Odată cu maturitatea continuă a tehnologiei de alimentare cu comutare, domeniile sale de aplicare au fost extinse în continuare. Comparativ cu alimentarea cu energie continuă reglată în serie tradițională, alimentarea cu energie de comutare a fost mult îmbunătățită în ceea ce privește eficiența, poluarea electromagnetică, volumul și fiabilitatea. Pe de altă parte, cele mai recente emițătoare de transmisie FM în stare solidă au cerințe din ce în ce mai mari pentru alimentarea cu energie electrică, în timp ce maturitatea tehnologiei de alimentare cu comutare, actualizarea continuă a componentelor și aplicarea cipurilor de control de înaltă fiabilitate pot îndeplini pe deplin cerințele emițătoarelor FM. În prezent, componentele precum excitatorii și amplificatoarele de putere din emițătoarele de transmisie FM în stare solidă utilizează, în general, surse de alimentare de comutare ca suport energetic. Viitorul control și management digital propun cerințe mai ridicate pentru comutarea surselor de alimentare. Inteligentă, digitală, de dimensiuni reduse și fiabilitate ridicată va fi direcția de dezvoltare a surselor de comutare pentru emițătoarele de transmisie FM.
sursa de alimentare cu comutare
Sursa de alimentare este inima de putere a întregului emițător de transmisie FM. Ținând cont de compatibilitatea electromagnetică dintre diferitele echipamente din camera emițătorului, eficiența generală a transmițătorului, fiabilitatea sursei de alimentare și întreținerea zilnică, sursele de comutare sunt, fără îndoială, cea mai bună alegere pentru alimentarea cu energie a transmisiei FM în stare solidă. emițătoare. Caracteristicile excelente ale sursei de alimentare de comutare se reflectă în principal în următoarele aspecte. Primul: dimensiuni mai mici. Poate fi integrat și asamblat cu amplificatorul de putere. Frecvența de comutare de câteva sute de kHz minimizează volumul componentei de impedanță a filtrului, ceea ce reduce greutatea și volumul transmițătorului și este convenabil pentru transport și întreținere zilnică. În al doilea rând: eficiență mai mare. Inclusiv aplicarea de dispozitive noi, cum ar fi tubul de comutare MOSFET, tehnologia de comutare a surselor de comutare a topologiilor cu circuite multiple este o garanție importantă pentru reducerea pierderilor și îmbunătățirea eficienței sistemului de alimentare cu energie. În al treilea rând: mai puțină poluare electromagnetică. Circuitul de filtrare a interferenței electromagnetice (EMI) și circuitul conex de absorbție a vârfurilor ridicate din sursa de alimentare a emițătorului sunt garanții importante pentru ca armonicele curente ale sursei de alimentare să îndeplinească cerințele. Acesta nu numai că poate îmbunătăți caracteristicile de încărcare ale sursei de alimentare la rețeaua electrică, ci și reduce impactul grav asupra rețelei electrice. Poluarea poate reduce, de asemenea, interferențele armonice cu alte echipamente de rețea. În al patrulea rând: Fiabilitatea a fost îmbunătățită în continuare. O varietate de măsuri de protecție împotriva trăsnetului, inducției sau contra-supratensiunii și utilizarea plăcilor de circuite imprimate acoperite cu trei anti-vopsea (anti-umiditate, anti-sare și anti-mucegai) pot reduce la minimum probabilitatea de avarie.
Aplicație de alimentare cu comutare
Alimentarea cu comutare este o formă de alimentare în care tubul comutatorului de alimentare este controlat continuu la o anumită frecvență pentru funcționarea pornit-oprit, astfel încât să poată furniza energie convertorului sau să se încarce prin elemente de stocare a energiei (cum ar fi inductoare și condensatoare) . Atâta timp cât ciclul de funcționare, frecvența de comutare sau faza relativă sunt modificate, se poate controla tensiunea sau curentul mediu de ieșire. Frecvența de comutare a sursei de alimentare de comutare variază de la 20 kHz la câțiva MHz. Pentru ocaziile de lucru în care puterea sursei de alimentare este mai mare de 90W, sursa de comutare adoptă de obicei o metodă de conversie în două etape. Adică, corecția factorului de putere (PFC) controlează convertorul și convertorul DC / DC. În special, trebuie menționat aici circuitul de corecție a factorului de putere. Este setat pentru a se asigura că tensiunea de intrare și curentul funcționează în aceeași fază. Ca urmare, factorul de putere este aproape de 1, puterea aparentă este convertită în putere activă și eficiența sistemului este îmbunătățită. Dacă nu există un circuit de corecție PFC, curentul de intrare va fi introdus în sursa de alimentare de comutare sub forma unei lățimi de impuls înguste și a unui impuls de valoare de vârf ridicată, provocând componente de interferență armonică serioase. Aceste componente armonice nu numai că nu furnizează energie încărcăturii, ci și provoacă încălzirea transformatorului și a altor echipamente. Circuitele de corecție a factorului de putere sunt împărțite în două tipuri, active și pasive. Majoritatea surselor de comutare ale emițătoarelor de transmisie FM utilizează circuite de corecție a factorului de putere activ, care sunt compuse dintr-un convertor AC / DC cu corecție a factorului de putere activ și un convertor independent DC / DC. Convertorul AC / DC include în principal: filtru EMI, circuit de pornire lentă, redresor de punte, controler PFC, circuit de acționare a puterii și circuit convertizor (format din comutator de alimentare MOSFET, inductor de stocare a energiei L, diodă redresoare de recuperare rapidă și condensator de filtrare Și altă compoziție.
Intrarea de curent alternativ este trecută prin circuitul de filtrare EMI pentru a filtra semnalele de interferență electromagnetică diferențiale și comune, apoi intrarea în circuitul de pornire lentă și, după o întârziere, se adaugă tensiunea completă la circuitul redresor de punte, iar ieșirea CC tensiunea este furnizată MOSFET-ului de alimentare. Scurgere. Controlerul PFC este un circuit compus dintr-un cip de control al factorului de putere LT8 cu 1249 pini și mai puține componente periferice. Al 8-lea pin scoate un semnal de acționare cu o frecvență de comutare de 100kHz, care este adăugat la poarta comutatorului de alimentare MOSFET prin circuitul de acționare, iar convertorul MOSFET începe să pornească și să se oprească cu un anumit ciclu de funcționare și să scoată Tensiune continuă. Cipul integrat LT1249 produs de Linear Technology are încorporate oscilatoare, multiplicatori de curent, amplificatoare de curent, amplificatoare de tensiune de eroare, comparatoare de tensiune și surse de tensiune de referință. Prin media curentului de modulație a lățimii impulsurilor de înaltă frecvență setat, LT1249 poate atinge cea mai mică distorsiune de curent posibilă și poate funcționa în moduri de funcționare continue și discontinue. În plus, multiplicatorul de curent încorporat care pătrează curentul de la amplificatorul de tensiune de eroare poate reduce câștigul de curent alternativ la sarcina ușoară, menținând astfel o distorsiune de curent scăzută și o stabilitate ridicată a sistemului. Controlerul PFC extrage semnale de detectare de la redresorul de punte, convertor și rezistența de detectare între ele pentru a implementa mai multe funcții de protecție, cum ar fi limita de curent de vârf și protecția la supratensiune.
Este compus în principal din transformator de comutare, tub de comutare a puterii MOSFET, componente redresoare, circuit de detectare (inclusiv eșantionare de tensiune, curent și temperatură), sursă de alimentare auxiliară, controler UC3843PWM și circuit de conducere aferent. Intrarea de tensiune CC din etapa anterioară este adăugată la scurgerea comutatorului de alimentare paralel MOSFET, iar intrarea porții sale este asigurată de circuitul de acționare de semnalul de comutare de frecvență setat în cipul de control UC3843. După ce tensiunea este mărită de transformatorul de comutare, tensiunea continuă necesară este obținută prin rectificare și filtrare. Cipul de control UC3843 este un regulator de control PWM în modul curent. Are caracteristicile convertorului DC / DC optimizat, curent de pornire redus, compensare automată a avansului, limită de curent, blocare de joasă tensiune, suprimarea impulsurilor, unitate de curent mare și frecvență de comutare de până la 500 kHz. Din analiza circuitului intern al UC3843, semnalul de referință intern și valoarea de eșantionare a tensiunii transformatorului secundar după rectificare și filtrare sunt procesate în amplificatorul de eroare. Tensiunea de eroare procesată și tensiunea formată de rezistența de sens sunt introduse în comparatorul PWM, iar ieșirea sa este în același mod ca și semnalul de ceas. Procesarea formei de undă se efectuează în circuitul de declanșare și, în cele din urmă, se emite un semnal de frecvență de comutare cu aceeași frecvență cu frecvența ceasului.
Discutarea problemelor conexe în aplicații practice
Alimentarea cu comutare are o șansă mai mare de eșec în timpul utilizării emițătoarelor de transmisie FM din diverse motive. Factorii de mediu (cum ar fi ventilația, temperatura și umiditatea) în camera emițătorului, problemele de protecție împotriva trăsnetului în dulapul de comandă a alimentării, problemele legate de proiectarea și dispozitivul alimentării cu energie electrică, precum și problemele de funcționare greșită a personalului sunt toate pericole ascunse ale defectării. Dacă doriți ca echipamentul să funcționeze normal, pe lângă stăpânirea cunoștințelor profesionale necesare, este necesară și acumularea continuă de experiență. Rata de eșec poate fi adesea minimizată prin observarea și analizarea afișajului de defecțiune al circuitului auxiliar de protecție încorporat în sursa de alimentare de comutare. Sursa de comutare utilizează un condensator de stocare a energiei de mare capacitate, care generează un curent de supratensiune relativ mare în timpul funcționării, astfel încât tubul de comutare este oprit când tensiunea de curent alternativ este aproape de valoarea de vârf. Schimbarea instantanee a tensiunii AC de intrare în sine poate provoca, de asemenea, același rezultat. Prin urmare, în circuitul real al sursei de alimentare de comutare, un termistor cu caracteristici de temperatură negative este adesea utilizat în serie în fața blocului redresor de punte. Când comutatorul de alimentare este închis, termistorul are o temperatură scăzută și o stare de rezistență ridicată, iar curentul de supratensiune este suprimat. Pe măsură ce temperatura termistorului crește pe măsură ce curge curentul, rezistența scade la zero și tensiunea de intrare completă este adăugată la sarcină. Cu toate acestea, acest mecanism de protecție de bază este ușor insuficient în utilizarea efectivă. Dacă comutatorul de alimentare este oprit pentru câteva secunde și apoi închis din nou, termistorul nu are suficient timp să se răcească. În acest moment, tensiunea de intrare AC cu amplitudinea apropiată de valoarea de vârf va genera un curent de supratensiune mai mare decât în mod normal. Curentul produce o tensiune mai mare de 6V pe rezistorul de sens și, deoarece cipul LT1249 nu a fost alimentat, nu poate juca un rol de protecție. Aceasta este cauza directă a defecțiunii și a defectării la scurtcircuit a comutatorului MOSFET. Acest lucru a fost confirmat de întreruperile de curent ale multor emițătoare radio FM cauzate de furtuni puternice și dezastre de ploaie în Dalian la începutul anului.
Varistorul conectat în paralel la ambele capete ale intrării circuitului de curent alternativ poate absorbi, de asemenea, supratensiuni electrice. Cu condiția ca temperatura ambiantă să nu se schimbe, rezistența varistorului scade brusc pe măsură ce crește tensiunea aplicată. Prin urmare, are un efect superior asupra absorbției supratensiunilor. Pentru a preveni tensiunea de supratensiune cauzată de comutarea sursei de alimentare a amplificatorului de putere, un varistor este conectat între liniile de alimentare pentru a proteja echipamentul de alimentare.
Firul de împământare este cea mai simplă și simplă măsură de siguranță. Carcasa, carcasa cutiei amplificatorului de putere, carcasa sursei de alimentare, panoul și ușa transmițătorului au fost conectate între ele și conectate la terminalul de masă al transmițătorului. După ce transmițătorul este instalat la locul său, terminalul de masă al unității (situat în partea de alimentare a transmițătorului) ar trebui să fie conectat unul cu celălalt. Colțurile de pe placa inferioară sunt conectate în mod fiabil cu solul camerei mașinilor pentru a evita apariția unor incidente nefericite din cauza scurgerilor electrice. În același timp, este, de asemenea, necesar să se pună la pământ fiecare punct din circuitul care necesită împământare, astfel încât să se asigure că curentul care trebuie împământat și curentul de înaltă frecvență scurs de transmițător pot curge lin în pământ.
Concluzie
Deși sursa de alimentare de comutare are o varietate de combinații de topologii de circuite, există diferite opțiuni din cauza unor ocazii diferite, cum ar fi tipurile de sarcină, cerințele de alimentare, metodele de control etc., dar unitatea de control PFC și unitatea de control PWM din sursa de alimentare de comutare sunt nucleul, care este emițătorul de transmisie cu modulație de frecvență. O garanție importantă pentru transmisia și emisia semnalului de calitate. În plus, în timpul utilizării echipamentului, este necesar să înțelegem pe deplin starea de lucru și fenomenele de avarie ale echipamentului și să acumulăm continuu experiență și lecții. Acest lucru vă va ajuta să înțelegeți caracteristicile de defect ale sursei de alimentare de comutare, să îmbunătățiți nivelul de întreținere al emițătorului radio FM și să vă asigurați că echipamentul este în stare normală de funcționare. .
alt produs nostru:
