Принципиальное отличие трансформаторного блока питания от импульсного

[tkachuk01]

Принципиальное отличие трансформаторного блока питания от импульсного.
1 Схема построения
2 Габаритные размеры (при заданных параметрах)

[Falconist]

Уважаемый tkachuk01, извините великодушно, но оба приведенных Вами довода НЕ принципиальны. Схема построения - одна: понижающий трансформатор. Габариты - это цель, ради которой импульсные БП, собственно говоря, и создавались.

[tkachuk01]

1 Схема построения
ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ
трансформатор выпрямитель.
ИМПУЛЬСНЫЙ
выпрямитель преобразователь выпрямитель.
и это имеетпринципиальное значение
т.к. первое нельзя назвать вторым и наоборот.

[Falconist]

Уважаемый tkachuk01, давайте отделим мягкое от теплого (существенное и принципиальное от несущественного и непринципиального).
1) В обоих Ваших вариантах второй выпрямитель не является обязательным. "Электронные трансформаторы" Taschibra работают без них, напрямую на нагрузку.
2) Если запитывать от сети постоянного тока (были такие в США в начале ХХ века), то и первый выпрямитель не нужен.
3) В этом случае остается только генератор.
а) генератор стоит на электростанции (50 Гц) или крутится авиадвигателем в самолете (400 Гц).
б) генератор стоит непосредственно в БП (30...40 кГц).

Так в чём же принципиальная разница??? Только в длине проводников, соединяющих генератор с понижающим трансформатором?

[sergeq]

Falconist, а вы уверены, что пила является переменным током? Если считать критерием переменного тока, что производная по напряжению постоянна, то пила - постоянный ток в чистом виде и конденсатор может его пропускать.

Раз есть какая, то производная (постоянная или нет), то величина изменяется и значит переменная. Для постоянного тока производная стремится к нулю. Впрочем смена полярности, чем не доказательство пеменности пилы. По сути ШИМ всего лишь регулятор с хорошим КПД. Его применение как уже отмечали не обязательно импульсных БП. Он может работать м БП с классическим трансформатором или в других схемах регулирования. Просто в импульсных коль уж формируются импульсы, то путем небольшого усложнения оказалось удобным стабилизировать все выходные напряжения с помощью ШИМ.

[telekot]

Трансформаторный блок питания - это экологически чистый.
А импульсный - это куча помех, обязательная установка фильтров( которые не спасают).
Не возможно принимать дальние станции, вблизи с этими блоками.
Установка корректора мощности( модного сей час), усугубляет ситуацию.
Ну о преимуществах уже рассказали и да же преукрасили.

[pozinm]

Приветствую!

Извините, что вмешиваюсь, но, по моему мнению:

Токи бывают
1. Постоянным - направление постоянно, действующее значение примерно равно амплитуде.
2. Импульсными - направление постоянно, действующее значение не равно амплитуде.
3. Переменными - направление тока переменно (переход через 0).

Ну деление внутри типов бывает - например переменные бывают симметричными а асимметричными, и т.д.

А по блокам питания - если они преобразователи из переменного в постоянный токи (а не какие еще блоки питания) - то коренные отличия импульсного от обычного трансформаторного - 1) в трансформаторном преобразование напряжения переменного тока (трансформация) происходит на частоте, задаваемой питающей сетью, а в импульсном - на частоте, задаваемой самим блоком питания (его системой управления); и, как следствие этого отличия - 2) в трансформаторном блоке, выпрямление происходит один раз (после трансформации), а в импульсном - дважды - до трансформации, и после.

Как-то так.

С уважением,
Михаил

[Falconist]

Понимаете, ребята, поднятый топикстартером вопрос был задан в самом общем виде. О принципиальных отличиях просто трансформаторного БП вообще (почти как "черного ящика") от импульсного вообще (тоже почти как "черного ящика"). В таком аспекте единственным существенным (но не принципиальным) отличием является частота преобразования. Если же сузить объект рассмотрения, введением в него дополнительных ограничивающих факторов (парадокс, но это так: чем больше признаков рассматривается, тем уже объект), то легко можно найти эти принципиальные отличия. Подход чисто патентоведческий.

Для примера: рассмотрим отличия между "электронным трансформатором" Taschibra и компьютерным БП.
В первом: сетевой выпрямитель с фильтром, самогенерирующий инвертор, понижающий трансформатор.
Во втором: сетевой выпрямитель с фильтром, управляемый инвертор, понижающий трансформатор, выходной выпрямитель с фильтром.
Общими признаками являются: сетевой выпрямитель с фильтром, инвертор, понижающий трансформатор. Они выносятся "за скобки".
В "сухом остатке" получаем для второго такие новые элементы, как управляемый инвертор, выходной выпрямитель с фильтром, дроссель между выходным выпрямителе и фильтром. Вот эти новые элементы являются существенными (и принципиальными) отличиями первого объекта от второго, обеспечивающие стабилизацию выходного напряжения за счет реализации ШИМ.

Можно ещё более сузить область рассмотрения, например, сравнивая БП с разными схемами управления инвертором (по "холодной" либо "горячей" стороне; на полевых либо биполярных транзисторах; с промежуточным каскадом либо без него, прямо от управляющей микросхемы и т.п.). При каждом таком сужении объекта рассмотрения появляется всё больше элементов, которые можно рассматривать как существенные, ибо они обеспечивают принципиально новые, отсутствующие ранее функции.

Прошу уж поверить старому изобретателю/патентоведу.

Поэтому спор о первичности курицы вообще или яйца вообще считаю не обоснованным. А вот если рассматривать конкретную курицу и конкретное яйцо - тогда он приобретает осмысленность.

[MrTee]

Здравствуйте! Хочу всех поблагодарить, за столь интересное обсуждение данной темы. Я в разделах электронных книг нашел следующее:
https://kazus.ru/ebooks/viewbook/rus/84/571/1.html
Чтение этой книги дало мне основные понимания сути заданных вопросов. Как оказалось все приведенные довыды зачем создавался импульсный блок питания НЕВЕРНЫ! Основное назначение создания импульсного БП - экономия электроэнергии. Допустим Ваш компьютер требует 200Ватт потребления энергии, Вы покупаете с запасом 500Вт блок питания. Будь бы он линейным-трансформаторным, тогда в итоге потребление все равно было бы 500Вт, с незначительными изменениями, т.к. обмотка понижающего низкочастотного трансформатора будет потреблять фактически ту же энергию, что и без нагрузки. Но покупая импульсный даже 500Вт БП потребление будет фактическим где то 230Вт (КПД 75-85% потеря на внутренних узлах БП).

В чем смысл экономии энергии? А в тех самых изначально заданных мною вопросах и кроется правильный ответ.

Зачем то там нужен ШИМ, никак не могу понять. В чем его суть и функция тоже никак не понятны. Понаписаны всякие сложные слова, типа скважноть, а что это никак не понятно! В одном из объяснений я нашел следующее достаточно простое объяснение. Допустим поставщик энергии (розетка 220В проще говоря) обозначим 100% мощности. Нам нужно от него всего Х% мощности. Тогда ШИМ заставляет работать БП в промежутках времени, получается Х% времени БП включен, и 100%-Х% времени БП отключен. А периоды отключения сглаживаются фильтрами и дросселями. Правильно я понял? Или мое понимание совсем неверно? Или энтот ШИМ и является тем самым генератором высокой частоты?

Здесь слово "или" как раз надо заменить на "и". ШИМ действительно так и заставляет работать БП в промежутках Х% времени и 100%-Х% времени БП отключен (Очень, хотел поставить ссылку на того человека, кто дал мне это разъяснение, но увы я ее потерял), и одновременно является тем самым генератором высокой частоты, спасибо niXto за разъяснения. Расшифруем ШИМ - Широтно Импульсный Модулятор. Импульсный модулятор ясен - генератор высокой частоты для последующего понижающего высокочастотного трансформатора. Но что значит Широтно!? А это и значит ширину импульса для дальнейшей передачи мощности на потребителя энергии. Если у Вас нагрузка 100Вт, значит импульс будет вырабатываться узким, в конструкторском исполнении обратная связь (чаще оптопара). И соответсвенно, через трансформатор будет передоваться меньше энергии. Основной период 100%-Х% времни ключевой транзистор на горячей стороне будет закрыт и фактически потребление энергии не будет (ну оно будет кончно, но имеется ввиду запертость транзистора). Когда же нагрузка увеличивается, то обратная связь дает управлению ШИМ формировать более широкий импульс, передоваться энергии будет больше. Таким образом формируется автоматическое изменение формирования ключа и передачи энергии к нагрузке. Но поскольку ширина имульса больше или меньше в зависимости от нагрузки, возникает явление скважности, о котором рассказывал наш дрожайший Uragan90, за что Вам большое спасибо в глубоком понимании сути импульсных БП. Также это явление и защищает потребителя энергии от изменения входящего напряжения. Например входящее напряжение уменьшилось до 180В, тогда и на нагрузке напряжение будет автоматически уменьшаться. Это в результате управления ключом обратной связи сделает импульс более широким и передача энергии увеличится, что приведет к стабилизации.

Поскольку передача энергии сильно зависит от нагрузки, поэтому импульсный БП нельзя включать без нагрузки.
В двух словах не получилось конечно, но 18 строк я все таки сформировал. Надеюсь понятно для начинающего радиолюбителя, кто задасться таким же вопросом.

[Falconist]

Допустим Ваш компьютер требует 200Ватт потребления энергии, Вы покупаете с запасом 500Вт блок питания. Будь бы он линейным-трансформаторным, тогда в итоге потребление все равно было бы 500Вт, с незначительными изменениями, т.к. обмотка понижающего низкочастотного трансформатора будет потреблять фактически ту же энергию, что и без нагрузки. Но покупая импульсный даже 500Вт БП потребление будет фактическим где то 230Вт (КПД 75-85% потеря на внутренних узлах БП).

Уважаемый MrTee, Вы перевернули всё с ног на голову. При отсутствии нагрузки во вторичной обмотке, трансформатор будет потреблять по первичной обмотке только ток холостого хода. КПД его приближается к 98%. Т.е., потребляя из сети 500 Вт, он выдаст в нагрузку 490 Вт.

В импульсном же всё наоборот. Его КПД, как Вы указали, всего 75...85%. Т.е., потребляя 500 Вт, в нагрузку он может выдать всего 375...425 Вт. Эти 75...125 Вт он будет потреблять от сети ВСЕГДА, даже при отсутствии нагрузки, т.е. при холостом ходе. На Х.Х. нельзя включать только некоторые топологии обратноходов. Остальные - можно.

Резюме: навскидку - 2 принципиальных ошибки в рассуждениях (подробнее не рассматривал, только те, что сразу бросились в глаза), ничтожат и все остальные рассуждения. Срочно - назад к книгам и - читать, читать, читать!..