Импульсный блок питания недостатки

Импульсный блок питания недостатки

А что скажите про CF 2400 —- 660 у.е
[IMG]http:///www.***********com/published/publicdata/AUDIOSILAUDIOSILA/attachments/SC/products_pictures/ampcf2400_big01_enl_enl.jpg[/IMG]
и про S3 —- 760 у.е
[IMG]http:///www.***********com/published/publicdata/AUDIOSILAUDIOSILA/attachments/SC/products_pictures/ampS3_MkII_big013y_enl8x_enl.jpg[/IMG]

Вых. мощность одинаковая :

2 х 1200 Вт, 4 Ом
2 х 700 Вт, 8 Ом
2000 Вт, мост 8 Ом

А что скажите про CF 2400 —- 660 у.е

и про S3 —- 760 у.е

Вых. мощность одинаковая :

2 х 1200 Вт, 4 Ом
2 х 700 Вт, 8 Ом
2000 Вт, мост 8 Ом

На этом форуме, как и большинстве других, происходит не только учебный процесс для начинающих, но и свободное общение, пока Вы не являетесь модератором форума, не надо указывать другим, значительно Вас старше, о чём и в какой форме говорить! Тех, кто жаждет глубоких технических сведений приглашаю посетить [Ссылки могут видеть только зарегистрированные пользователи. ] и [Ссылки могут видеть только зарегистрированные пользователи. ] .Усилители с ИИП пользую с 2004г., мотивация одна-вес, нареканий на их работу нет, правда они у меня не дешёвые, может быть поэтому. Кстати , приличные усилители с ИИП не дешевле, а дороже аналоговых.

Добавлено через 49 минут

На этом форуме, как и большинстве других, происходит не только учебный процесс для начинающих, но и свободное общение, пока Вы не являетесь модератором форума, не надо указывать другим, значительно Вас старше, о чём и в какой форме говорить! Тех, кто жаждет глубоких технических сведений приглашаю посетить [Ссылки могут видеть только зарегистрированные пользователи. ] и [Ссылки могут видеть только зарегистрированные пользователи. ] .Усилители с ИИП пользую с 2004г., мотивация одна-вес, нареканий на их работу нет, правда они у меня не дешёвые, может быть поэтому. Кстати , приличные усилители с ИИП не дешевле, а дороже аналоговых.

Добавлено через 49 минут

Цитата:
Сообщение от Василий54
Проблема только одна -надежность,и пожалуй этот недостаток очень существенный на наших сетях

Работа схем активной коррекции фактора мощности в блоках питания

Блок питания в компьютере является одним из самых важных компонентов. От его качества в большой степени зависит надежность работы и безотказность дорогостоящих видеокарт, выполняющих вычисления при майнинге.

При подборе комплектующих для сборки майнинг рига следует обращать особое внимание на выбор качественного блока питания. Дешевое устройство может с легкостью отправить в мир иной дорогостоящее оборудование, поэтому экономия в этом случае не всегда оправдана.

К сожалению, даже качественные блоки питания (БП) иногда выходят из строя. В случае использования хорошего БП последствия для остального оборудования обычно не столь печальны, но все же ощутимы из-за вынужденных простоев и трат на приобретение нового блока.

Неотъемлемой частью всех относительно мощных импульсных блоков питания (выше 75 ватт) является схема, отвечающая за коррекцию фактора мощности. Она нужна для обеспечения полноценного отбора мощности из сети переменного тока.

Очень часто в современных компьютерных блоках питания используются APFC (Active Power Correction Circuit) — схемы коррекции, работающие в активном режиме с повышающим преобразованием. Они выполняют задачу по синхронизации фаз тока и напряжения высоковольтной части блока питания, которая возникает из-за зарядки-разрядки конденсатора, сглаживающего пульсации.

Упрощенная схема APFC с boost-преобразованием с помощью накопления энергии на катушке индуктивности:

Электронные элементы APFC работают на высоких напряжениях, подвергаются повышенной температурной и токовой нагрузке из-за чего достаточно часто выходят из строя. В связи с этим стоит разобраться с принципами их работы и возможными проблемами. В данной статье рассматриваются некоторые аспекты работы схем активной коррекции фактора мощности компьютерных импульсных блоков питания.

Общие сведения о схемах коррекции активной мощности

Коррекция коэффициента мощности обычно производится на входе высоковольтной части блока питания, до сглаживающего конденсатора на ее выходе. Существует множество различных топологий схем PFC с активной и пассивной коррекцией:

По ряду причин в компьютерных блоках питания обычно используются активные корректоры мощности, работающие в импульсном режиме с повышением напряжения.

Блок-схемы коррекции активной мощности (boost, dual boost bridgless и totem-pole bridgless) с контроллерами фирмы Texas Instruments:

Типовая схема boostPFC-корректора (с импульсным повышающим преобразователем) с ключом на сдвоенном полевом транзисторе:

Схемы, в которых используется повышающая катушка индуктивности с мостовым выпрямителем на входе блока питания являются одними из самых распространенных. Они имеют эффективность порядка 95-97% и состоят из относительно дешевых компонентов. Потери энергии в таких цепях зависят от 4 факторов:

• прямое падение напряжения (Vf) на выпрямительных диодах (чем меньше величина Uобр, тем лучше);
• потери в катушке индуктивности из-за наличия сопротивления обмотки и в сердечнике (из-за вихревых токов и перемагничивания материала);
• потери на бустерных диодах;
• потери на ключевых транзисторах.

Рассмотрим подробнее особенности работы классической схемы активной коррекции с импульсным повышающим преобразователем (boost-APFC).

Как работает схема активной коррекции мощности с boost-конвертером?

Чаще всего в мощных компьютерных блоках питания используется схема активной boost PFC-коррекции (с импульсным повышающим преобразователем) с накопительной катушкой индуктивности L, работа которой управляется силовым ключом S1. Ее энергия используется для постоянного заряда выходного конденсатора C импульсами, амплитуда которых меняется в соответствии с синусоидальной формой входного напряжения:

Ток в этой схеме протекает поочередно:

• при замкнутом ключе S1 — через накопительную катушку индуктивности и разомкнутый ключ S2. При этом катушке заряжается, а питание нагрузки осуществляется от конденсатора C;
• при размыкании ключа S1 энергия, накопленная в катушке индуктивности складывается с питающим напряжением Vin и питает нагрузку через замкнутый ключ S2. Благодаря этому напряжение на выходе схемы становиться выше, чем питающее.

На практике в качестве ключа S2 используется диод с малым сопротивлением при прямом включении:

Два состояния, в которых находится схема с импульсным повышающим преобразованием напряжения:

Изменяя время On и Off-state с помощью импульсов ШИМ, можно управлять зарядным током конденсатора, приводя его в соответствие с входным синусоидальным напряжением:

Это позволяет снизить до минимума реактивные потери и обеспечить равномерную нагрузку на сеть. Кроме того, такая схема обеспечивает стабильность напряжений на выходе блока питания даже при значительных колебаниях входного напряжения.

В схеме импульсного повышающего преобразования обязательно используется контроллер (Control Circuit), управляющий работой ключевого транзистора:

В работе классической схемы активной boost-коррекции мощности участвуют:

• входной (обычно мостовой) выпрямитель;
• ключевой транзистор Q1, работающий как активный управляемый силовой ключ;
• быстродейстующий диод D1 (обычно диод Шоттки);
• схема управления (control circuit);
• нагрузка R1 Load;
• фильтрующий/накопительный конденсатор C1;
• катушка индуктивности L1 (boost inductor).

В приведенной выше схеме контролирующий узел постоянно производит измерение входного напряжения (вывод 2 контроллера), а также тока через шунт на выводах 3 и 11. Полученные данные используются для управления временем переключения и скважностью (duty cycle) импульсов на ключевом транзисторе Q1.

Схема управления на основании действующего значения напряжения Vg(t) и тока Ig(t) формирует ШИМ-сигнал, управляющий открытием и закрытием ключевого транзистора.

Периодическое замыкание/размыкание транзисторного ключа обеспечивает заряд выходного конденсатора пульсирующим током в соответствии с формой входного синусоидального напряжения:

Осциллограммы напряжений и токов на элементах активного корректора мощности:

Использование сигнала обратной связи с выхода схемы коррекции мощности позволяет осуществить стабилизацию выходного напряжения. Для этого обычно используются резисторы обратной связи Roc1, Roc2 и перемножитель выпрямленного и выходного напряжения:

В блоках питания, питающихся от сети 220В, величина напряжения на выходе схемы APFC для обеспечения запаса по регулированию достигает 400В. Для получения квазисинусоидальной формы тока на выходе корректора мощности используют достаточно высокие частоты коммутации ключа (обычно от 300 КГц до 1 МГц).

Протекание тока в схеме boost-APFC с мостовым выпрямителем и сдвоенными ключевыми транзисторами и диодами (рисунки a и c — On-state, b и d — Off-state):

Исходя из того, что наибольшая нагрузка в схеме APFC приходится на ключевые транзисторы и диоды, именно они, а также микросхема-контроллер, чаще всего выходят из строя.

Элементная база, использующаяся в APFC-цепях блоков питания

Для обеспечения накопления отдачи энергии, дроссель схемы APFC должен иметь достаточную индуктивность (количество витков ) и размер сердечника для накопления магнитной энергии, а также диаметр провода, соответствующий протекающему току. Для выполнения этих требований он должен иметь большие размеры.

Накопительная катушка в БП Be Quiet Dark Power Pro 11 мощностью 1200 ватт выделяется внушительными габаритами:

Для обеспечения большой отдаваемой мощности в схему APFC блока питания устанавливают по нескольку ключевых транзисторов и диодов.

Два диода Шоттки CREE C3D06060G (600 вольт/9.5 ампер) и три N-канальных Mdmesh силовых MOSFET-транзистора 31N65M5 (31A 650V) 1200-ваттного блока питания Be Quiet Dark Power Pro 11:

Цоколевка транзисторов 31N65M5:

Цоколевка диодов C3D06060G:

В блоке питания той же серии на 850 ватт используется два полевых транзистора Infineon IPA60R165CP и диод CREE C3D06060G (слева):

В качестве контроллера APFC-схемы в БП Be Quiet Dark Power Pro 11 используется микросхема Infineon ICE2PCS02:

Назначение пинов у ШИМ-контроллера ICE2PCS02 (вид сверху):

Блок-схема контроллера ICE2PCS02 и его типовое включение:

Место контроллера ICE2PCS02 в схеме boostAPFC:

Примеры схем активной коррекции фактора мощности

Пример схемы APFC блока питания на 300 ватт с микросхемой ICE2PCS02:

Пример схемы активной коррекции фактора мощности на микросхеме UCC28019:

Схема активной коррекции фактора мощности в следующем примере состоит из параллельно включенных MOSFET-ов Q3 и Q10, индуктивности L11, диода D27 и накопительных конденсаторов C4 и C5:

Еще одна схема, отвечающая за коррекцию фактора мощности:

Для защиты блока питания от чрезмерной нагрузки в этом блоке в момент включения используется терморезистор RT1 сопротивлением 2.5 Ом. Сигнал VCCP включает реле RL1 (модель 835NL-1A-B-C с нормально разомкнутыми контактами) только после перехода блока питания в рабочий режим. В момент включения ток проходит через защитный терморезистор, что уменьшает нагрузку на БП. Аналогичные решения используются во многих качественных блоках питания, например, в БП Be Quiet Dark Power Pro 11, где используется реле 507-1CH-F-C.

Вам также может понравиться

Быстрее, выше, сильнее — что принесет DDR5-память в майнинг?

30 октября, 2021

Блок питания Vinga VPS-1200Pl — недорогая платина для мощных компьютеров

1 марта, 2020

Импульсный или линейный блок питания?

Выбор конечно же за вами, но мы хотим с вами поделится интересной и полезной информацией!

Большинство технических специалистов и покупателей с опытом, отнесутся с опаской, к импульсным блокам питания, еще в 80-е года, была серьезна подорвана репутация, начало пошло от массовых отказов работы, отечественных цветных телевизоров и импортной видеотехники, оснащенные импульсным блоком питания.

И что в итоге мы имеем? Практически вся бытовая техника, видеоаппаратура, телевизоры, компьютеры оснащены именно импульсными блоками питания и всё, меньше можно увидеть использование линейных блоков питания. Давайте, определим преимущества, надежность, недостатки импульсных блоков питания.

В чем заключается якобы сложность импульсных блоков питания? В том, что они сложнее аналогов, но проще чем компьютер и телевизор. И конечно же вам в этом думаю разбираться не нужно, этим пусть занимаются профессионалы .

Определим надежность импульсных блоков? Постоянная модернизация элементной базы импульсного блока питания и современная комплектация не является надежностью. А более правильно будет сказать, надежность импульсного блока питания заключается и зависит, от правильного применения элементной базы. Интеграция позволяет реализовать большое количество встроенных защит, которые и недоступны в линейных источниках.

Импульсные блоки питания, конечно же, надежнее линейных за счет наличия в современных блоках питаниях встроенных цепей защиты от различных ситуаций, к примеру, от перегрузки, скачков напряжения, короткого замыкания, переполюсовки выходных цепей. И высокий КПД гарантирует меньшие теплопотери, что в свою очередь дает меньший перегрев элементной базы импульсного блока питания, что и является показателем надежности.

Помехи импульсных блоков питания? Формирование мощных импульсов и затухающих колебаний в обмотках трансформатора, заложено в схемотехнике импульсных блоках питания. Коммутационные процессы предопределяют широкий спектр паразитного излучения. Соответственно корпус и соединительные провода источника питания, могут стать антенной, для излучения радиопомех. Но если, конструкция блока тщательно проработана, то о помехах можно не волноваться их просто не будет. Благодаря, современным технологиям, импульсные блоки питания, позволяют существенно снизить, пульсацию сетевого напряжения.

КПД импульсного блока питания. КПД – это коэффициент полезного действия, обозначение данного параметра определяет, на сколько эффективно блок питания, может преобразовать энергию, для комплектующих. Измерение идет в процентах, и чем выше к 100 % тем выше эффективность. КПД в импульсных блоках питания высокий до 98%. В аналоговом источнике питания основные потери это трансформатор и аналоговый стабилизатор , чего нет в импульсных блоках питания, вместо сетевого трансформатора используется высокочастотный, а вместо стабилизатора — ключевой элемент. И по сколько основную часть времени ключевые элементы включены или выключены, то потери энергии в импульсном блоке минимальны. КПД аналогового источника питания около 50% просто уходит на нагрев окружающего воздуха, в общем, вы их теряете.

Масса импульсного блока питания на много меньше аналогового. И маленький вес импульсного блока питания за счет того, что с повышением частоты можно использовать трансформаторы меньших размеров при той же передаваемой мощности.

И благодаря массовому выпуску унифицированной элементной базы и разработке ключевых транзисторов высокой мощности сегодня мы имеем низкие цены силовой базы импульсных блоков питания. Чем больше выходная мощность, тем дешевле стоит импульсный блок питания, по сравнению с аналогичным линейным источником питания.

Какие требования к сетевому напряжению, у импульсных блоках питания? Для нас как вы знаете 220 Вольт в розетке, это, скорее всего редкость, чем норма. В импульсные блоки питания, допускается большой диапазон питающего напряжения , что не скажешь о линейных блоках.

И так, на чем остановиться, в выборе блока питания? Думаю, Вы сделаете правильный выбор и надеемся, что статья для вас была полезной и интересной. Доверьтесь профессионалам и выберите качественный источник питания, который сделан на базе качественных комплектующих!

Импульсные блоки питания

Для работы большинства электронных устройств необходимо наличие одного или нескольких блоков питания (БП) постоянного тока. БП является важным узлом схемы устройства, в котором из переменного напряжения питающей сети образуются все необходимые для его работы постоянные напряжения. В подавляющем большинстве устройств используются импульсные схемы БП из-за их высоких энергетических показателей и стабильности.

Основной функцией источника электропитания является обеспечение стабильного заданного выходного напряжения при изменении в широких пределах входного напряжения, выходного тока и рабочей температуры. Степень, с которой источник электропитания обеспечивает стабильность выходного напряжения в вышеприведенных условиях, является основным показателем качества источника.

В наше время к источникам питания предъявляются разнообразные и подчас противоречивые требования, в зависимости от которых подбирают подходящий БП из существующих или создают новый.

В данной работе мы рассмотрим один из самых распространенных в наше время блоков питания – импульсный, принцип его работы, преимущества и недостатки, сравним с трансформаторным блоком питания.

1. Импульсные блоки питания. Основные принципы работы

Основной принцип, положенный в основу работы ИБП заключается в преобразовании сетевого переменного напряжения (50 Гц) в переменное высокочастотное напряжение прямоугольной формы, которое трансформируется до требуемых значений, выпрямляется и фильтруется.

Преобразование осуществляется с помощью мощного транзистора, работающего в режиме ключа и импульсного трансформатора, вместе образующих схему высокочастотного преобразователя. Что касается схемного решения, то здесь возможны два варианта преобразователей: первый – выполняется по схеме импульсного автогенератора и второй – с внешним управлением.

Поскольку частота преобразователя обычно выбирается от 18 до 50 кГц, то размеры импульсного трансформатора, а, следовательно, и всего блока питания достаточно компактны, что является немаловажным параметром для современной аппаратуры.

Упрощенная схема импульсного преобразователя с внешним управлением приведена на рисунке 1.

Преобразователь выполнен на транзисторе VT1 и трансформаторе Т1. Сетевое напряжение через сетевой фильтр (СФ) подается на сетевой выпрямитель (СВ), где оно выпрямляется, фильтруется конденсатором фильтра Сф и через обмотку W1 трансформатора Т1 подается на коллектор транзистора VT1. При подаче в цепь базы транзистора прямоугольного импульса, транзистор открывается и через него протекает нарастающий ток Iк. Этот же ток будет протекать и через обмотку W1 трансформатора Т1, что приведет к тому, что в сердечнике трансформатора увеличивается магнитный поток, при этом во вторичной обмотке W2 трансформатора наводится ЭДС самоиндукции. В конечном итоге на выходе диода VD появиться положительное напряжение. При этом если мы будем увеличивать длительность импульса приложенного к базе транзистора VT1, во вторичной цепи будет увеличиваться напряжение, так как энергии будет отдаваться больше, а если уменьшать длительность, соответственно напряжение будет уменьшаться. Таким образом, изменяя длительность импульса в цепи базы транзистора, мы можем изменять выходные напряжения вторичной обмотки Т1, а следовательно осуществлять стабилизацию выходных напряжений БП. Единственное что для этого необходимо — схема, которая будет формировать импульсы запуска и управлять их длительность (широтой). В качестве такой схемы используется ШИМ контроллер.

1. ШИМ контроллер

ШИМ – широтно – импульсная модуляция. В состав ШИМ контроллера входит задающий генератор импульсов (определяющий частоту работы преобразователя), схемы защиты, контроля и логическая схема, которая и управляет длительностью импульса.

Для стабилизации выходных напряжений ИБП, схема ШИМ контроллера «должна знать» величину выходных напряжений. Для этих целей используется цепь слежения (или цепь обратной связи), выполненная на оптопаре U1 и резисторе R2. Увеличение напряжения во вторичной цепи трансформатора Т1 приведет к увеличению интенсивности излучения светодиода, а следовательно уменьшению сопротивления перехода фототранзистора (входящих в состав оптопары U1). Что в свою очередь, приведет к увеличению падения напряжения на резисторе R2, который включен последовательно фототранзистору и уменьшению напряжения на выводе 1 ШИМ контроллера. Уменьшение напряжения заставляет логическую схему, входящую в состав ШИМ контроллера, увеличивать длительность импульса до тех пор, пока напряжение на 1-м выводе не будет соответствовать заданным параметрам. При уменьшении напряжения – процесс обратный.

1. Цепи слежения

В ИБП используются два принципа реализации цепей слежения – «непосредственный» и «косвенный».

Выше описанный метод называется «непосредственный», так как напряжение обратной связи снимается непосредственно с вторичного выпрямителя.

При «косвенном» слежении напряжение обратной связи снимается с дополнительной обмотки импульсного трансформатора (рисунок 2).

1. Короткое замыкание

КЗ в нагрузке ИБП. В этом случае вся энергия, отдаваемая во вторичную цепь ИБП, будет теряться и напряжение на выходе будет практически равно нулю. Соответственно схема ШИМ контроллера будет пытаться увеличить длительность импульса для того, что бы поднять уровень этого напряжения до соответствующего значения. В итоге транзистор VT1 будет все дольше и дольше находиться в открытом состоянии, и через него будет увеличиваться протекающий ток. В конце концов, это приведет к выходу из строя этого транзистора.

В ИБП предусмотрена защита транзистора преобразователя от перегрузок по току в таких нештатных ситуациях. Основу ее составляет резистор Rзащ, включенный последовательно в цепь, по которой протекает ток коллектора Iк. Увеличение тока Iк протекающего через транзистор VT1, приведет к увеличению падения напряжения на этом резисторе, а, следовательно, напряжение, подаваемое на вывод 2 ШИМ контроллера также будет уменьшаться. Когда это напряжение снизится до определенного уровня, который соответствует максимально допустимому току транзистора, логическая схема ШИМ контроллера прекратит формирование импульсов на выводе 3 и блок питания перейдет в режим защиты или другими словами отключится.

1. Сравнение ИБП и ТБП

Для сравнения вкратце рассмотрим трансформаторный блок питания.

Трансформаторный источник питания в общем случае состоит из понижающего трансформатора, у которого первичная обмотка рассчитана на сетевое напряжение. Затем для преобразования переменного напряжения в постоянное (пульсирующее однонаправленное) устанавливается выпрямитель. В большинстве случаев выпрямитель состоит четырёх диодов, образующих диодный мост (двухполупериодный выпрямитель). После выпрямителя устанавливается фильтр, сглаживающий пульсации напряжения. Обычно это просто конденсатор большой ёмкости.

Также в схеме могут быть установлены фильтры высокочастотных помех, всплесков, защиты от КЗ, стабилизаторы напряжения и тока.

В сравнении с ТБП ИБП имеет ряд преимуществ:

• Небольшие вес и габариты (частота импульсного преобразователя достаточно высока);
• высокий КПД (вплоть до 90-98%. Это обусловлено тем, что ИБП потребляет энергию электрической сети только во время открытого транзистора преобразователя, при его закрытии энергия в нагрузку отдается за счет разряда конденсатора фильтра вторичной цепи);
• меньшая стоимость (меньше расход металла на магнитопровод и меди на обмотки, даже не смотря на то, что количество деталей в ИБП увеличивается.);
• широкий диапазон питающего напряжения и частоты;
• наличие в большинстве современных блоках питания встроенных цепей защиты от короткого замыкания и от отсутствия нагрузки на выходе.

В свою очередь существуют и недостатки:

• работа основной части схемы без гальванической развязки от сети;
• усложнение схемы;
• все без исключения импульсные блоки питания являются источником высокочастотных помех, поскольку это связано с самим принципом их работы (Транзистор преобразователя работает в ключевом режиме. В таком режиме транзистор является источником импульсных помех, возникающих в моменты переходных процессов транзистора.);
• в распределённых системах электропитания: эффект гармоник кратных трём.

1. Применение

Всё электрическое оборудование и приборы рассчитаны на работу в сети, удовлетворяющей требованиям определенного стандарта, вследствие чего любой производитель проектирует оборудование, исходя из этих требований. Параметры электрической сети не являются стабильными по целому ряду объективных и субъективных причин, а иногда проблемы с электропитанием возникают непосредственно на вашем участке электросети. Искажения по-разному влияют на работу электроприборов и даже могут вывести оборудование из строя. Поскольку современное электронное оборудование достаточно дорого (и наиболее подвержено губительному воздействию помех по входному напряжению), возникает необходимость защитить это оборудование от подобного рода воздействий.

Использование стабилизаторов напряжения или ИБП позволяет повысить вероятность безотказной работы и создает условия для увеличения срока эксплуатации сложного и дорогостоящего оборудования.

При решении вопроса об использовании, или не использовании ИБП, необходимо учитывать, что нестабильное, завышенное или заниженное напряжение электросети и другие помехи, как правило, приводит к выходу из строя или ненормальной работе источника питания какого-либо устройства или прибора, что в свою очередь наносит максимальный ущерб устройству или аппарату в целом, где находится данный источник питания.

Необходимость использования стабилизаторов напряжения или ИБП также обусловлена некоторыми экономическими причинами: