Sursele de alimentare cu modul comutat „SMPS” (Modul comutat

Tensiunea medie de ieșire poate fi calculată cu ușurință din următoarea ecuație:

Diagrama și principiul de bază al funcționării sursei de alimentare în modul comutat:

1 - Intrare de tensiune AC

3 - filtru de intrare

4 - redresor (punte diodă)

5 - tranzistor de tastare

6 - Controler PWM

7 - cuplaj optic (izolator galvanic)

8 - transformator de vârf

10 - filtru de ieșire

11 - ieșire de tensiune continuă

1 - Intrare de tensiune AC

3 - filtru de intrare

4 - redresor (punte diodă)

5 - tranzistor de tastare

6 - Controler PWM

7 - cuplaj optic (izolator galvanic)

8 - transformator de vârf

10 - filtru de ieșire

11 - ieșire de tensiune continuă

Următorii parametri trebuie luați în considerare la selectarea sursei de alimentare în modul comutat.

În Polonia și alte țări ale UE, tensiunea de rețea este de 230 V c.a. (cu excepția Regatului Unit - 240 V c.a.). Standardele permit o abatere de 10%, adică tensiunea de rețea poate fluctua de la 207 la 253 V c.a. Astfel, o sursă de alimentare cu o gamă largă de tensiune de intrare, de ex. Se recomandă 100–264 V c.a.

Curent maxim de intrare

Pulsul de curent mare este generat la pornire, care, în funcție de putere, poate atinge valori mari până la zeci de amperi cu o durată de până la o perioadă, adică până la 20 ms la 50 Hz AC. Acest fenomen este cauzat de încărcarea condensatorului de intrare și poate fi problematic la alimentarea mai multor surse de alimentare sau la utilizarea dispozitivelor de mare putere. Curentul mare de pornire poate declanșa protecția rețelei (siguranțe, întrerupător de supracurent etc.). Problema poate fi rezolvată prin utilizarea întreruptoarelor de supracurent de tip C sau de tip D.

Este un raport dintre puterea de ieșire DC (generată de sursa de alimentare) și puterea de intrare AC (primită de la rețea) exprimată în procente.

Eficiența este de obicei denotată de litera greacă mică: η. La toate dispozitivele care convertesc energia, o parte din puterea de intrare se pierde, iar eficiența este o măsură a pierderii de energie. Acest parametru este de remarcat, deoarece cu cât eficiența este mai mare, cu atât se pierde mai puțină energie, ceea ce înseamnă că temperatura din interiorul sursei de alimentare este mai mică și, ca urmare, fiabilitatea și durata de viață sunt crescute. Sursele de alimentare disponibile în modul comutat oferă eficiență> 90% (eficiența transformatoarelor sau a surselor de alimentare liniare nu depășește 50%).

η - eficiență (%)

Pout - putere de iesire

Pin - puterea de intrare

η - eficiență (%)

Pout - putere de iesire

Pin - puterea de intrare

Exemplul 1.
Eficiența unei surse de alimentare cu o putere de ieșire de 100 W la intrarea de rețea de 117,6 W poate fi calculată după cum urmează:

În fișele tehnice, producătorii specifică de obicei puterea de ieșire și eficiența sursei de alimentare, cu toate acestea, puterea de intrare nu este de obicei specificată. Poate fi calculat cu ușurință folosind următoarea ecuație.

Exemplul 2.
Alimentare cu putere de ieșire de 150W și eficiență de 86%. Alimentarea cu energie electrică poate fi calculată după cum urmează:

Pierderea de energie ca energie termică (Pd - pierderea de putere) poate fi calculată folosind o ecuație simplă (scoateți puterea generată de la puterea de intrare).

În acest caz, 24,4 W se pierd ca energie termică la sarcină maximă. Cei 24,4 W cresc temperatura din interiorul incintei și temperatura componentelor interne.

MTBF - Timpul mediu dintre eșec

Este exprimat în ore și indică fiabilitatea dispozitivului.

Acest parametru este adesea interpretat greșit. MTBF al sursei de alimentare poate fi de 700.000 de ore, adică aproape 80 de ani. Cu toate acestea, nu înseamnă că sursa de alimentare va funcționa fără eșecuri pentru o perioadă atât de lungă de timp.

Metodele de calcul al MTBF au fost introduse de armata SUA în 1965 odată cu publicarea modelului MIL-HDBK-217. Modelul a inclus ratele de defecțiune pentru diferite componente electronice, adică condensatori, rezistențe și tranzistoare și metodele de calcul al ratei de eșec. Trebuia să standardizeze metodele de evaluare a fiabilității pentru echipamentele electronice și militare.

În afară de modelele MIL-HDBK-217, alte modele pentru calcularea MTBF sunt disponibile în specificațiile dispozitivelor electronice. Modelele folosesc algoritmi diferiți pentru a calcula fiabilitatea. Exemple de metode: HRD5, Telcordia, RBD, model Markow, FMEA/FMECA, arbore de eșec, HALT.

Cu un timp MTBF cunoscut, putem calcula probabilitatea defecțiunii dispozitivului înainte de expirarea MTBF. Este o informație foarte utilă care permite evaluarea fiabilității generale a unui sistem. Regula este simplă: cu cât MTBF este mai mare, cu atât dispozitivul este mai fiabil.

MTBF este un moment, după care fiabilitatea dispozitivului scade la 36,8%.

Cum este posibil? Calculul folosește o ecuație pentru fiabilitate.

R (T) - fiabilitatea exprimată ca procente în raport cu timpul de funcționare al dispozitivului

T - timpul de funcționare al dispozitivului

MTBF - timpul mediu dintre eșec