Какви са предимствата и недостатъците на импулсните захранващи адаптери?

Захранващите адаптери са основни компоненти за задвижване на различни интелигентни електронни устройства и тяхната работа пряко влияе върху техническите спецификации и безопасната и надеждна работа на оборудването. Понастоящем често използваните AC/DC захранващи адаптери се разделят на две основни категории: ниско-честотни линейни захранващи адаптери и високо-честотни превключващи захранващи адаптери. Ниско{4}}честотните линейни захранващи адаптери рядко се използват днес. Тъй като ключовите вътрешни компоненти на захранващите адаптери с високо-честотно превключване работят в състояние на превключване с висока-честота, тяхната ефективност може да достигне 80% до 90% с много ниска консумация на енергия. Тяхната ефективност на преобразуване е почти двойно по-висока от тази на обикновените линейни регулирани захранващи устройства, което ги прави основният продукт в AC-DC захранващите адаптери днес.

Превключващият захранващ адаптер се състои от няколко основни компонента, включително пълновълнов-изправител, превключващ транзистор, задвижващ сигнал, свободен диод, индуктор за съхранение на енергия и филтърен кондензатор. Всъщност основната част на импулсния захранващ адаптер е AC-DC преобразувателят. Тук предоставяме следните обяснения за AC-DC преобразуватели и инвертори:

• Инвертор: Устройство, което преобразува постоянен ток в променлив ток. Инверторите се използват широко в системи за резервно захранване, съставени от батерии или други източници на постоянен ток.
• AC-DC конвертор: Устройство, което преобразува AC в DC. Този тип оборудване се използва широко в импулсни захранвания и адаптери.

  

1. Компактен размер и лек: Превключващите захранващи адаптери не използват обемисти захранващи-честотни трансформатори. Освен това, тъй като разсейването на мощността на превключващия MOSFET е значително намалено, вече не са необходими големи радиатори. Тези два фактора допринасят за малкия размер и лекото тегло на превключващите захранващи адаптери.
2. Ниска консумация на енергия и висока ефективност: Във веригата на превключващ захранващ адаптер превключващият MOSFET редува включено и изключено състояние под задвижващия сигнал с много бърза скорост на превключване-обикновено при честоти над 50 kHz. В някои усъвършенствани превключващи силови вериги честотите могат да достигнат няколкостотин kHz или дори близо до 1 MHz. Това значително намалява разсейването на мощността на превключващия MOSFET и значително подобрява ефективността, която може да достигне до 90%.
3. Значително подобрена ефективност на филтриране, намаляване на необходимия капацитет и размера на филтърните кондензатори: Работната честота на превключващите захранващи адаптери обикновено е над 50 kHz, което е повече от 1000 пъти по-висока от тази на линейно регулираните захранващи адаптери. Това увеличава ефективността на филтриране след ректификация с близо 1000 пъти. Дори с полу{7}}изправяне на вълна, последвано от филтриране на кондензатор, ефективността се подобрява 500 пъти. За същото изходно напрежение на пулсации, капацитетът на филтърния кондензатор в импулсно захранване е само 1/500 до 1/1000 от този в линейно регулирано захранване.
4. Широк диапазон на регулиране на напрежението: Изходното напрежение на превключващ захранващ адаптер се регулира от работния цикъл на задвижващия сигнал. Промените във входното напрежение могат да бъдат компенсирани чрез регулиране на честотата или ширината на импулса. По този начин, дори когато напрежението на мрежата варира значително, адаптерът може да поддържа стабилно изходно напрежение. В резултат на това превключващите захранващи адаптери имат широк обхват на регулиране на напрежението и отлична стабилност. В допълнение, методите за регулиране на работния цикъл включват импулсна-широчинно-импулсна модулация (PWM) и честотна модулация (FM). Импулсните захранващи устройства не само предлагат широк обхват на регулиране на напрежението, но също така осигуряват множество методи за постигане на стабилизиране на напрежението, което позволява на дизайнерите да избират гъвкаво от различни типове IC решения за превключване на мощност въз основа на практическите изисквания.

Тъй като инверторната верига генерира високо-честотно напрежение, тя може да причини смущения на близкото оборудване. Изисква се подходящо екраниране и заземяване. В импулсно захранване транзисторът за-регулиране на мощността работи в състояние на превключване, генерирайки променливотоково напрежение и ток, които предизвикват пикови смущения и резонансни смущения в други компоненти на веригата. Без подходящи мерки за потискане, елиминиране и екраниране, тази намеса може сериозно да засегне нормалната работа на цялото устройство. Освен това такива смущения могат да се разпространят в електрическата мрежа, прекъсвайки близките електронни инструменти, оборудване и домакински уреди.
 

Всъщност вече са налични силно интегрирани специализирани чипове, които опростяват периферните вериги и дори позволяват plug{0}}and-дизайн. Например, интегралните схеми на импулсно захранване от серията TOP- (или захранващи модули) изискват само няколко пасивни компонента и превключващ трансформатор, за да образуват основно импулсно захранване.