóságát és a napi karbantartást, a kapcsoló tápegységek kétségtelenül a legjobb választás a szilárdtest-FM-adások tápellátásához. adók. A kapcsoló tápellátás kiváló tulajdonságait főleg a következő szempontok tükrözik. Először: kisebb méretű. Integrálható és összeszerelhető az erősítővel. A több száz kHz-es kapcsolási frekvencia minimalizálja a szűrő impedancia komponensének térfogatát, ami csökkenti az adó súlyát és térfogatát, és kényelmes szállításhoz és napi karbantartáshoz. Másodszor: nagyobb hatékonyság. Az új eszközök, például a MOSFET tápkapcsoló csövek alkalmazásával együtt az áramellátás több áramkör topológiájának kapcsolási technológiája fontos garancia a veszteségek csökkentésére és az energiaellátó rendszer hatékonyságának javítására. Harmadik: Kevesebb elektromágneses szennyezés. Az elektromágneses interferencia (EMI) szűrő áramkör és a kapcsolódó nagy tüskés abszorpciós áramkör az adó tápegységében fontos garancia arra, hogy a tápegység aktuális harmonikusai megfeleljenek a követelményeknek. Ez nem csak javíthatja az elektromos hálózat tápellátásának terhelési jellemzőit, hanem csökkentheti az elektromos hálózatra gyakorolt súlyos hatást is. A szennyezés csökkentheti a többi hálózati berendezés harmonikus interferenciáját is. Negyedszer: A megbízhatóság tovább javult. A villámlás, az indukció vagy az ellenfeszültség elleni védelem és a három festékkel (nedvességgátló, só- és penészgátló) bevont nyomtatott áramköri lapok használata minimalizálhatja a meghibásodás valószínűségét.
Kapcsoló tápegység alkalmazás
A kapcsoló tápegység egy olyan áramellátási forma, amelyben a tápkapcsoló csövet folyamatosan vezérlik egy bizonyos frekvencián az on-off működés érdekében, hogy energiát biztosítson az átalakítónak, vagy energiát tároló elemeken (például induktorokon és kondenzátorokon) keresztül terhelhesse meg. . Amíg az üzemi ciklus, kapcsolási frekvencia vagy relatív fázis megváltozik, az átlagos kimeneti feszültség vagy áram szabályozható. A kapcsoló tápegység kapcsolási frekvenciája 20 kHz-től több MHz-ig terjed. Munkahelyeken, ahol a tápegység teljesítménye meghaladja a 90 W-ot, a kapcsoló tápegység általában kétlépcsős átalakítási módszert alkalmaz. Vagyis a teljesítménytényező-korrekció (PFC) vezérli az átalakítót és a DC / DC-átalakítót. Különösen meg kell említeni itt a teljesítménytényező korrekciós áramkört. Úgy van beállítva, hogy a bemeneti feszültség és az áram ugyanabban a fázisban működjön. Ennek eredményeként a teljesítménytényező közel 1, a látszólagos teljesítmény mind aktív energiává alakul, és javul a rendszer hatékonysága. Ha nincs PFC korrekciós áramkör, akkor a bemeneti áram keskeny impulzusszélességű és magas csúcsértékű impulzus formájában kerül a kapcsoló tápegységébe, ami komoly harmonikus interferencia-összetevőket okoz. Ezek a harmonikus alkatrészek nemcsak energiát szolgáltatnak a terhelés számára, hanem a transzformátor és más berendezések felmelegedését is okozzák. A teljesítménytényező-korrekciós áramkörök két típusra oszlanak, aktívra és passzívra. Az FM adók kapcsoló tápegységeinek többsége aktív teljesítménytényező-korrekciós áramköröket használ, amelyek egy aktív teljesítmény-tényező korrekcióval ellátott AC / DC átalakítóból és egy független DC / DC átalakítóból állnak. Az AC / DC átalakító főként a következőket tartalmazza: EMI szűrő, lassú indítású áramkör, híd egyenirányító, PFC vezérlő, tápegység meghajtó áramkör és átalakító áramkör (amely a MOSFET tápkapcsolóból, az energiatároló induktivitás L-ből, a gyors helyreállítási egyenirányító diódából és a szűrő kondenzátorából és egyéb összetételből áll.
A váltóáramú bemenetet az EMI szűrőáramkörön vezetik át, hogy kiszűrjék a differenciál és a közös elektromágneses interferencia jeleket, majd bemenjenek a lassú indítású áramkörbe, és késés után a teljes feszültséget hozzáadják a híd egyenirányító áramköréhez, és a kimeneti egyenáramot feszültséget kap a tápellátás MOSFET. Csatorna. A PFC vezérlő egy áramkör, amely egy 8 tűs LT1249 teljesítménytényező vezérlő chipből és kevesebb perifériás komponensből áll. A 8. tű 100kHz kapcsolási frekvenciájú meghajtójelet ad ki, amelyet a meghajtó áramkörön keresztül hozzáadnak a MOSFET tápkapcsoló kapujához, és a MOSFET átalakító egy bizonyos munkaciklus mellett elkezd be- és kikapcsolni, és kimeneti a szükséges DC feszültség. A Linear Technology által gyártott integrált LT1249 chip beépített oszcillátorokkal, áramszorzókkal, áramerősítőkkel, hibafeszültség-erősítőkkel, feszültség-komparátorokkal és referenciafeszültség-forrásokkal rendelkezik. A beállított nagyfrekvenciás impulzusszélesség modulációs áram átlagolásával az LT1249 a lehető legkisebb áramtorzítást érheti el, és folyamatos és szakaszos üzemmódokban működhet. Ezenkívül a beépített áramszorzó, amely a hibafeszültség-erősítőből származó áramot felosztja, csökkentheti az AC erősítést kis terhelésnél, ezáltal fenntartva az alacsony áramtorzítást és a rendszer magas stabilitását. A PFC vezérlő kivonja az érzékelő jeleket a híd egyenirányítóból, a konverterből és a köztük lévő érzékelési ellenállást többféle védelmi funkció, például csúcsáram-határ és túlfeszültség-védelem megvalósítása érdekében.
Elsősorban kapcsolótranszformátort, MOSFET tápkapcsoló csövet, egyenirányító alkatrészeket, érzékelő áramkört (beleértve a feszültség-, áram- és hőmérséklet-mintavételt), kiegészítő tápegységet, UC3843PWM vezérlőt és a kapcsolódó meghajtó áramkört tartalmazza. Az előző szakaszból származó egyenáramú feszültség bemenet hozzáadódik a párhuzamos MOSFET áramkapcsoló lefolyójához, és kapu bemenetét a hajtás áramköre biztosítja az UC3843 vezérlő chipben beállított frekvenciaváltó jel által. Miután a kapcsoló transzformátor növelte a feszültséget, egyenirányítással és szűréssel megkapjuk a szükséges egyenfeszültséget. Az UC3843 vezérlő chip egy aktuális üzemmódú PWM vezérlő szabályozó. Jellemzői az optimalizált DC / DC átalakító, az alacsony indítóáram, az automatikus előtolás-kompenzáció, az áramkorlát, az alacsony feszültségű zár, az impulzuselnyomás, a nagyáramú meghajtás és az 500 kHz-es kapcsolási frekvencia. Az UC3843 belső áramkörének elemzéséből az egyenirányító és szűrés utáni szekunder transzformátor belső referenciajelét és feszültségmintavételi értékét dolgozzák fel a hibaerősítőben. A feldolgozott hibafeszültség és az érzékelési ellenállás által képzett feszültség a PWM komparátorba kerül, és annak kimenete megegyezik az órajelével. A hullámalak feldolgozása a trigger áramkörben történik, és végül egy kapcsolási frekvencia jelet adunk ki, amelynek frekvenciája megegyezik az órafrekvenciával.
A kapcsolódó kérdések megbeszélése a gyakorlati alkalmazásokban
A kapcsoló áramellátásnak több oka van az FM-adók használata során fellépő meghibásodásokra, különféle okok miatt. A környezeti tényezők (például szellőzés, hőmérséklet és páratartalom) az adó helyiségében, villámvédelmi problémák a tápellátás szekrényében, a kapcsoló tápellátásának tervezési és eszközproblémái, valamint a személyzet nem megfelelő működésének problémái mind a meghibásodás rejtett veszélyei. Ha azt szeretné, hogy a berendezés normálisan működjön, a szükséges szakmai ismeretek elsajátítása mellett folyamatos tapasztalatgyüjtésre is szükség van. A meghibásodási arány gyakran minimalizálható a kapcsoló tápegységbe épített kiegészítő védelmi áramkör hibakijelzésének megfigyelésével és elemzésével. A kapcsoló tápegység nagy kapacitású energiatároló kondenzátort használ, amely viszonylag nagy túlfeszültség-áramot generál működés közben, így a kapcsolócsövet kikapcsolják, amikor az AC feszültség a csúcsérték közelében van. Maga a bemenő váltakozó feszültség pillanatnyi változása ugyanazt az eredményt is eredményezheti. Ezért a kapcsolóáram tényleges áramkörében negatív hőmérsékleti jellemzőkkel rendelkező termisztort gyakran használnak sorban a híd egyenirányító blokkja előtt. Amikor a főkapcsoló zárva van, a termisztor alacsony hőmérsékletű és nagy ellenállású, és a túlfeszültség áram elnyomásra kerül. Amint a termisztor hőmérséklete emelkedik, miközben az áram áramlik, az ellenállás nullára csökken, és a teljes bemeneti feszültség hozzáadódik a terheléshez. Ez az alapvető védelmi mechanizmus azonban kissé elégtelen a tényleges használat során. Ha a főkapcsolót néhány másodpercre kikapcsolják, majd ismét bezárják, a termisztornak nincs elegendő ideje lehűlni. Ekkor a bemenő váltakozó feszültség, amelynek amplitúdója közel esik a csúcsértékhez, a normálnál nagyobb hullámáramot generál. Az áram 6 V-nál nagyobb feszültséget produkál az érzékelő ellenállón, és mivel az LT1249 chipet nem kapcsolták be, ezért nem játszhat védő szerepet. Ez a MOSFET főkapcsoló meghibásodásának és rövidzárlatának közvetlen oka. Ezt megerősítették számos FM rádió adó áramkimaradása, amelyet az év eleji erős viharok és eső katasztrófák okoztak Dalianban.
Az AC áramkör bemenetének mindkét végén párhuzamosan csatlakoztatott varisztor elnyeli az elektromos túlfeszültségeket is. Feltéve, hogy a környezeti hőmérséklet nem változik, a varisztor ellenállása az alkalmazott feszültség növekedésével élesen csökken. Ezért kiváló hatással van a túlfeszültségek elnyelésére. Az erősítő tápellátásának átkapcsolása által okozott túlfeszültség megelőzése érdekében a tápvezetékek közé varisztort csatlakoztatnak a tápegység védelme érdekében.
A földelő vezeték a legalapvetőbb és legegyszerűbb biztonsági intézkedés. A szekrény, a teljesítményerősítő doboz burkolata, a tápegység burkolata, az adó panelje és ajtaja egymással vannak összekötve és az adó földelő csatlakozójával. Miután az adó a helyére került, az egység földelő csatlakozóját (amely az adó tápegységében található) össze kell kötni. Az alsó lemez sarkai megbízhatóan kapcsolódnak a géptér földjéhez, hogy elkerüljék az elektromos szivárgás miatti szerencsétlen események előfordulását. Ugyanakkor szükséges az áramkör minden olyan pontjának földelése is, amely földelést igényel, annak biztosítása érdekében, hogy a földelni szükséges áram és az adó által kiszivárgott nagyfrekvenciás áramlat simán áramolhasson a földbe.
Következtetés
Bár a kapcsoló tápegység sokféle áramköri topológia kombinációval rendelkezik, a különböző alkalmak miatt különböző lehetőségek vannak, például terhelési típusok, teljesítményigények, vezérlési módszerek stb., De a kapcsoló tápegységben lévő PFC vezérlőegység és PWM vezérlőegység a mag, amely a frekvenciamodulációs műsorszóró adó. Fontos garancia a minőségi jelátvitelre és kibocsátásra. Ezenkívül a berendezés használata során teljes mértékben meg kell érteni a berendezés üzemi állapotát és meghibásodási jelenségeit, valamint folyamatosan kell tapasztalatokat és tanulságokat felhalmozni. Ez segít megérteni a kapcsoló tápegység meghibásodási jellemzőit, javítja az FM rádió adó karbantartási szintjét, és biztosítja, hogy a berendezés normális működési állapotban legyen. .
Másik termék:
