Принципиальное отличие трансформаторного блока питания от импульсного

[MrTee]

Никак не могу понять все таки, суть работы импульсного блока питания. Прочитал кучу найденных на гугле документов. Знаю что в трансформаторном, идет понижающий трансформатор, затем выпрямитель, затем стабилизатор напряжения. Понял из импульсных только одно, что выпрямление идет в самом начале, затем импульсный генератор высокой частоты 20-140КГц, затем только высокочастотный понижающий трансформатор, затем дроссельно конденсаторный стабилизатор. 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?

[Falconist]

Принципиальных отличий нет. И в том и в другом блоках стоит понижающий трансформатор. Вся разница только в том, что в импульсном он высокочастотный. Поэтому для его нормальной работы на высокой частоте на "горячей" стороне стоит транзисторный (на биполярных или полевых транзисторах) преобразователь постоянного напряжения в переменное, поступающее на первичную обмотку понижающего трансформатора. Поскольку преобразователь по определению питается постоянным током, на его входе стоит выпрямитель с конденсатором фильтра. Т.е., входной выпрямитель принадлежит функционально преобразователю. Все остальные узлы (ШИМ, стабилизация и т.п.) - тоже "заточены" под управление этим преобразователем.

[Zeman1979]

MrTee, думаю коротко и в тоже время понятно на ваши вопросы не ответить, поэтому советую прочитать вот эти две книги:
Семенов "Силовая электроника. От простого к сложному"
Марти Браун "Источники питания. Расчет и конструирование"

Все это можно скачать.

[MrTee]

Спасибо Zeman1979, книги я почитаю. Но, Falconist, сразу возникает два вопроса. Что такое "горячая" сторона? И что же все таки "затачивает" наш дорогой ШИМ, и чем управляет?

[Falconist]

"Горячая" сторона - это та, которая гальванически соединена с сетью 220 В (первичная). Может @бом токнуть, если коснуться проводников. "Холодная" - вторичная. Можно браться почти безбоязненно. Ну, щипнет слегка в крайнем случае. Ко второму вопросу вернемся, когда почитаете рекомендованную литературу. Нет никакого смысла повторять то, что в ней подробно расписано.

Немного дополню свой первый пост. Можно представить себе 50-герцовый БП, как такой же импульсный, но распределенный в пространстве: преобразователь питающего напряжения стоит на электростанции и по проводам подает частоту 50 Гц на первичную обмотку трансформатора. А в импульсном эти два узла (преобразователь и понижающий трансформатор) находятся вместе в самом БП. Надеюсь, так яснее? Существуют импульсные преобразователи и без стабилизации и без ШИМ. Например, те же самые "электронные трансформаторы" для низковольтных галогеновых ламп "Taschibra".

[niXto]

Или энтот ШИМ и является тем самым генератором высокой частоты?

Да, он и является. Принципиальное различие - чем выше частота, тем меньше может быть трансформатор ТОЙ ЖЕ мощности - т.к. сердечник трансформатора за один такт может "перенести" во вторичную цепь какой-то небольшой "кусочек" энергии практически независимо от частоты. Поэтому трансформатор, работающий на 50 кГц за один момент времени передаст (теоритически) в 1000 раз больше энергии, чем работающий на 50 Гц. А трансформатор - самая тяжелая деталь в БП, сравните вес НЧ- и ВЧ-БП

[Easyrider83]

Я думаю, что именно принципиальное отличие - это питание трансформатора. Импульсный питается импульсом. Физически, разницы нет. Но никто же не строит генератор синуса для питания импульсных трансформаторов, а просто ставит ключи и гонит туда шим.

[Falconist]

Уважаемый Easyrider83, не могу с Вами согласиться. И прямоугольник, и синус, и пила и т.п. - все они являются вариантами переменного тока. Форма сигнала как раз не принципиальна. Если, скажем, Вы запитаете импульсный трансформатор синусоидой - результат только улучшится: не нужны будут снабберы для защиты от паразитных выбросов. Но схемотехнически организовать это намного сложнее. Чем-то приходится жертвовать. Но принцип-то не меняется: во всех случаях - понижающий трансформатор переменного тока!

[Uragan90]

Любой трансформатор не способен нормально работать с постоянным напряжением. Для того чтобы во вторичных обмотках трансформатора возник ток, на первичную нужно подать переменное напряжение. В импульсных блоках питания на спец.микросхемах собран генератор который управляет мощными ключами (транзисторами) в результати чего и появляется это якобы переменное напряжение (меандр). Напряжение имеющее вид прямоугольных импульсов (дальше хуже)... Так вот простой пример про ШИМ. Представьте что у вас есть светодиод или лампочка, есть постоянное напряжение которое может принимать значения пулько 0в и 5в. Как можно изменять яркость лампочки, очень плавно, имея только по сути цифровые сигналы о и 1 (0в и 5в)??? Тут то и вылизает это не понятное слово- скважность. Возьмем один период прямо сигнала прямоугольной формы. Если время действия единици (5в) будет 1/10 всего периода, тогда действие 0 (0в) будет соответственно 9/10 периода. Лампочка будет светится на 1/10 (тоесть тусклее чем она бы светилась если на неё было бы подано 5в) Понемаете суть??? Таким образом можно регулировать основные параметря того же блока питания или другого устройство имея только определенное значения напряжение и ключ (транзистор).

[Easyrider83]

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.