Chiziqli quvvat manbai va kommutatsiya quvvat manbai o'rtasidagi farq
Konvertatsiya qilish printsipiga ko'ra, quvvat manbalari chiziqli quvvat manbalariga va kommutatsiya quvvat manbalariga bo'linishi mumkin. Chiziqli quvvat manbalarini va kommutatsiya quvvat manbalarini tasniflaganimizda, biz aslida AC/DC yoki DC/DC ekanligini aniqlab olishimiz kerak. Garchi bu tasnif transformatsiya tamoyillarini farqlashga qaratilgan bo'lsa-da. Biroq, AC/DC funktsiyalariga erishadigan chiziqli quvvat manbalari va kommutatsiya quvvat manbalari ACni doimiy tok ga aylantirishning to'liq jarayonidir va ba'zi davrlar DC/DC dan iborat.
AC/DC uchun chiziqli quvvat manbai va kommutatsiya quvvat manbai
To'g'ridan-to'g'ri chiziqli quvvat manbalarini "AC/DC uchun chiziqli quvvat manbalari" deb ataydigan ko'plab darsliklar, kitoblar va maqolalar mavjud. Chiziqli quvvat manbai nima? Chiziqli quvvat manbai birinchi navbatda transformator orqali o'zgaruvchan tokning kuchlanish amplitudasini pasaytiradi, so'ngra impulsli doimiy quvvatni olish uchun uni rektifikator zanjiri orqali to'g'rilaydi va keyin kichik dalgalanma kuchlanishli doimiy kuchlanishni olish uchun uni filtrlaydi.
AC/DC chiziqli quvvat manbai va kommutatsiya quvvat manbaining xususiyatlari quyidagilardan farq qiladi:
AC/DC ning chiziqli quvvat manbai birinchi navbatda quvvat chastotasi transformatori yordamida AC kuchlanish bilan kamayadi va keyin tuzatiladi. Transformator orqali kuchlanish pasayganidan so'ng, kuchlanish nisbatan past bo'ldi va kuchlanishni barqarorlashtirish uchun uch terminalli voltaj regulyatori kabi quvvat chiplari ishlatilishi mumkin. Chiziqli quvvat manbaini sozlash trubkasi kuchaytirilgan holatda ishlaydi, natijada yuqori issiqlik hosil bo'lishi va past samaradorlik (kuchlanishning pasayishi bilan bog'liq) bo'lib, katta hajmli issiqlik moslamasini qo'shishni talab qiladi. Quvvat chastotasi transformatorlarining hajmi ham nisbatan katta va kuchlanish chiqishining bir nechta to'plamini ishlab chiqarishda transformator hajmi kattaroq bo'ladi.
AC/DC kommutatsiya quvvat manbaini sozlash trubkasi to'yinganlik va kesish holatlarida ishlaydi, buning natijasida past issiqlik hosil bo'ladi va yuqori samaradorlik. AC/DC kommutatsiya quvvat manbai katta quvvat chastotasi transformatorlariga bo'lgan ehtiyojni yo'q qiladi. Shu bilan birga, AC/DC kommutatsiya quvvat manbaining doimiy chiqishi kattaroq to'lqinlarga ega bo'ladi, ular chiqish uchida kuchlanish regulyatori diyotini ulash orqali yaxshilanishi mumkin. Bunga qo'shimcha ravishda, kalit trubasining ishlashi paytida hosil bo'lgan yuqori tepalik impulsli shovqin tufayli, magnit boncuklar yaxshilanish uchun kontaktlarning zanglashiga olib ketma-ket ulanishi kerak. Nisbatan aytganda, chiziqli quvvat manbaining to'lqini juda kichik bo'lishi mumkin. Quvvat manbalarini almashtirish turli xil topologik tuzilmalar, masalan, kuchlanishni pasaytirish, kuchaytirish va kuchaytirish orqali amalga oshirilishi mumkin, chiziqli quvvat manbalari esa faqat kuchlanishni kamaytirishga erishishi mumkin.
Ko'pgina dastlabki quvvat adapterlari nisbatan og'ir edi va ularning konvertatsiya qilish printsipi AC / DC chiziqli quvvat manbai bo'lib, u quvvat chastotasi transformatorini ichkarida ishlatgan. AC/DC chiziqli quvvat manbai birinchi navbatda AC kuchlanishini kamaytirish uchun transformatordan foydalanadi. Elektr tarmog'idagi kuchlanishni to'g'ridan-to'g'ri kamaytiradigan bunday turdagi transformator 1.9-rasmda ko'rsatilganidek, quvvat chastotasi transformatori deb ataladi. Quvvat chastotasi transformatorlari, shuningdek, past chastotali transformatorlar sifatida ham tanilgan, ularni quvvat manbalarini almashtirishda ishlatiladigan yuqori chastotali transformatorlardan ajratib turadi. Quvvat chastotasi transformatorlari o'tmishda an'anaviy quvvat manbalarida keng qo'llanilgan. Energiya sanoatida tarmoq quvvatining standart chastotasi, shuningdek, tarmoq quvvati sifatida ham tanilgan ("tarmoq quvvati" asosan shaharlarda yashovchilar tomonidan ishlatiladigan elektr ta'minotiga ishora qiladi) Xitoyda 50Hz va boshqa mamlakatlarda 60Hz. Ushbu chastotada o'zgaruvchan tokning kuchlanishini o'zgartira oladigan transformator quvvat chastotasi transformatori deb ataladi. Quvvat chastotasi transformatorlari odatda yuqori chastotali transformatorlarga nisbatan kattaroqdir. Shunday qilib, quvvat chastotasi transformatorlari bilan amalga oshiriladigan AC/DC chiziqli quvvat manbai hajmi nisbatan katta.
AC/DC kommutatsiya quvvat manbai birinchi navbatda taxminan doimiy doimiy yuqori kuchlanish hosil qilish uchun AC quvvat manbaini to'g'rilash va filtrlashni, so'ngra transformator orqali o'zgartiriladigan yuqori chastotali impulslarni hosil qilish uchun kalitni boshqarishni talab qiladi. AC/DC kommutatsiya quvvat manbai yuqori samaradorlikka va kichikroq hajmga ega. Uning kichik o'lchamlarining muhim sabablaridan biri shundaki, yuqori chastotali transformatorlar quvvat chastotasi transformatorlariga qaraganda ancha kichikdir. Nima uchun chastota qanchalik baland bo'lsa, transformator hajmi shunchalik kichik bo'ladi?
Transformator yadrosi materiallari to'yinganlik chegaralariga ega, shuning uchun magnit maydonning maksimal kuchiga cheklovlar mavjud. O'zgaruvchan tokning oqimi, magnit maydon kuchi va magnit oqimi sinusoidal signallardir. Bizga ma'lumki, bir xil amplitudali sinus signallari uchun chastota qanchalik baland bo'lsa, signalning "o'zgarish tezligi" ning cho'qqisi shunchalik yuqori bo'ladi (sinus signali noldan o'tgan vaqt "o'zgarish tezligi" ning cho'qqisidir, tezligi esa signalning eng yuqori nuqtasida o'zgarishlarning qiymati 0). Shu bilan birga, induktsiyalangan kuchlanish magnit oqimning o'zgarish tezligi bilan belgilanadi. Shunday qilib, har bir burilish uchun bir xil kuchlanish uchun chastota qanchalik baland bo'lsa, eng yuqori magnit oqim talab qilinadi. Ammo yuqorida aytib o'tilganidek, magnit maydon intensivligining eng yuqori qiymati cheklangan. Shuning uchun, agar magnit oqimga bo'lgan talab kamaytirilsa, temir yadroning tasavvurlar maydoni kamayishi mumkin. Yuqoridagi tahlil har bir burilish uchun bir xil kuchlanishni nazarda tutadi. Va burilish uchun kuchlanish kuch bilan bog'liq. Shuning uchun, xuddi shu kuchni qabul qilish. Quvvat kichikroq bo'lsa, oqim ham kichikroq va ruxsat etilgan sim ingichka bo'lsa va qarshilik biroz yuqoriroq bo'lsa, burilishlar sonini ko'paytirishga ruxsat beriladi. Shu tarzda, har bir burilishdagi kuchlanish ham kamayadi, bu ham magnit oqim talabini kamaytirishi mumkin. Keyin ovoz balandligini kamaytiring. Shuningdek, yuqoridagi tahlil materialning doimiy ekanligini, ya'ni to'yingan magnit maydon kuchining doimiyligini nazarda tutadi. Albatta, yuqori to'yingan magnit maydon kuchiga ega materiallar ishlatilsa, hajm ham kamayishi mumkin. Biz bilamizki, bir necha o'n yillar oldin bir xil o'lchamdagi transformatorlar bilan solishtirganda, bugungi kunda transformatorlar ancha kichikroq hajmga ega, chunki ular endi yangi temir yadroli materiallardan foydalanadilar.
Maksvell tenglamasiga ko'ra, transformator g'altakidagi induksiyalangan elektr harakatlantiruvchi kuch E
Ya'ni, magnit oqimining zichligi B ning vaqt o'tishi bilan N sim bo'ylab o'zgarish tezligining integrali Ac maydoni bilan aylanadi.
Transformatorlar uchun transformatorning birlamchi tomonidagi induktsiyalangan elektromotor kuch E va kirish tomonida qo'llaniladigan kuchlanish U chiziqli munosabat sifatida qaralishi mumkin. Transformatorning kirish tomonidagi U ning amplitudasi o'zgarmaganligidan kelib chiqib, E ning amplitudasi ham o'zgarmagan deb hisoblash mumkin.
Bundan tashqari, har bir turdagi magnit yadroning magnit oqimining zichligi B uchun yuqori chegara mavjud. Yuqori chastotali ilovalar uchun ishlatiladigan ferrit Tesla'ning o'ndan bir necha qismini tashkil qiladi, quvvat chastotasi ilovalari uchun ishlatiladigan temir yadro esa kichik farq bilan birdan bir oz kattaroq daraja atrofida.
Shuning uchun, chastota oshganida, magnit oqimining zichligi B ning eng yuqori o'zgarishi muhim bo'lmasa, har bir tsikl davomida magnit oqim zichligi dB / dt o'zgarish tezligi sezilarli darajada oshadi. Shu sababli, kichikroq Ac yoki N bir xil induktsiyalangan elektromotor kuchga erishish uchun ishlatilishi mumkin E. Acning pasayishi magnit yadroning tasavvurlar maydonining pasayishini anglatadi; N ning kamayishi magnit yadroning bo'sh oynasining maydonini qisqartirish mumkinligini anglatadi, bu ikkalasi ham magnit yadroning kichik hajmiga erishishga yordam beradi. Yuqori chastotali transformatorning tasavvurlar maydoni kichikroq bo'lib, g'altakdagi burilishlar soni kamayadi, bu esa kichikroq hajmga olib keladi.
Kommutatsiya quvvat manbaining sozlash trubkasi to'yinganlik va kesish holatlarida ishlaydi, buning natijasida past issiqlik hosil bo'ladi va yuqori samaradorlik mavjud. AC/DC kommutatsiya quvvat manbalari katta quvvat chastotali transformatorlardan foydalanishni talab qilmaydi. Shu bilan birga, kommutatsiya quvvat manbaining doimiy chiqishi uning ustiga qo'yilgan katta dalgalanmalarga ega bo'ladi. Bunga qo'shimcha ravishda, kommutatsiya tranzistorining ishlashi paytida hosil bo'lgan katta tepalik impulsli shovqin tufayli, shuningdek, elektr ta'minoti sifatini yaxshilash uchun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektr ta'minotini filtrlash kerak. Nisbatan aytganda, chiziqli quvvat manbalarida yuqoridagi nuqsonlar yo'q va ularning dalgalanishi juda kichik bo'lishi mumkin.
