Импульсный блок питания что значит: Импульсный блок питания — что это такое, принцип работы, виды и схемы простых и мощных импульсных блоков питания на 12, 24, 200 в на tl494, ir2153, uc3842, ремонт неисправностей, как проверить трансформатор, цена и где купить в Москве и СПб

Содержание

Импульсный и аналоговый блоки питания: отличия, преимущества и недостатки

Практически все современные электроустройства работают на импульсных источниках питания. Аналоговые (трансформаторные) БП почти не используются, потому что технически и морально устарели. Перед тем как сделать выбор, нужно подробно рассмотреть, какие есть преимущества ИБП. Понять, в чем их отличие от аналоговых и почему их применяют только в старых электроприборах.

Принцип работы ИБП

Основной функцией любого ИП, в том числе и импульсного БП является стабилизация напряжения в электросетях. ИБП — это прибор для выпрямления сетевого напряжения с последующим формированием электрического высокочастотного импульса.

Обратите внимание!

Аналоговый БП трансформаторного типа, для изменения напряжения в сети использует трансформатор, который питается от электросетей в 220В. ТБП предназначен для понижения напряжения в сети.

ТБП сейчас практически не используются в электро-устройствах ввиду непрактичности и больших габаритов.

Отличия импульсного БП от аналогового представлены в таблице сравнительной характеристики:

Наименование

ИБП

ТБП

Конструктивные особенности

Компактные размеры, как правило размещен внутри электроустройстваВнешний источник питания, большие габариты и вес
Принцип действияВыпрямляет первично поступающее напряжения путем преобразования в электрический импульс определенной частотыПонижает напряжение на входе, может преобразовывать пульсирующее напряжение одного направления в постоянное
КПД

Около 98%, в процессе преобразования напряжения потери энергии минимальны

До 80%, довольно серьезные энергопотери в связи с большим потреблением электроэнергии для работы
Потери электричества при работеНебольшиеВысокие
Наличие защитыЕсть в большинстве существующих моделейВ большинстве моделей отсутствует
ЦенаНизкая, ввиду массового распространения и доступности комплектующих

Высокая. Большинство моделей устарели и сняты с производства, поэтому есть дефицит запчастей

Из таблицы видно, что преимущества импульсного блока питания перед трансформаторным очевидны.

Структуры и схемы блоков питания

Выделяют два типа ИБП: без трансформаторов; БП с трансформатором. В бестрансформаторных БП импульсный ток напрямую идет на выпрямитель напряжения. Его схема проста и состоит из минимального набора элементов: специальная интегральная микросхема и широт-импульсный генератор. Бестрансформаторные БП имеют небольшую мощность. Так как в их схеме отсутствует гальваническая связь с сетью питания, то есть вероятность поражения электричеством.

Обратите внимание!

БП с трансформатором более безопасны и надежны. Кроме того, они при малых размерах за счет количества витков обмотки способны увеличивать мощность блока питания.

Каждый виток обмотки имеет свой выпрямитель напряжения, таким образом обеспечивая его стабильность на выходе. В большинстве настольных ПК используются БП с силовыми трансформаторами.

Типичная схема БП с трансформатором состоит из:

  • сетевого фильтра с подавителем помех;
  • выпрямителя;
  • фильтр для сглаживания;
  • широт-импульсного преобразователя;
  • транзисторов-ключей;
  • высокочастотного трансформатора на выходе;
  • выходных и индивидуальных групповых фильтров;
  • выпрямителя.

Блок питания с силовым трансформатором

Силовые трансформаторы для ИБП бывают двух типов: с косой и без косы. Оба типа могут использоваться для установки в импульсные блоки питания.

Трансформатор с косой состоит из трех обмоток, первичная цепь — 1 обмотка, состоящая из двух полуобмоток по 20-ть витков и вторичная цепь — состоит тоже из 2-х полуобмоток, которые соединяются в косе. Каждая полуобмотка состоит из семи витков, последовательно соединенных между собой по электросхеме, каждый виток равен 1 Вольт. Последовательное соединение между собой обмоток увеличивает мощность.

Применение силовых трансформаторов для блока питания импульсного типа обусловлено рядом преимуществ:

  • последовательное соединение обмоток трансформатора обеспечивает стабильность напряжения в блоке;
  • простота сборки и доступность элементов;
  • возможность повысить мощность силы тока за счет количества обмоток;
  • малое энергопотребление.

У силовых трансформаторов есть такие недостатки:

  • при ненадежной изоляции соединений на косе возможно короткое замыкание;
  • индукция электромагнитного поля может создавать помехи.

Алгоритм работы ИБП

Принцип действия ИБП прост: напряжение на входе выпрямляется и преобразуется в электронные высокочастотные импульсы. На выходе электроцепь формирует сигнал ООС, которым осуществляется регулировка импульсов.

Преимущества использования импульсного БП очевидны:

  • небольшие размеры и вес;
  • малое энергопотребление;
  • простота в сборке;
  • низкие энергопотери;
  • высокий КПД;
  • наличие защиты;
  • низкая цена на комплектующие.

К минусам применения ИБП относят наличие электромагнитных помех ввиду их работы на импульсах высокой частоты.

В персональных стационарных компьютерах, как правило, применяют ИБП с силовым трансформатором. Для работы силовой прибор использует свойства и принципы электромагнитной индукции. Это дает возможность передавать ток без существенных потерь на большие расстояния.

Принцип работы блока питания

Принцип работы блока питания

Блоки питания — это электротехнические устройства, которые изменяют характеристики промышленной электроэнергии до уровня параметров, необходимых для работы конечных механизмов.

Они подразделяются на трансформаторные и импульсные изделия.

Силовой трансформатор понижает входное напряжение и одновременно обеспечивает гальваническую развязку между электрической энергией первичной и вторичной цепи.

Трансформаторные модули тратят значительную часть мощности на электромагнитные преобразования и нагрев, имеют повышенные габариты, вес.

Импульсные блоки питания: как работает структурная схема и взаимодействуют ее части — краткое пояснение

Правило №1 всех ИБП: чем выше рабочая частота, тем лучше. Преобразование электроэнергии выполняется не на промышленных 50 герц, а на более высоких сигналах в пределах 1÷100кГц.

За счет этого снижаются потери и общий вес всех элементов, но усложняется технология. Принципы работы импульсного блока питания помогает понять его структурная схема.

Показываю ее составные части прямоугольниками, связи стрелками, а форму выходного сигнала из каждого блока — мнемонической фигурой преобразованного напряжения (темно синий цвет сверху).

Сетевой фильтр пропускает через себя промышленную синусоиду. Одновременно он отделяет из нее все посторонние помехи.

Очищенная от помех синусоида поступает на выпрямитель со сглаживающим фильтром. Он превращает полученную гармонику в сигнал напряжения строго постоянной формы действующей величины.

Следующим этапом начинается работа инвертора. Он из постоянного стабилизированного сигнала формирует высокочастотные колебания уже не синусоидальной, а практически строго прямоугольной формы.

Преобразованная в подобный вид электрическая энергия поступает на силовой высокочастотный трансформатор, который, как и обычный аналоговый, видоизменяет ее на пониженное напряжение с увеличенным током.

После силового трансформатора наступает очередь работы выходного выпрямителя.

Заключительным звеном работает сглаживающий выходной фильтр. После него на блок управления бытового прибора поступает стабилизированное напряжение постоянной величины.

Качество работы импульсного блока поддерживается за счет создания в рабочем состоянии обратной связи, реализованной в блоке управления инвертора.

Она компенсирует все посадки и броски напряжения, вызываемые колебаниями входной величины или коммутациями нагрузок.

Пример монтажа деталей показан на фотографии платы импульсного блока питания ниже.

Сетевой выпрямитель имеет в своем составе предохранитель на основе плавкой вставки, диодный мост, электромеханический фильтр, набор дросселей, конденсаторы развязки со статикой.

Накопительная емкость сглаживает пульсации.

Генератор инвертора на основе силового ключевого транзистора в комплекте с импульсным трансформатором выдает напряжение на выходной выпрямитель с диодами, конденсаторами и дросселями.

Оптопара в узле обратной связи обеспечивает оптическую развязку электрических сигналов.

Схемы сетевых фильтров импульсных и высокочастотных помех: 4 типа конструкций

Правило №2: у качественных ИБП в конструкции блока должен работать надежный фильтр в/ч сигналов.

Важно понимать, что импульсы высокой частоты играют двоякую роль:

  1. в/ч помехи могут приходить из бытовой сети в блок питания;
  2. импульсы высокочастотного тока генерируются встроенным преобразователем и выходят из него в домашнюю проводку.

Причины появления помех в бытовой сети:

  • апериодические составляющие переходных процессов, возникающие от коммутации мощных нагрузок;
  • работы близкорасположенных приборов с сильными электромагнитными полями, например, сварочных аппаратов, мощных тяговых электродвигателей, силовых трансформаторов;
  • последствия погашенных импульсов атмосферных разрядов и других факторов, включая наложение высокочастотных гармоник.

Помехи ухудшают работу радиоэлектронной аппаратуры, мобильных устройств и цифровых гаджетов. Их необходимо подавлять и блокировать внутри конструкции импульсного блока питания.

Основу фильтра составляет дроссель, выполненный двумя обмотками на одном сердечнике.

Дроссели могут быть выполнены разными габаритами, намотаны толстой или тонкой проволокой на больших или маленьких сердечниках.

Начинающему мастеру достаточно запомнить простое правило: лучше работает фильтр с дросселем большого магнитопровода, увеличенным числом витков и поперечным сечением проволоки. (Принцип: чем больше — тем и лучше.)

Дроссель обладает индуктивным сопротивлением, которое резко ограничивает высокочастотный сигнал, протекающий по проводу фазы или нуля. В то же время оно не оказывает особого влияния на ток бытовой сети.

Работу дросселя эффективно дополняют емкостные сопротивления.

Конденсаторы подобраны так, что закорачивают ослабленные дросселем в/ч сигналы помех, направляя их на потенциал земли.

Принцип работы фильтра в/ч помех от проникновения на блок питания входных сигналов показан на картинке ниже.

Между потенциалами земли с нулем и фазой устанавливают Y конденсаторы. Их конструктивная особенность — они при пробое не способны создать внутреннее короткое замыкание и подать 220 вольт на корпус прибора.

Между цепями фазы и нуля ставят конденсаторы, способные выдерживать 400 вольт, а лучше — 630. Они обычно имеют форму параллепипеда.

Однако следует хорошо представлять, что ИБП в преобразователе напряжения сами выправляют сигнал и помехи им практически не мешают.

Поэтому такая система актуальна для обычных аналоговых блоков со стабилизацией выходного сигнала.

У импульсного блока питания важно предотвратить выход в/ч помех в бытовую сеть. Эту возможность реализует другое решение.

Как видите, принцип тот же. Просто емкостные сопротивления всегда располагаются по пути движения помехи за дросселем.

Третья схема в/ч фильтра считается универсальной. Она объединила элементы первых двух. Y конденсаторы в ней просто работают с двух сторон каждого дросселя.

У самых дорогих и надежных устройств используется сложный фильтр с дополнительно подключенными дросселями и конденсаторами.

Сразу же показываю схему расположения фильтров на всех цепочках блока питания: входе и выходе.

Обратите внимание, что на кабель, выходящий из ИБП и подключаемый к электронному прибору, может быть дополнительно установлен ферритовый фильтр, состоящий из двух разъемных полуцилиндров или выполненный цельной конструкцией.

Примером его использования является импульсный блок питания ноутбука. Это уже четвертый вариант применения фильтра.

Сетевой выпрямитель напряжения: самая популярная конструкция

Правило №3: после выхода с фильтра напряжение подается на схему выпрямителя, состоящего в базовой версии из диодного моста и электролитического конденсатора.

В ходе электрического преобразования форма синусоиды, состоящая из полуволн противоположных знаков, вначале меняется на сигнал положительного направления после диодной сборки, а затем эти пульсации сглаживаются до практически постоянной амплитудной величины 311 вольт.

Такой сетевой выпрямитель напряжения заложен в работу всех блоков питания.

Преобразователь импульсного напряжения: объяснение простыми словами с поясняющими картинками

Правило №4: выпрямленный сигнал подвергается широтно-импульсной модуляции на силовом ключе под управлением ШИМ контроллера

.

Силовой ключ выполняется первичной обмоткой высокочастотного трансформатора. Для эффективной трансформации в/ч импульсов до 100 килогерц конструкцию магнитопровода делают из альсифера или ферритов.

На обмотку трансформатора от цепей управления через в/ч транзистор поступают импульсы сигналов в несколько десятков килогерц.

Прямоугольные импульсы тока подаются по времени, чередуются с паузами, обозначаются единицей (1) и нулем (0).

Продолжительность протекания импульса или его ширина в каждый момент низкочастотного синусоидального напряжения соответствует его амплитуде: чем она больше, тем шире ШИМ. И наоборот.

ШИМ контроллер отслеживает величину подключенной нагрузки на выходе импульсного блока питания. По ее значению он вырабатывает импульсы, кратковременно открывающие силовой транзистор.

Если подключенная к ИБП мощность начинает возрастать, то схема управления увеличивает длительность импульсов управления, а когда она снижается, то — уменьшает.

За счет работы этой конструкции производится стабилизация напряжения на выходе блока в строго определенном диапазоне.

Импульсный трансформатор: принцип работы одного импульса в 2 такта

Правило №5: импульсный трансформатор для блока питания

передает каждый ШИМ импульс за счет двух преобразований электромагнитной энергии.

Во время преобразования электрической энергии в магнитную и обратно в электрическую с пониженным напряжением обеспечивается гальваническое разделение первичных входных цепей с вторичной выходной схемой.

Каждый ШИМ импульс тока, поступающий при кратковременном открытии силового транзистора, протекает по замкнутой цепи первичной обмотки трансформатора.

Его энергия расходуется:

  1. вначале на намагничивание сердечника магнитопровода;
  2. затем на его размагничивание с протеканием тока по вторичной обмотке и дополнительной подзарядкой конденсатора.

По этому принципу каждый ШИМ импульс из первичной сети подзаряжает накопительный конденсатор.

Генераторы ИБП могут работать по простой однотактной или более сложной двухтактной технологии построения.

Однотактная схема импульсного блока питания: состав и принцип работы

На стороне 220 расположены: предохранитель, выпрямительный диодный мост, сглаживающий конденсатор, биполярный транзистор, цепочки колебательного контура и коллекторного тока, а также обмотки импульсного трансформатора.

Однотактная схема импульсного блока питания создается для передачи мощности 10÷50 ватт, не более. По ней изготавливают зарядные устройства мобильных телефонов, планшетов и других цифровых гаджетов.

В выходной цепочке трансформатора используется выпрямительный диод Д7. Он может быть включен в прямом направлении, как показано на картинке, или обратно, что важно учитывать.

При прямом включении импульсный трансформатор накапливает индуктивную энергию и передает ее в выходную цепь к подключенной нагрузке с задержкой по времени.

Если диод включен обратно, то трансформация энергии из первичной схемы во вторичную цепь происходит во время закрытого состояния транзистора.

Однотактная схема ИБП отмечается простотой конструкции, но большими амплитудами напряжения, приложенными к виткам первичной обмотки импульсного трансформатора.

Их защита осуществляется дополнительными цепочками из резисторов R2÷R4 и конденсаторов С2, С3.

Двухтактная схема импульсного блока питания: 3 варианта исполнения

Более высокий КПД и пониженные потери мощности являются неоспоримыми преимуществами этих ИБП по сравнению с однотактными моделями.

Простейший вариант исполнения двухполупериодной методики показан на картинке.

Если в нее дополнительно подключить два диода и один сглаживающий конденсатор, то на этом же трансформаторе получается двухполярная схема.

Она распространена в усилителях мощности, работает по обратноходовому принципу. В ней через каждую емкость протекают меньшие токи, обеспечивающие повышенный ресурс конденсаторов при эксплуатации.

Продлить ресурс работы электролитических конденсаторов в ИБП можно заменой одного большой мощности несколькими составными. Ток будет распределяться по всем, что вызовет меньший нагрев. А отвод тепла с каждого отдельного происходит лучше.

Прямоходовая схема блока питания имеет в своей конструкции дроссель, который выполняет функцию накопления энергии. Для этого два диода направляют поступающие импульсы ШИМ на его вход в одной полярности.

Дроссель этих устройств изготавливается большими габаритами и устанавливается отдельно внутри платы ИБП. Он дополняет работу накопительного конденсатора.

Это наглядно видно по верхней форме сигнала, показанного осциллограммой выпрямления одного и того же блока без дросселя и с ним.

Прямоходовая схема используется в мощных блоках питания, например, внутри компьютера.

В ней выпрямлением тока занимаются диоды Шоттки. Их применяют за счет:

  • уменьшенного падения напряжения на прямом включении;
  • и повышенного быстродействия во время обработки высокочастотных импульсов.

3 схемы силовых каскадов двухтактных ИБП

По порядку сложности их исполнения генераторы выполняют по:

  • полумостовому;
  • мостовому;
  • или пушпульному принципу построения выходного каскада.

Полумостовая схема импульсного блока питания: обзор

Конденсаторы С1, С2 собраны последовательно емкостным делителем. На него и переходы коллектор-эмиттер транзисторов Т1, Т2 подается напряжение постоянного питания.

К средней точке емкостного делителя и транзисторов подключена первичная обмотка трансформатора Тр2. С ее вторичной обмотки снимается выходное напряжение генератора, которое пропорционально входному сигналу ТР1, трансформируемому на базы Т1 и Т2.

Полумостовая схема ИБП работает для нагрузок от нескольких ватт до киловатт. Ее недостатком является возможность повреждения элементов при перегрузках, что требует использования сложных защит.

Мостовая схема импульсного блока питания: краткое пояснение

Вместо емкостного делителя предыдущей технологии здесь работают транзисторы T3 и T4. Они попарно открываются совместно с Т1 и Т2: (пара Т1-Т4), (пара Т2-Т3).

Напряжение переходов эмиттер-коллектор у закрытых транзисторов не выше величины питающего напряжения, а на обмотке w1 ТР3 оно возрастает до значения U пит. За счет этого увеличивается величина КПД.

Мостовая схема сложна в наладке из-за трудностей с настройкой цепей управления транзисторов Т1÷Т4.

Пушпульная схема: важные особенности

Первичная обмотка выходного ТР2 имеет средний вывод, на который подается плюсовой потенциал источника питания, а его минус — на среднюю точку вторичной обмотки Т1.

Во время прохождения одного полупериода колебания работает один из транзисторов Т1 или Т2 и соответствующая ему часть полуобмотки трансформатора.

Здесь создается самый высокий КПД, малые пульсации и низкие помехи. Амплитудное значение импульсного напряжения на любой половине обмотки w1 ТР2 достигает величины U пит.

К напряжению перехода коллектор-эмиттер каждого транзистора добавляется ЭДС самоиндукции, и оно возрастает до 2U пит. Поэтому Т1 и Т2 надо подбирать на 600÷700 вольт.

Пушпульная схема ключевого каскада пользуется большей популярностью. Она применяется в наиболее мощных преобразователях.

Выходной выпрямитель: самое популярное устройство

Правило №6: сигнал, поступающий с выхода ИБП, выпрямляется и сглаживается.

Простейшая схема выпрямителя, состоящая из диода и накапливающего конденсатора, показана картинкой ниже.

Она может дорабатываться подключением дополнительных конденсаторов, дросселей, элементов фильтров.

Схема стабилизации напряжения: как работает

Правило №7: оптимальные условия для работы нагрузки при изменяющихся условиях эксплуатации обеспечивает принцип стабилизации вторичного напряжения.

Самая примитивная схема стабилизации выходного напряжения создается на дополнительной обмотке импульсного трансформатора.

С нее снимается напряжение и подается для корректировки величины сигнала первичной обмотки.

Лучшая стабилизация создается за счет контроля выходного сигнала с вторичной обмотки и отделения его гальванической связи через оптопару.

В ней используется светодиод, через который проходит ток, пропорциональный значению выходного напряжения. Его свечение воспринимается фототранзистором, который посылает соответствующий электрический сигнал на схему управления генератора ключевого каскада.

Повысить качество стабилизации выходного напряжения позволяет последовательное дополнение к оптопаре стабилитрона, как показано на примере микросхемы TL431 на картинке ниже.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 3 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Из чего состоит импульсный блок питания часть 2

Я уже выкладывал видео по отдельным частям блока питания, но подумав решил, что делал это неправильно, а точнее, не совсем последовательно и решил исправиться.
Этой статьей я начинаю небольшой цикл из серии — «как это работает», где попробую показать поочередно все узлы типового импульсного блока питания, а также рассказать их предназначение и возможные места отказа компонентов.

Как я уже рассказывал, типовой блок питания состоит из следующих узлов:
1. Входной фильтр и выпрямитель с фильтрующими конденсаторами.
2. ШИМ контроллер и транзисторы инвертора.
3. Силовой трансформатор и цепи гашения выбросов.
4. Выходной выпрямитель, конденсаторы выходного фильтра и цепь обратной связи.

Если нарисовать упрощенную блок схему, то выглядеть это будет так. Бывают конечно некоторые исключения, но в целом картина будет очень похожа.
В качестве исключения скажу, что еще существуют блоки питания с переключаемыми конденсаторами, но это уже экслюзив.

Почти все узлы в свою очередь можно также разделить на составляющие части, потому возможно я буду описывать это отдельно, но сегодня я расскажу о том, с чего начинается импульсный блок питания. Например в планах выделить отдельное видео для описания корректоров коэффициента мощности.
А начинается блок питания со входного помехоподавляющего фильтра, выпрямителя и фильтрующих конденсаторов.

Первой идет защита, включающая в себя предохранитель, варистор, термистор и резистор для разряда входного помехоподавляющего конденсатора

Вторым идет фильтр от помех, попадающих от блока питания в сеть.
Он включает в себя конденсаторы Х и Y классов, а также синфазный дроссель.

Ну а последним будет выпрямитель и фильтрующие конденсаторы.

Хотя я уже рассказывал о входном фильтре и элементах защиты, но все таки немного отвлекусь на них и здесь.
Нормальный входной фильтр выглядит примерно так.

Как вариант так. Здесь также виден дроссель, конденсаторы, предохранитель и варистор.

Или вот фильтр блока питания Менвелл.

Вообще как я говорил, фильтр импульсного блока питания вещь не только важная, а часто и довольно сложная. иногда сложность и количество элементов фильтра становится сопоставимой с простеньким блоком питания. Например вот схема более сложного фильтра.

Кстати, подобные фильтры продаются как отдельные устройства, например от того же Менвела.

Мало того, сверху производитель даже указал схему, что весьма непривычно.
Вообще подобные фильтры попадались в отечественной компьютерной технике, до сих пор дома один такой лежит.

Но в любом случае ключевым элементом фильтра является двухобмоточный дроссель, благо определить его наличие весьма несложно.

Но попадаются весьма экономичные производители (которым не мешало бы по рукам надавать), которые вместо него ставят перемычки, понятно что они ничего не фильтруют.
Чаще всего они попадаются в самых дешевых блоках питания. Хотя у меня были исключения, в дорогом блоке были, а в дешевом стоял дроссель.

Не менее важным элементом является предохранитель. Для начала они бывают разные, а то и вообще заменяются резистором.
Нет, конечно есть специальные резисторы, но в итоге ставят обычные.
Для начала предохранители бывают разных типов и размеров. Такой маленький как на фото я бы не назвал хорошим.

А вот правильный вариант, он мало того что больше, так еще и защищен термоусадкой. И дело не в том, что больше — лучше, мы ведь не по Фрейду определяем размер предохранителя. Просто у большего предохранителя больше расстояние между выводами, потому разрыв цепи более надежен.

Обычно принято считать, что предохранитель должен защищать технику. Это так, но лишь наполовину. Если в схеме стоит варистор, то в случае превышения напряжения он начнет его ограничивать и в итоге спалит предохранитель, защитив тем самым технику. Мне попадалась фирменная техника, на которую подавали более 300 Вольт после отгорания нуля, после замены варистора и предохранителя все работало как и раньше.
Если варистора нет, то предохранитель выполняет только функцию защиты вашей электропроводки.

Маркировка варисторов очень проста. Три цифры, первые две значение, третья — множитель. Например в блоках питания ставят варисторы на 470 Вольт, маркировка 471.

Ну и конечно же конденсаторы. Я рассказывал о них в отдельном видеоролике, потому коротко.
Во первых конденсаторы Y типа легко спутать с варисторами, так как они имеют похожую маркировку, цвет и размеры. но у варисторов обычно маркировка проще, а Y конденсаторы толще и меньше. потому просто внимательно читайте маркировку.
С конденсаторами X типа, на фото он справа, все гораздо проще, ищем маркировку X1 или X2, а также указание рабочего напряжения.

Безопасные конденсаторы обычно имеют больше количество маркировки, потому отличить их можно даже по внешнему виду.

И соответственно X типа. Они бывают еще в корпусе голубого цвета, их можно увидеть в начале видео.

Следующим после всех фильтров идет выпрямитель. Его задача проста, получить из переменного тока постоянный, но и здесь могут ждать сюрпризы.
Обычно для выпрямления в импульсных блоках питания применяют диодный мост, это как бы понятно и естественно.

Но некоторые производители умудряются экономить даже на этом. У меня где-то валяются копеечные блоки питания в которых применен однополупериодный выпрямитель, а по сути только один диод.
В таком варианте уровень пульсаций на выходе выпрямителя будет существенно больше при той же емкости. Его конечно можно доработать, установив недостающие три диода, но если на нем так сэкономили, то дешевле его выкинуть.

Диодный мост может быть выполнен из отдельных диодов, либо на базе диодной сборки, что конечно куда удобнее.

Кстати меня как-то спрашивали, а надо ли устанавливать диодную сборку на радиатор. Скажем так, это зависит от многих факторов, но если блок питания имеет пассивное охлаждение, то лучше привинтить к ней небольшой радиатор, например как сделано в блоках питания Менвелл.
Причем на фото блок питания мощностью всего 150 Ватт.

У блоков питания небольшой мощности чаще всего стоит только один конденсатор, хотя мне встречались и исключения.
Чаще всего эти блоки питания рассчитаны на широкий диапазон питающего напряжения.

У более мощных блоков питания вы скорее всего увидите вот такой переключатель. Он позволяет переключать диапазон входного напряжения в режим 110 или 220 Вольт.

При этом рядом будут находиться два конденсатора. Это все конечно необязательно, бывают мощные блоки питания с одним конденсатором и об этом я обязательно расскажу, Также встречаются маломощные с двумя конденсаторами, просто чаще всего сделано так, как видно на фото.

В сети я встречал заблуждения и некоторое непонимание процессов, происходящих при переключении напряжения, попробую объяснить.
В обычном для нас режиме выключатель разомкнут и к выходу диодного моста подключены два последовательно включенных конденсатора.
Резисторы нужны для разряда конденсаторов и небольшого выравнивания напряжения на них.

Так как не у всех в розетке 220 Вольт, а иногда бывает и в два раза меньше, то придумали простой вариант переключения.
Если замкнуть выключатель, то средняя точка соединения конденсаторов подключается к одному из входных контактов, диодный мост при этом начинает работать как два диода.

Если диоды поставить немного по другому, то схема становится более понятной.

И превращается в два однополупериодных выпрямителя, но включенных так, что один заряжает первый конденсатор от положительной полуволны, а второй делает то же самое со своим конденсатором, но от отрицательной. В итоге два меньших напряжения складываются и получаются полные 300-310 Вольт. Называется эта схема — выпрямитель с удвоением напряжения. Такой финт возможен только на переменном токе, благо много лет назад он выиграл в соревновании с постоянным.

Но у такого решения есть и небольшой минус. Так как схема работает в режиме удвоения, то если замкнуть выключатель при наших 220 Вольт, можно получить печальный результат. Выпрямитель попытается зарядить конденсаторы до напряжения в 310 Вольт каждый, а они обычно рассчитаны всего на 200.
В лучшем случае у них вздуются крышки и вся комната будет напоминать банку с молоком.

Но у меня были случаи и похуже, когда конденсатор просто разрывало и на плате оставалось только резиновое донышко.

Главное в такой ситуации, чтобы отлетевшая крышка не попала куда нибудь в важный орган, например глаз.

Следующий важный вопрос, который мне задают очень часто, это как определить необходимую емкость входного конденсатора.
Обычно рекомендуется емкость в микрофарадах равная мощности блока питания в Ваттах, но здесь также есть свои нюансы, попробую рассказать и показать на графиках.
В первом примере сетевое напряжение нормальное и емкость с запасом, видны небольшие пульсации.

Вот входное напряжение немного просело, все в порядке, за исключением того, что пульсации приблизились к желтой зоне, но пока это не критично.

Вернем напряжение в норму, но увеличим нагрузку. сразу видно что растет размах пульсаций, такой режим уже может быть вреден для входного конденсатора, в итоге у него снижается срок службы.

Оставим ту же мощность, но снизим входное напряжение. Амплитуда пульсаций немного возрастает, так как недостаток напряжения инвертор пытается компенсировать большим временем, в течение которого отбирается энергия от конденсатора. Вредно, но все работает.

Опустим напряжение еще ниже, ведь бывают такие ситуации, причем не обязательно на длительное время, например запуск компрессора холодильника или кондиционера при слабой сети может дать заметную просадку.
Напряжение на конденсаторе падает ниже красной зоны, т.е. на выходе блока питания мы увидим пульсации с частотой 100 Герц, это уже плохо.

Еще один эксперимент, поднимем немного напряжение, но уменьшим емкость конденсатора, результат такой же как и был, только размах пульсация стал больше, теперь это еще и очень вредно для конденсатора.

В приличных блоках питания обычно ставят конденсатор с большим запасом, это необходимо для стабильной работы в широком диапазоне питающего напряжения и увеличения срока службы конденсаторов.
Например блок питания монитора, мощность около 40-50 Ватт, конденсатор стоит с емкостью в 120мкФ, хотя при расчете только для 220 Вольт хватило бы и 47-56 мкФ. Мы же не думаем что производитель сделал это по доброте душевной.

Для улучшения параметров блока питания можно увеличить емкость конденсаторов, например поставив параллельно еще пару. но учтите, конденсаторы обязательно должны иметь одинаковую емкость, а желательно еще и быть при этом одинаковыми.

Так поступают производители некоторых блоков питания, здесь четыре конденсатора попарно соединены параллельно-последовательно.

Но также можно поставить один конденсатор по общей шине 310 Вольт, но в этом случае он должен быть минимум на 400 Вольт.

Я так дорабатывал блоки питания для мощного регулируемого блока. Ниже видно выпаянный переключатель входного напряжения, рекомендую делать это и другим, так как раз в год и выключенный блок питания может сгореть. 🙂

Еще один популярный вопрос, какие конденсаторы лучше ставить, фирма, марка и т.п.
В китайских блоках питания часто стоят либо подделки под фирменные, либо просто дешевые безымянные конденсаторы. Они конечно хуже чем фирменные, но практика показывает, что в данной цепи это не критично.

Главное чтобы конденсатор не оказался «матрешкой», потому лучше измерить им емкость и дальше принять решение, поменять или добавить им дополнительно другие.

В фирменных блоках питания конечно стоят нормальные конденсаторы, подделки или безымянные не попадались.

А теперь по поводу производителей. На самом деле к качеству входного конденсатора предъявляются не такие жесткие требования как в выходным. Но если хочется как лучше, то я бы советовал отказаться от нонейма и посмотреть в сторону фирменных конденсаторов.
Выбор их довольно большой, например Ниппон.

Или Samwha, которая раньше была Самсунгом, относительно недорого и качественно.

Nichikon, но они стоят дороже и попадаются реже.

Рубикон также хорошие конденсаторы, вот только жаль что их и подделывают довольно часто. Например в примерах выше они называются РубиконГ, как вы понимаете это совсем другое.

Кроме того рекомендую весьма хорошие конденсаторы CapXon серии KF

Или Jamicon.

Под конец я оставил вопрос, который мне задают немного реже, но тем не менее он также важен для правильного выбора конденсаторов фильтра.
Меня спрашивали о том, с какой максимальной рабочей температурой купить конденсаторы для замены родных в блоке питания.
По большому счету нормально будут работать и 85 и 105 градусов, но если ваш блок питания имеет пассивное охлаждение, то я рекомендовал бы применить конденсаторы рассчитанные на 105 градусов, в таком блоке питания они будут жить дольше. Если блок питания имеет активное охлаждение, то я не думаю что вы заметите существенную разницу.

Напоследок несколько фото уже почти раритетного блока питания. Этот блок был установлен в каком-то старом компьютере, если не путаю, болгарского производства. Там же была и клавиатура на датчиках Холла, при этом выполненная в металлическом корпусе, вещь практически неубиваемая, но от нее остались только кнопки с датчиками, теперь жалею что разобрал.
Так вот это блок питания с пассивным охлаждением и активным корректором мощности, т.е фактически тем, что сейчас продвигают как важную особенность. А 30 лет назад это уже было и довольно широко использовалось.
Блок имеет мощность в 270 Ватт, хотя на самой плате указано 260 Ватт. Выходные напряжения только 12 и 5 Вольт.
Произведен фирмой Boschert. Но как же я был удивлен узнав, что они даже вполне продаются, правда восстановленные.

А вот так выглядит мой блок питания. Возможно устрою ему отдельную фотосессию, думаю что он это заслужил 🙂
Извините за пыль, все таки много лет на балконе + переезд и ремонт в квартире.

На этом сегодня все, как всегда жду вопросов и предложений тем для новых видео и обзоров.

Опять чуть не забыл, собственно видео. Снимал первый раз в таком формате, если имеет смысл делать и дальше так, то пишите.

Чем отличается импульсный блок питания от обычного: особенности и отличия

Во многих современных электрических приборах используется принцип вторичной мощности благодаря возможности применения устройств, обеспечивающих особенности используемых схем электрической энергии. При этом схемы могут нуждаться в питании определенного напряжения, тока, частоты. Для успешной реализации поставленных задач принято использовать блоки питания, которые позволяют преобразовывать напряжение.

Какими могут быть современные блоки питания?

  1. Встроенными конструкциями в корпус потребителя, словно реализовываются микропроцессорные приборы.
  2. Присутствует возможность использования отдельных модулей и соединительных проводов. Такие блоки создаются на основе обычного зарядного устройства, которое применяется для мобильной техники.

Блоки питания могут по-разному преобразовывать энергию для последующего использования. Какие технологии нужно отметить?

  1. Аналоговые модели.
  2. ИБП.

В настоящее время оборудование, которое предлагается, обладает определенной спецификой, оказывающей серьезное влияние на эксплуатацию.

Что представляют собой трансформаторные блоки питания?

Изначально производители предлагали только такие конструкции. Предполагается, что для изменения напряжения требуется силовой трансформатор, который может питаться от бытовой сети с электрическим напряжением в 220 вольт. В сети и оборудовании происходит уменьшение амплитуды синусоидальной гармоники, которая должна воздействовать на выпрямительное устройство, включающее в себя силовые диоды, основанные на классической схеме моста.

Впоследствии пульсирующее напряжение может быть сглажено емкостью, которая включается параллельно. Емкость должна быть правильно подобрана по величине разрешенной мощности. Для стабилизации используется полупроводниковая схема, которая дополнительно обладает силовыми транзисторами.

Нужно отметить, что положение резисторов в схеме стабилизации может быть изменено, в результате чего удается настраивать напряжение на клеммах, являющихся выходными.

Что представляют собой импульсные блоки питания (ИБП)?

В последнее время импульсные блоки питания становятся все более распространенными. При этом их популярность оказывается полностью оправданной. Среди преимуществ ИБП нужно отметить:

  1. Доступность комплектации, благодаря чему при необходимости можно провести ремонтные мероприятия.
  2. Высокий уровень надежности исполнения техники.
  3. Оптимальная функциональность, благодаря чему можно использовать оборудование во многих сферах, вне зависимости от существующих требований к параметрам блока питания.

В большинстве случаев ИБП обладают высоким уровнем функциональности, причем предполагается соблюдение общих принципов. Несмотря на это, присутствует возможность выбрать подходящую модель оборудования, ориентируясь на ее технические параметры.

Особенности ИБП

Импульсный блок питания должен предоставлять стабилизированное питающее напряжение благодаря тому, что использует правильное взаимодействие всех составляющих инверторной схемы.

Для получения напряжения двести двадцать вольт необходимо использовать подключенные провода, основанные на выпрямители. Для сглаживания амплитуды требуется емкостный фильтр, который может использовать специальные конденсаторы. При этом установленные конденсаторы готовы выдерживать около трехсот вольт.

Импульсный блок питания

Импульсные блоки питания всегда обладают определенной схемой, которая позволяет разделять оборудование на две категории:

  1. С гальваническим отделением сети электрического питания от используемых выходных цепей.
  2. Без гальванической развязки.

Какими особенностями обладают оба вида блоков питания? По какой схеме происходит их работа?

ИБП с гальванической развязкой

Высокочастотные сигналы могут направляться на импульсный трансформатор, который требуется для гальванической развязки цепей. Повышенная частота работы оборудования приводит к эффективной эксплуатации и одновременному уменьшению габаритов, веса. В большинстве случаев устройства работают на основе 3 цепочек, которые должны обладать взаимной связью:

  1. ШИМ контролер. Данное устройство должно управлять технологическим процессом. В большинстве случаев предполагается процесс преобразования модуляции широтно-импульсного вида.
  2. Каскад, состоящий из силовых ключей. Данная часть оборудования включает в себя мощные транзисторы, которые могут быть основаны на биполярных, IGBT, а также полевых моделях.
  3. Импульсный трансформатор. Данный вид оборудования требуется для успешной передачи высокочастотных импульсов, которые могут обладать частотой до ста кГц.

Работа ИБП с гальванической развязкой дополнительно обладают цепочками, которые основаны на стабилизаторах, фильтрах, диодах.

ИБП без гальванической развязки

В этом случае предполагается отсутствие разделительного трансформатора. Сигнал может сразу же поступать на фильтр нижних частот.

Преимущества импульсных блоков питания над обычными.

  1. Компактные габариты.
  2. Уменьшенный вес.
  3. Высокий КПД.
  4. Доступная цена.
  5. Высокий уровень функциональности.
  6. Наличие специальной защиты.

Нужно отметить, что к недостаткам можно относить помехи, ведь ИБП работают на основе преобразования высокочастотных импульсов, а также ограничения по мощности. Несмотря на это, современные технологии активно развиваются  и постепенно недостатки устраняются.

 

Импульсный блок питания — схема, устройство, принцип работы, фото, видео-инструкция как сделать импульсный блок питания своими руками

Автор Aluarius На чтение 5 мин. Просмотров 454 Опубликовано

Импульсные блоки питания на 12В сегодня все чаще применяются в быту. С их помощью заряжаются различные виды аккумуляторных батарей, реализуются некоторые виды освещения, даже бесперебойное электрическое питания для компьютерных и других сетей. Конечно, самый простой способ обзавестись необходимым импульсным блоком питания – это купить его в магазине. К примеру, импульсный блок питания на tl494.

Внутреннее устройство импульсного блока питания на 12в

Но нас интересует возможность собрать этот прибор своими руками. Итак, импульсный блок питания – схема, детализация и рекомендации по его сборке.

Если рассматривать структурную схему, то состоит она из четырех элементов:

  • Сетевой выпрямитель.
  • Высокочастотный преобразователь.
  • Выпрямитель напряжения.
  • Система управления.

Структура блока питания показана на нижнем рисунке.

Структура блока питания

Итак, какие функции выполняет каждый из этих элементов. Сетевой выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный. То есть, происходит сглаживание пульсации напряжения. Высокочастотный преобразователь, наоборот, преобразует постоянное напряжение в переменное. При этом форма импульсов становится, во-первых, прямоугольной, во-вторых, с необходимой амплитудой.

Выпрямитель напряжения частично сглаживает напряжение. Кстати, в некоторых блоках питания этот элемент отсутствует, электрический ток поступает сразу на сглаживающий фильтр, который своим выходом соединяется с нагрузкой. На схеме показано, что система управления связана и с высокочастотным преобразователем, и с выпрямителем напряжения. Все дело в том, что управление ВЧП происходит за счет обратной связи с выпрямителем.

Эта структурная схема простого импульсного блока питания на 12В, кстати, имеет большое количество критиков, которые уверяют, что коэффициент полезного ее действия достаточно мал. В принципе, так оно и есть, но если правильно подойти к подбору всех элементов, если правильно провести расчеты, то импульсные блоки питания этого типа будут обладать КПД не ниже 90%. А это уже кое-что, да и значит.

Схема миниатюрный блок питания

Принципиальные схемы

Итак, в основе сборки импульсного блока питания лежит не только принципиальная схема, а точнее, ее обоснованный выбор, но и выбор ее основных элементов. В принципе, в данном случае необходимо точно подобрать два элемента:

  • Высокочастотный преобразователь.
  • Выпрямитель напряжения.

О них и пойдет речь.

Высокочастотный преобразователь

По сути, это длинное название можно заменить коротким – инвертор. Он бывает одно- или двухтактным, в котором используется импульсный трансформатор. Вот несколько схем этого элемента:

Схема высокочастотного преобразователя

Самая простая схема, в которой установлен только трансформатор, однотактная (первая позиция). Именно простота создает некоторые недостатки:

  • Необходима установка трансформатора большого размера, потому что этот прибор действует по частной петле гистерезиса.
  • Чтобы мощность тока на выходе была большой, надо увеличить его импульсную амплитуду.

Поэтому данная схема чаще всего применяется в блоках питания для маломощных приборов, где влияние этих недостатков не будет сказываться на работе самого прибора.

Вторая позиция – это схема двухтактная, которая носит название пушпульная. Здесь нет недостатков однотактной, но и у нее есть свои минусы: повышенные требования к максимальному значению напряжения ключей и более сложная конструкция самого трансформатора.

Схема блока питания компьютера

Третья позиция – двухтактная полумостовая. По сути, это предыдущая модель только с упрощенным трансформатором. Именно этот критерий стал основой импульсных источников питания, которые используются для электрических приборов мощностью не больше 3 кВт.

Четвертая позиция – мостовой импульсный блок питания. В нем увеличено количество силовых ключей в два раза, что дает возможность увеличить мощность. А этой выгодно и с технической точки зрения, и с экономической.

Выбор трансформатора

Импульсный блок питания, а точнее сказать, его мощность, будет зависеть от выбранного вида трансформаторного сердечника. Для источников питания до 1 кВт устанавливается трансформатор с ферритовым сердечником.

Внимание! Необходимо помнить, что в трансформаторах с ферритовым сердечником происходят большие потери напряжения, если его частота будет приближаться к 100 Гц.

Выпрямитель напряжения

Существует три основные схемы выпрямления напряжения номиналом 220 вольт.

  • Однополупериодная.
  • Двухполупериодная.
  • Нулевая или, как и предыдущая, только со средней точкой.

Первая схема самая простая, в которой используется минимальное количество полупроводниковых элементов. Единственный ее минус – это высокая пульсация напряжения на выходе. Хотя можно было бы добавить и небольшой коэффициент выпрямления (0,45), поэтому, используя эту схему, придется устанавливать мощный фильтр.

Нулевая является обладателем высокого коэффициента выпрямления – 0,9. Правда, при этом необходимо увеличить число диодов выпрямления практически в два раза. Недостаток – наличие сетевого трансформатора. То есть, его габаритные размеры мало связаны с понятием малогабаритных приборов, тем более, когда это касается импульсного блока питания.

Третья позиция – это одно и то же, что и вторая, только без трансформатора. Его заменяет емкостной фильтр, который имеет свой недостаток – это высокий импульс выходного тока. Правда, данный недостаток не критичен.

Принцип работы импульсного блока питания

Заключение по теме

Как видите, принципиальная схема для импульсных блоков питания имеет несколько разновидностей. Но чтобы каждая из них работала корректно, необходимо правильно подобрать ее составляющие. Конечно, все это не так просто как может показаться на первый взгляд, но если принять во внимание наши рекомендации, то можно самостоятельно собрать небольшой мощности блок, к примеру, для освещения помещений LED-лампами.

Назначение и принципы работы блоков питания

Здесь мы поговорим об импульсных блоках питания (ИБП), которые на сегодняшний день получили самое широкое распространение и с успехом используются во всех современных радиоэлектронных устройствах.

Прежде всего, эта статья посвящена для начинающих специалистов по ремонту электронной техники, поэтому материал будет изложен в упрощенной форме и поможет понять основные принципы работы ИБП.

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 ВЧ преобразователя. Что касается схемного решения, то здесь возможны два варианта преобразователей: первый –выполняется по схеме импульсного автогенератора (например, такой использовался в ИБП телевизоров 3 – 4 УСЦТ) и второй – с внешним управлением (используется в большинстве современных радиоэлектронных устройств).

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.

 

 

Рисунок 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, т.к 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. 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.

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).

Рисунок 2

 

 

Уменьшение или увеличение напряжения на обмотке W2, приведет к изменению напряжения и на обмотке W3, которое через резистор R2 также приложено к выводу 1 ШИМ контроллера.

С цепью слежения я думаю, разобрались, теперь давайте рассмотрим такую ситуацию как 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.

В заключении хотелось более подробно остановиться на достоинствах ИБП. Как уже упоминалось, частота импульсного преобразователя достаточно высока, в связи с чем, габаритные размеры импульсного трансформатора уменьшены, а значит, как это не парадоксально звучит, стоимость ИБП меньше традиционного БП т.к. меньше расход металла на магнитопровод и меди на обмотки, даже не смотря на то, что количество деталей в ИБП увеличивается. Еще одним из достоинств ИБП является малая, по сравнению с обычным БП, емкость конденсатора фильтра вторичного выпрямителя. Уменьшение емкости стало возможным за счет увеличения частоты. И, наконец, КПД импульсного блока питания доходит до 80%. Связано это с 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.

К недостаткам можно отнести усложнение схемы ИБП и увеличение импульсных помех излучаемым ИБП. Увеличение помех связано с тем, что транзистор преобразователя работает в ключевом режиме. В таком режиме транзистор является источником импульсных помех, возникающих в моменты переходных процессов транзистора. Это является недостатком любого транзистора работающего в ключевом режиме. Но если транзистор работает с малыми напряжениями (например, транзисторная логика с напряжением в 5В) это не страшно, в нашем же случае напряжение, приложенное к коллектору транзистора, составляет, примерно 315 В. Для борьбы с этими помехами в ИБП используются более сложные схемы сетевых фильтров, чем в обычном БП.

 

Основы импульсных источников питания (1)

Теплые советы: Слово в этой статье составляет около 3000 слов, а время чтения составляет около 12 минут.

Сводка

Импульсный источник питания (SMPS) — это источник питания, в котором используются современные силовые электронные технологии для управления соотношением времени включения и выключения и для поддержания стабильного выходного напряжения. Импульсный источник питания обычно состоит из широтно-импульсной модуляции (ШИМ), управляющей ИС и полевого МОП-транзистора.С развитием и инновациями в технологии силовой электроники, технология импульсных источников питания также постоянно обновляется. В настоящее время импульсный источник питания широко используется практически во всех электронных устройствах из-за его небольших размеров, небольшого веса и высокого КПД. Это незаменимый источник питания для быстрого развития электронной информационной индустрии.

Учебные пособия по основам импульсных источников питания состоят из пяти глав: тип топологии, взаимосвязь между эффективностью с вводом и выводом и рабочим циклом, определения синхронизации и несинхронизации, характеристики изоляции и неизолированности, ширина импульса. модуляция и преобразование частоты и другие различные режимы управления.Он объясняет базовую концепцию простым языком и стремится создать платформу для обмена идеями и информацией для опытных дизайнеров.

Артикул Core Основы SMPS Назначение Поддерживать стабильное выходное напряжение
Имя
Импульсный источник питания Категория Электронный блок питания
Функция Преобразование и питание Характеристика Эффективность выше, меньше, легче

Каталоги

Каталоги Глава 1 Основы импульсных источников питания 1.1.4 Сравнение объемов: линейные блоки питания и импульсные блоки питания 1.3.2 В электронной промышленности используются два основных накопителя энергии Топология понижающего преобразователя 1,8 1,13 Топология повышающего преобразователя
1.1 Тип импульсного источника питания 1.1.5 Резюме: линейный стабилизатор напряжения и импульсный источник питания 1,4 Пример: Упрощенный импульсный источник питания понижающего преобразователя 1.9 Повышающий преобразователь (импульсный регулятор) 1.14 Контроллер и регулятор
1.1.1 Так называемые линейные регуляторы, также известные как LDO, обычно имеют две характеристики: 1.2 Что такое импульсный регулятор? 1,5 Тип переключения Источник питания (неизолированный) 1.10 Повышающий преобразователь (формы сигналов тока и напряжения) 1.15 Краткое описание импульсного регулятора
1.1.2 Регулятор переключения 1,3 ШИМ (широтно-импульсная модуляция) 1.6 Рабочая модель понижающего преобразователя (понижающий импульсный регулятор) 1.11 Топология и примеры схем повышающего преобразователя
1.1.3 Загрузочные насосы 1.3.1 Простой способ периодически изменять время включения и выключения переключателя 1.7 Основы понижающего преобразователя (формы сигналов тока и напряжения) 1.12 Понижающие преобразователи (формы сигналов тока и напряжения)


Введение

С быстрым развитием технологии силовой электроники взаимосвязь между силовым электронным оборудованием и работой и жизнью людей становится все более тесной, и электронное оборудование невозможно отделить от надежного источника питания.В 1980-х годах в компьютерных источниках питания полностью реализован импульсный источник питания. В 1990-х импульсные источники питания широко использовались в различных областях электроники и электрического оборудования, таких как программно-управляемый коммутатор, коммуникационное оборудование, электронное контрольно-измерительное оборудование и т. Д., Что также способствует быстрому развитию импульсного питания. поставка техники.

По сравнению с линейным источником питания, стоимость обоих увеличивается с увеличением выходной мощности, но скорость роста у них разная.Стоимость линейного источника питания выше, чем импульсного источника питания при определенной точке выходной мощности. С развитием и инновациями технологий силовой электроники и импульсных источников питания, эта точка разворота затрат все больше смещается в сторону низкой выходной мощности, что обеспечивает широкий спектр возможностей для разработки импульсных источников питания.

Глава 1 Основы импульсных источников питания

1.1 Тип импульсного источника питания

1.1.1 Так называемые линейные регуляторы, также известные как LDO, обычно имеют две характеристики:

  • Передающий элемент работает в линейной области и не имеет переключающего перехода.

  • Ограничено понижающим преобразованием, бустерные приложения встречаются редко.

1.1.2 Регулятор переключения

  • Ключи передачи (полевой транзистор ) полностью включаются или выключаются в течение каждого цикла;

  • Он включает в себя по крайней мере один компонент накопления энергии, такой как индуктор или конденсатор;

  • Различные топологии (Buck, Boost, Buck / Boost и т. Д.)

1.1.3 Загрузочные насосы

  • Обычно для слаботочных приложений

  • Переключатели передачи (например, полевой транзистор и триод), некоторые из них полностью включены, а некоторые работают в линейной области;

  • В процессе преобразования или хранения энергии используются только конденсаторы, мы видим, что в некоторых цепях удвоителя напряжения .

Q: почему в некоторых случаях вы используете импульсный стабилизатор? Почему бы не использовать LDO и зарядные насосы?

Что ж, мы все знаем, что энергия не просто исчезнет, ​​а потерянная энергия в конечном итоге будет передаваться в виде тепла, так что инженеры столкнутся с большой проблемой при их проектировании, а это означает, что если потери в конечном итоге будут передаваться в форме тепла, что также неизбежно, тогда нам понадобится больший радиатор в цепи, что также приведет к большему размеру источника питания и низкой эффективности всей машины.Но если мы используем импульсный источник питания, он может не только повысить эффективность, но и уменьшить сложность конструкции управления температурой.

Теперь я хотел бы взять пример, чтобы показать сравнение эффективности и размера между линейным источником питания и импульсным источником питания:

Рис.1

Рис.2

С точки зрения эффективности, входной источник питания 12 В 3,3 В / 2 А на выходе, если он реализован линейным регулятором напряжения, имеет выходную эффективность только 28 процентов, но если это осуществляется импульсным источником питания, выход КПД может достигать более 90 процентов.Здесь преимущества использования импульсного блока питания очевидны. Следовательно, эффективность линейного источника питания очень низкая в случае высокого входного и низкого выходного напряжения. Он подходит только для ситуаций, когда разница входного и выходного напряжения относительно небольшая. Потери линейного регулятора составляют 17,4 Вт, тогда как потери импульсного регулятора составляют всего 0,73 Вт, и оба из них в конечном итоге должны передаваться в виде тепла.

Все мы знаем, что:

рабочая температура устройства = повышение температуры устройства + температура окружающей среды;

повышение температуры = тепловое сопротивление × потери.

И мы предполагаем, что тепловое сопротивление устройства составляет θ = 35 ℃ / Вт, тогда превышение температуры устройства составляет 35 ℃ × 17,4 Вт = 609 ℃, а повышение температуры импульсного регулятора составляет 35 ℃ × 0,73 Вт = 25,55 ℃. .

Видно, что импульсные регуляторы могут работать при 60 ~ 70 ℃ и с ними проблем нет. В отличие от этого, LDO имеет очень серьезную проблему нагрева, что означает, что его тепловое сопротивление должно быть уменьшено, но тепловое сопротивление зависит от площади рассеивания тепла, то есть чем больше площадь рассеивания тепла, тем меньше тепловое сопротивление, поэтому площадь рассеивания тепла LDO должна быть очень большой, чтобы уменьшить его тепловое сопротивление и повышение температуры (см. диаграмму ниже).

1.1.4 Сравнение объемов: линейные блоки питания и импульсные блоки питания

Рис.3

Красными отмеченными местами показаны LDO 2,5 Вт и импульсный источник питания 6 Вт, разница в мощности между ними в 2,4 раза, но площадь SMPS меньше четверти площади LDO, что означает потери Импульсный источник питания был значительно уменьшен и способен выдерживать более высокое тепловое сопротивление, что снижает площадь рассеивания тепла.

Опять же, если разница напряжений между входом и выходом относительно мала, следует использовать LDO, но в противоположном случае (разница напряжений между входом и выходом относительно велика) вместо этого будет рекомендован импульсный источник питания. Конечно, импульсный источник питания также имеет свои недостатки, его выход будет иметь шум, звон или скачок, а LDO — нет. В некоторых случаях, когда нагрузка очень чувствительна к напряжению источника питания, после импульсного источника питания можно добавить LDO.Например, мы хотим преобразовать 5 В в 1,2 В, если мы используем LDO напрямую, эффективность может быть только 20%, но если мы сначала преобразуем 5 В в 1,5 В с помощью импульсного источника питания, а затем преобразуем 1,5 В в 1,2 В с использованием LDO, не будет ли это эффективнее? Это оптимизированный дизайн.

1.1.5 Резюме: линейный стабилизатор напряжения и импульсный источник питания

(1) Импульсный источник питания

  1. может увеличивать напряжение (повышать)

  2. и ниже (понижающий) или даже инвертировать напряжение

  3. Высокая эффективность и удельная мощность

(2) Линейный регулятор напряжения

  1. может только уменьшить напряжение (понижающий)

  2. Выходное напряжение относительно стабильно


Деталь

1.2 Что такое импульсный регулятор?

Рис.4

Импульсный регулятор, некоторые называют его регулятором, стабилизатором напряжения или регулятором напряжения. Для стабилизации напряжения необходимо управлять системой (отрицательная обратная связь). Из теории автоматического управления мы знаем, что при повышении напряжения его можно понизить с помощью отрицательной обратной связи, а при падении напряжения его можно поднять таким же образом, образуя управляемый контур. Блок-схема на рисунке демонстрирует использование ШИМ (широтно-импульсной модуляции), и, конечно же, есть и другие, такие как: ЧИМ (частотно-импульсная модуляция), фазовая модуляция и т. Д.

1,3 ШИМ (широтно-импульсная модуляция)

1.3.1 Простой способ периодически изменять время включения и выключения переключателя

Рис.5

Рабочий цикл, это отношение времени включения (T на ) к периоду времени T формы импульса, то есть

t on (время включения) + t off (время выключения) = T (период времени)

D (рабочий цикл) = t на / T.

Однако мы не можем использовать одиночный импульсный выход, поэтому нам нужен метод стабилизации и управления потоком энергии, чтобы сохранять энергию во время включения и обеспечивать энергию во время выключения с помощью множества импульсов, переключаясь на высоких частотах и ​​таким образом достигая плавное напряжение.

1.3.2 В электронной промышленности используются два основных накопителя энергии

Рис.6

1,4 Пример: Упрощенный импульсный блок питания понижающего преобразователя

Рис.7

На рисунке показан упрощенный понижающий импульсный источник питания, и для облегчения анализа схемы мы сначала опустим секцию управления с обратной связью.

Состояние 1: Когда S 1 замкнут, входная энергия подается от конденсатора C 1 через S 1 → индуктор L 1 → конденсатор C 2 → нагрузка RL.В это время индуктор L 1 также накапливает энергию, и напряжение, приложенное к L 1 , можно получить как: Vin-Vo = L * di / dt на .

Состояние 2: Когда S 2 выключен, энергия больше не поступает от входа, а через свободный цикл, эта энергия сохраняется в катушке индуктивности L 1 → конденсатор C 2 → нагрузка RL → диод D 1 . В это время это может быть получено: L * di / dt off = Vo, тогда мы, наконец, получаем V o / V в = D, где V o всегда меньше, чем V в , потому что рабочий цикл D ≤ 1.

Роль каждого устройства:

  1. входной конденсатор (C 1 ) используется для стабилизации входного напряжения;

  2. выходной конденсатор (C 2 ) используется для стабилизации выходного напряжения;

  3. Ограничивающий диод (D 1 ) обеспечивает прохождение тока для индуктора, когда переключатель разомкнут;

  4. Катушка индуктивности (L 1 ) используется для хранения энергии, которая будет передана нагрузке.

1,5 Тип переключения Источник питания (неизолированный)

Фиг.8

1.6 Рабочая модель понижающего преобразователя (понижающий импульсный регулятор)

Фиг.9

Импульсный источник питания представляет собой систему управления с обратной связью. Мы можем сравнить ток импульсного источника питания с потоком воды, входной конденсатор — это высокий и большой резервуар, а выходной конденсатор — низкий и маленький резервуар.Маленькая чашка воды переносится из большого бассейна в малый, и фиксированное количество воды в маленьком бассейне будет достигаться путем регулирования интервала между переносом и количеством воды в чашке. Когда уровень выхода воды низкий, количество воды в чашке будет увеличиваться, а когда уровень выхода воды высокий, количество воды в чашке будет уменьшено.

Основы понижающего преобразователя 1,7 (формы сигналов тока и напряжения)

Фиг.10

Когда переключатель разомкнут, энергия передается от входа к выходу, и ток наклоняется вверх. Это как вода из чашки в модели, отправленной на небольшой опрос. Когда воды в небольшом бассейне станет достаточно, выключатель отключится, индуктор, нагрузка и диод образуют естественный свободный ход, и ток начинает линейно уменьшаться; когда вода в маленьком бассейне опустится до определенной степени, переключатель снова включится — при таком высокочастотном включении и выключении формируется стабильное выходное напряжение.

Топология понижающего преобразователя 1,8

Рис.11

Выше представлена ​​структура схемы, в которой мы можем отсчитывать выходное напряжение через двухрезисторный делитель напряжения, а затем сравнивать компаратор с эталоном: включить МОП, если выход меньше, чем эталон, и выключить МОП, если вывод больше, чем ссылка.

Ниже приводится пример схемы, использующей микросхему LM22670 , которая является типичным асинхронным понижающим преобразователем, поскольку в ней используется диод с быстрым восстановлением или диод Шоттки .Но почему? Ну, паразитные параметры и индуктивность рассеяния диода вызовут высоковольтные колебания при включении МОП-транзистора. Это колебание в конечном итоге приведет к повреждению высокого напряжения и очень большим коммутационным потерям на выводе SW микросхемы, что приведет к очень низкому КПД, поэтому обычно используются диоды Шоттки с быстрым восстановлением.

1.9 Повышающий преобразователь (импульсный импульсный регулятор)

Рис.12

Повышающий преобразователь также можно сравнить с моделью водяного потока.Единственная разница с понижающим преобразователем заключается в том, что он отправляет более низкий поток воды на высоту, которую я хотел бы использовать для анализа топологической диаграммы и диаграммы формы сигнала.

1.10 Повышающий преобразователь (формы сигналов тока и напряжения)

Рис.13

На левом рисунке показана топология повышающего преобразователя. Как мы упоминали ранее, индуктор L является накопителем энергии. Когда переключатель включен, входное напряжение заряжает катушку индуктивности, и образуется петля: Вход Vi → Индуктор L → переключатель Q; Когда переключатель выключен, входная энергия и энергия катушки индуктивности вместе обеспечивают энергию на выходе, и в результате получается петля: вход Vi → индуктор L → диод D → конденсатор C → нагрузка RL, выходное напряжение в это время составляет определенно выше, чем входное напряжение, чтобы добиться повышения.

1.11 Топология и примеры схем повышающего преобразователя

Рис.14

Контур управления повышающего преобразователя, показанный на рисунке выше, выбирается через резистор делителя напряжения, затем сравнивается с эталонным источником через компаратор ошибок и, наконец, выдает ШИМ. Следует отметить, что когда микросхема не работает, цепь естественным образом образовывала петлю из входа → индуктивность → диод → конденсатор → нагрузка, поэтому, если она не в топологии синхронного повышения, в схему следует добавить схему переключения. часть ввода.В противном случае аккумулятор разрядится без использования.

1.12 Понижающие преобразователи (формы сигналов тока и напряжения)

Рис.15

Состояние 1: переключатель включен, диод D выключен в обратном направлении, и катушка индуктивности накапливает энергию, поэтому токовая петля: вход V в → трубка переключателя Q → индуктор L;

Состояние 2: переключатель выключен, и используемый диод D свободно вращается вперед, поэтому токовая петля следующая: индуктор L → конденсатор C → нагрузка RL → диод D.

Что касается выхода, когда повышается, а когда понижается?

Мы можем узнать из формулы V o = V в × D / (1-D), что, когда D = 0,5, V o = V в ; когда D <0,5, V o in ; и когда D> 0,5, V o > V в . Также мы можем видеть, что такая топология может легко получить отрицательное напряжение, поэтому мы можем использовать этот метод для получения отрицательного напряжения, когда мы не хотим использовать изолирующий трансформатор.

1.13 Топология повышающего преобразователя

Рис.16

На рисунке выше показана схема вывода отрицательного напряжения, реализованная с помощью TPS5430DDA. Пины LM22670 и TPS5430DDA

одинаковые, поэтому они взаимозаменяемы.


Аналитики

1.14 Контроллер и регулятор

Рис.17

На рисунке выше показано различие между контроллером и регулятором.ИС со встроенными переключателями обычно называют регуляторами, а ИС, для которых требуются внешние переключатели, вместо этого называют контроллерами. Описание на диаграмме мы можем использовать только в качестве справки, многие регуляторы напряжения теперь могут иметь мощность более 3 А, а многие терморезисторы имеют низкую температуру до 10 ℃ / Вт. Однако для многих импульсных источников питания большой мощности по-прежнему требуются контроллеры и внешние МОП-транзисторы.

Сравнение контроллера и регулятора:

Фиг.18

1.15 Краткое описание импульсного регулятора

Рис.19

Вот серия видеоуроков по проектированию схем силового преобразователя.

Часть 1 касается преобразователей переменного тока в переменный и переменного тока в постоянный.

SMPS Tutorial (1): Introduction — Switched Mode Power Supplies and Power Conversion


Рекомендация книги

Импульсные источники питания Spice Simulations and Practical Designs

Это исчерпывающий ресурс по использованию SPICE в качестве помощника при проектировании преобразователей энергии.Эта книга уникальным образом объединяет анализ и рыночную реальность, чтобы научить разработке и маркетингу современных коммутационных преобразователей. Это руководство, бесценное как для выпускников, так и для опытных инженеров-проектировщиков, объясняет, как вывести основные уравнения для самых популярных преобразователей … спроектировать безопасные и надежные преобразователи на многочисленных практических примерах … и использовать моделирование SPICE для виртуального макета преобразователя на ПК перед использованием паяльник.

Кристофа Бассо

Преобразователи мощности

с управлением обратной связью с цифровым фильтром, 1-е издание

В этой книге представлена ​​логическая последовательность, которая ведет к идентификации, извлечению, формулированию, преобразованию и реализации функции управления, необходимой в системах электроэнергетического оборудования.Кроме того, он создает мост для перемещения преобразователя мощности с традиционной аналоговой обратной связью в преобразователь с современной системой управления цифровыми фильтрами и задействует метод усреднения в пространстве состояний для определения основной функции управления в аналитической, близкой форме в s-области (Лаплас). Это полезный справочник для всех профессионалов и инженеров-электриков, занимающихся проектированием, интеграцией и управлением электроэнергетического оборудования / систем.

, автор — Keng C. Wu


Актуальная информация по «Основам импульсного источника питания (1)»

О статье «Основы импульсных источников питания (1)», Если у вас есть лучшие идеи, не стесняйтесь писать свои мысли в следующей области комментариев.Вы также можете найти больше статей об электронных полупроводниках через поисковую систему Google или обратиться к следующим связанным статьям.

Принцип работы регулируемого импульсного источника питания большой мощности

Анализ принципа импульсного источника питания

Схема коммутации транзисторов и ее теория

Полное введение и классификация фильтров и приложений

Что такое транзистор, его функции и характеристики

Подробное описание конденсаторов

Как определить схему импульсной цепи

Что такое электрическая изоляция

Обзор коммутации каналов и коммутации пакетов

Что такое коммутация?

В современном мире мы связаны со всеми через Интернет или по телефону.В этой огромной сети, когда делается телефонный звонок или когда мы заходим на какой-то веб-сайт, данные передаются из одной сети в другую. Даже для доступа к простой веб-странице осуществляется доступ ко многим компьютерам (серверам), чтобы предоставить вам желаемые данные, которые вы ищете. Независимо от того, находитесь ли вы внутри закрытой сети или в большом сетевом сегменте, Switching является наиболее важным механизмом, который обменивается информацией между разными сетями или разными компьютерами. Коммутация — это способ направления данных или любой цифровой информации в вашу сеть до конечной точки.

Предположим, вы ищете в Интернете информацию о схемах любого типа, или ищете хобби-проект в области электроники, или если вы открываете сайт circuitdigest.com, чтобы найти конкретную статью об электронике, за вашей компьютерной сетью происходит много перемещений данных. Эти движения управляются сетевыми коммутаторами, которые используют различные методы переключения в различных сетевых узлах.

В разных типах данных используются разные методы переключения, которые имеют свои преимущества и недостатки.Доступны три типа коммутации: коммутация каналов , коммутация пакетов и коммутация сообщений . Коммутация каналов и пакетов наиболее популярна среди этих трех.

Коммутация цепей

Коммутация каналов — это метод коммутации, при котором между двумя станциями в сети создается сквозной путь до начала передачи данных.

Коммутация цепи состоит из трех фаз: установление цепи, передача данных и отключение цепи .

Метод коммутации каналов имеет фиксированную скорость передачи данных, и оба абонента должны работать с этой фиксированной скоростью. Коммутация каналов — это самый простой метод передачи данных, при котором между двумя отдельными отправителями и получателем устанавливается выделенных физических соединений. Для создания этих выделенных соединений набор переключателей подключается физическими соединениями.

На изображении ниже три компьютера на левой стороне соединены с тремя настольными ПК на правой стороне с помощью физических соединений, в зависимости от четырех переключателей цепи.Если коммутация каналов не используется, их необходимо соединить с помощью соединений точка-точка, где требуется большое количество выделенных линий, что не только увеличит стоимость подключения, но и усложнит систему.

Решение о маршрутизации в случае коммутации каналов принимается, когда маршрут маршрутизации устанавливается в сети. После того, как выделенный маршрут маршрутизации установлен, данные непрерывно отправляются в пункт назначения получателя.Связь сохраняется до конца разговора.

Трехфазная коммутация цепи связи

Связь от начала до конца в коммутации цепей осуществляется с использованием этой схемы —

Во время фазы настройки в сети с коммутацией каналов между отправителем и получателем устанавливается выделенная маршрутизация или путь соединения. В этот период сквозная адресация, как и адрес источника, адрес назначения, должна создавать соединение между двумя физическими устройствами.Коммутация схемы происходит на физических уровнях.

Передача данных происходит только после завершения фазы настройки и только после установления физического выделенного пути. На этом этапе не используется никаких методов адресации. Коммутаторы используют временной интервал (TDM) или занятую полосу (FDM) для маршрутизации данных от отправителя к получателю. Следует иметь в виду, что отправка данных является непрерывной, и при передаче данных могут быть периоды молчания.Все внутренние соединения выполнены в дуплексном виде.

На последней фазе отключения цепи , когда любому из абонентов в сети, отправителю или получателю необходимо отключить путь, на все задействованные коммутаторы отправляется сигнал отключения, чтобы освободить ресурс и разорвать соединение. Эта фаза также называется Teardown phase в методе переключения цепей.

Коммутатор цепи создает временное соединение между входным звеном и выходным звеном.Доступны различные типы переключателей с несколькими входами и выходами.

Как правило, коммутация каналов используется в телефонных линиях.

Преимущества коммутации цепей

Метод коммутации цепей

дает большие преимущества в определенных случаях. Преимущества следующие —

  1. Скорость передачи данных фиксированная и выделенная, поскольку соединение устанавливается с использованием выделенного физического соединения или каналов.
  2. Поскольку используются выделенные пути маршрутизации передачи, это хороший выбор для непрерывной передачи в течение длительного времени.
  3. Задержка передачи данных незначительна. В переключателях нет времени ожидания. Таким образом, данные передаются без какой-либо предварительной задержки передачи. Это определенно положительное преимущество метода коммутации цепей.

Недостатки коммутации цепей

Помимо преимуществ, коммутация цепей также имеет некоторые недостатки.

  1. Независимо от того, свободен ли канал связи или занят, выделенный канал нельзя использовать для другой передачи данных.
  2. Это требует большей полосы пропускания, а непрерывная передача приводит к потере полосы пропускания в период молчания.
  3. Это крайне неэффективно при использовании системного ресурса. Мы не можем использовать ресурс для другого подключения, поскольку он выделен для всего разговора.
  4. Установка физических соединений между отправителями и получателями занимает очень много времени.

Коммутация пакетов

Коммутация пакетов — это метод передачи данных, при котором данные разбиваются на небольшие части переменной длины, а затем передаются по сетевой линии.Неработающие фрагменты данных называются пакетами . После получения этих поврежденных данных или пакетов, все они собираются в месте назначения и, таким образом, создается полный файл. Благодаря этому методу данные передаются быстро и эффективно. В этом методе не требуется предварительной настройки или резервирования ресурсов, как в случае метода переключения каналов.

Этот метод использует методы Store and Forward. Таким образом, каждый переход будет сначала сохранять пакет, а затем пересылать пакеты следующему адресату хоста.Каждый пакет содержит управляющую информацию, адрес источника и адрес назначения. Благодаря этому пакеты могут использовать любой маршрут или пути в существующей сети.

Пакетная коммутация на основе VC

Пакетная коммутация на основе VC — это режим коммутации пакетов, при котором между отправителем и получателем выполняется соединение по логическому пути или виртуальному каналу. VC означает Virtual Circuit . В этом режиме коммутации пакетов создается заранее определенный маршрут, и все пакеты будут следовать по заранее определенным путям.Всем маршрутизаторам или коммутаторам, участвующим в логическом соединении, предоставляется уникальный идентификатор виртуального канала для уникальной идентификации виртуальных соединений. Также имеет тот же трехфазный протокол, который используется в коммутации цепей, фазе настройки, фазе передачи данных и фазе отключения .

На изображении выше , 4 ПК подключены к сети с 4 коммутаторами, и поток данных будет коммутацией пакетов в режиме виртуального канала .Как мы видим, коммутаторы связаны друг с другом и совместно используют канал связи друг с другом. Теперь в виртуальном канале необходимо установить заранее определенный маршрут. Если мы хотим передать данные с ПК1 на ПК 4, путь будет направлен от SW1 к SW2 к SW3 и, наконец, к ПК4. Этот маршрут предопределен, и всем SW1, SW2, SW3 предоставляется уникальный идентификатор для идентификации путей данных, поэтому данные связаны путями и не могут выбрать другой маршрут.

Пакетная коммутация на основе дейтаграмм

Коммутация дейтаграмм полностью отличается от технологии коммутации пакетов на основе VC. При переключении дейтаграмм путь зависит от данных . Пакеты содержат всю необходимую информацию, такую ​​как адрес источника, адрес назначения, идентификатор порта и т. Д. Таким образом, в режиме коммутации пакетов на основе дейтаграмм без установления соединения каждый пакет обрабатывается независимо. Они могут выбирать разные маршруты, и решения о маршрутизации принимаются динамически при передаче данных внутри сети. Таким образом, в пункте назначения пакеты могут быть получены не по порядку или в любой последовательности, нет заранее определенного маршрута и гарантированная доставка пакетов невозможна.Чтобы обеспечить гарантированный прием пакетов, необходимо настроить дополнительные протоколы конечной системы.

В этом режиме коммутации пакетов нет этапов настройки, передачи и разрыва.

Снова на изображении выше, 4 компьютера подключены, и мы передаем данные с ПК1 на ПК4. Данные содержат два пакета, помеченных как 1 и 2. Как мы видим, в режиме дейтаграммы пакет 1 выбрал путь SW1-SW4-SW3, тогда как пакет 2 выбрал путь маршрута SW1-SW5-SW3 и, наконец, достиг ПК4.Пакеты могут выбирать другой путь в зависимости от времени задержки и перегрузки на других путях в сети коммутации пакетов дейтаграмм.

Преимущества пакетной коммутации

Коммутация пакетов имеет преимущества перед коммутацией каналов . Сеть с пакетной коммутацией предназначена для преодоления недостатков метода коммутации каналов.

  1. Эффективно с точки зрения пропускной способности.
  2. Минимальная задержка передачи
  3. Пропущенные пакеты могут быть обнаружены адресатом.
  4. Экономичное внедрение.
  5. Надежен при обнаружении загруженного пути или нарушения связи в сети. Пакеты могут передаваться по другим каналам или по другому пути.

Недостатки пакетной коммутации

Пакетная коммутация также имеет несколько недостатков.

  1. Коммутация пакетов не подчиняется какому-либо определенному порядку передачи пакетов один за другим.
  2. Отсутствует пакет при передаче большого объема данных.
  3. Каждый пакет должен быть закодирован порядковыми номерами, адресами получателя и отправителя и другой информацией.
  4. Маршрутизация в узлах сложна, поскольку пакеты могут следовать по нескольким путям.
  5. Когда по какой-либо причине происходит перенаправление, увеличивается задержка при приеме пакетов.

Различия между коммутацией каналов и коммутацией пакетов

Мы уже получили представление о различиях между коммутацией каналов и коммутацией пакетов.Давайте посмотрим на различия в формате таблицы для лучшего понимания —

Отличия

Коммутация цепей

Пакетная коммутация

Вовлечение ступеней

При коммутации цепей для полного разговора требуется установка трех фаз.
Установление соединения, передача данных, разрыв соединения

В случае пакетной коммутации мы можем осуществлять передачу данных напрямую.

Адрес назначения

Адрес полного пути предоставляется источником.

Каждому пакету данных известен только конечный адрес назначения, путь маршрутизации зависит от решения маршрутизатора.

Обработка данных

Обработка данных происходит в исходной системе.

Обработка данных происходит в узлах и исходных системах.

Равномерная задержка между блоками данных

Происходит равномерная задержка.

Задержка между блоками данных неодинакова.

Надежность

Коммутация цепей более надежна по сравнению с коммутацией пакетов

Пакетная коммутация менее надежна по сравнению с коммутацией каналов.

Ресурсные отходы

Высокий уровень потери ресурсов при переключении каналов.

Меньшая потеря ресурсов при коммутации пакетов.

Техника складского хранения

В нем не используется технология промежуточной передачи

Использует технику хранения и пересылки

Перегрузка

Перегрузка возникает только во время установления соединения.

Соревнование может происходить на этапе передачи данных.

Данные передачи

Источник осуществляет передачу данных.

Передача данных осуществляется источником, маршрутизаторами.

импульсный источник питания — французский перевод — Linguee

Steca TR A502

[…] Солнечный терморегулятор TT, который имеет специальный широкий диапазон входного напряжения и g e w i th регулируемый диапазон входного напряжения, позволяющий использовать его [ …]

по всему миру, выделяется

[…]

благодаря чрезвычайно простой установке и эксплуатации.

stecasolar.de

Le rgulateur solaire thermique

[…] Steca TR A 50 2 TT, qu i peut tre util is dans le mond e entier a vec de ‘Entre variable grce au blo c d’alimentation s p cial […]

longue porte, se distingue

[…]

par son grand confort d’installation et d’utilisation.

stecasolar.de

При попытке взять напряжение

[…] чтение на клеммах из a импульсный источник питания , y или может не считаться.

wantokent.com

Si vous essayez de prendre une lecture de Voltage Sur les

[…] Borne s d’un e alimentation d ‘nergie de commutation, vo us ne pouvez obt en ir aucune […]

лекция.

wantokent.com

Поставляется инжектор постоянного тока (тройник смещения) для подачи необходимого напряжения 12 В постоянного тока на коаксиальный кабель,

[…] Требуется малый блок питания

12 В (не

[…] включены), например o u r импульсный источник питания S P S- 8041 или любой […]

другой источник питания 12 В постоянного тока.

антенны.biz

Инжектор постоянного тока (питание) для подключения к источнику постоянного тока 12 В и коаксиальному кабелю, маленькая

[…]

питание 12 В есть ncessaire (кроме

[…] В том числе, e. г. № tre питание dcoupage SP S-80 41 ou n’importe […]

quelle autre alimentation 12V DC.

антенны.biz

Включает универсальный au t o коммутационный ( 1 10 -2 40 v ) блок питания Compre nd un bloc d’alimentation u nive rse l коммутация aut oma tique ( 110-240) 9.drsarmor.eu

Импульсный источник питания 1 0 0

electronic.it

Питание лектрической коммутации 1 0 0

electronic.it

Компонент ПВХ nt s ( импульсный источник питания u n it , устройство поверхностного контакта и т. Д.) должны быть закреплены винтами с […]

максимальная длина 20 мм.

fuhr.nl

Les co mp osant s en P VC (t ra nsformateur, contacteur plots и т. Д.) Doivent tre fixs ave c des longueur de …]

максимум.

fuhr.nl

T h e импульсный источник питания m a ke s Этот контроллер невосприимчив к скачкам напряжения и […]

перегрузки линии, гарантия полной независимости

[…]

от сетевого напряжения наряду с высокими уровнями производительности.

eliwell.it

L питание s witc hing p rotge ce contrleur contr e les pics de te nsion […]

et toute surintensit sur la ligne, en garantissant

[…]

Unindendance Totale de la Voltage du rseau et un rendement lev.

eliwell.it

Импульсный источник питания

digicode.fr

Питание dcoupage

digicode.fr

Steca подала заявку на патент на процесс распространения

[…] мощность т ч e импульсный источник питания м u lt iplexed и […]

управляется микроконтроллером

[…]

на различные нагрузки постоянного тока. таким образом, позволяя этим нагрузкам постоянного тока работать с регулируемым регулируемым напряжением или регулируемым током.

steca.com

Steca a dpos une demande de brevet pour un procd

[…]

Qui rpartit sur diffrents

[…] consommateu rs DC l a puissance d u convertisseur mu lt iplexe […]

на микроконтроллер. Ce procd

[…]

разрешено использовать различные функции DC de fonctionner sur une Voltage bien dfinie qu’il est possible de rgler ou sur un courant rgul.

steca.com

импульсный источник питания u n it подходит для напряжения бортовой сети

outdoor-controls.de

Питание po ur Voltage de Bord — Разведка напряжения — Измерение напряжения

Outdoor-Controls.de

Выпрямленный в pu t , импульсные блоки питания a n d электронные балласты освещения […]

— это наиболее распространенные однофазные нелинейные нагрузки.

delta.xfo.com

Les Entres

[…] rectifie s, l’alimentatio n de puissance de commutation et le s bal la sts d’clairage […]

lectroniques sont les charge

[…]

однофазных нелинеров les plus communes.

delta.xfo.com

1 — 115 или 230 В переменного тока

[…] до 13,8 Объем т D C Импульсный источник питания , 1 5 Amp 165,00 долларов США Стоимость

wantokent.com

C.a. de 1 — 115 или 230 вольт

[…] l ‘ питание d ‘ nergie d e коммутация d e C .c de 1 3,8 вольт, […]

ICT, 15 ампер US $ 165,00 Детская кроватка

wantokent.com

Импульсный источник питания w i th Управление и отображение + 5V с помощью светодиода.

starcab.net

Питание a vec rgl ag e de l a натяжение d e 5V et […]

светодиод управления.

starcab.net

МОДЕЛЬ wi t h Импульсный источник питания D i gi tal выходов: 3 […]

контакты реле

eliwell.it

MOD LE пр. обслуживание S witc hin г Вылеты n um riques: […]

3 вылета по реле

eliwell.it

Современный miniatur iz e d импульсный блок питания i s u sed, у которого лишь незначительное потребление электроэнергии […]

ток, когда насос не используется.

bioreactor.ch

Подвеска Si vous n’utilisez pas le pousse-seringue un temps long, dconnectez-le du rseau lectrique.

bioreactor.ch

Не u se a импульсный источник питания b e ca использование интерференционного излучения, которое может мешать […]

чтение бейджей

cdvi.com

Ne pas utili se r d’alimentation d c oupage cause de rayonnements par as ites pouvant pert ur ber la […]

лекций по бейджам.

cdvi.com

Импульсный источник питания s y st em для дистанционного управления […]

телевизионные приемники или аналогичные

v3.espacenet.com

Systme d ‘alimentation de power d co upage […]

для приемников tlvision tlcommands или аналогичных

v3.espacenet.com

Импульсные блоки питания h a ve еще одно преимущество, они очень […]

допускает неустойчивые входные напряжения.

wantokent.com

L e s alimentations d’nergie de коммутация на t u n aut re avantage, […]

elles sont pardonner trs des tensions d’entre erratiques.

wantokent.com

с механические потери настолько малы, что можно использовать миниатюрный

[…] plug-integr at e d импульсный источник питания u s in g line vo […] От

A до 240 В переменного тока, 50/60 H

bioreactor.ch

rce aux faibles pertes mcaniques une alimentation secteur enfichable

[…] miniaturise de ba ss e stretch peut tre u tilise Grseau […]

(от 95 до 240 В переменного тока, 50/60

bioreactor.ch

Миниатюрный iz e d импульсный источник питания h a vi ng компаратор […]

(14), первое средство (24, 40, 44, 46) подключено к выходу

[…]

компаратор и реагирующий на его работу для управления выходом источника питания, второе средство (51, 53), подключенное к выходу источника питания, для создания напряжения обратной связи, отличающееся фильтром (17), вставленным между источником упомянутого напряжения обратной связи и входа упомянутого компаратора, упомянутый фильтр имеет третье средство (56, 57) для ограничения скорости, с которой напряжение, подаваемое на упомянутый компаратор, может возрастать, и четвертое средство (55) для обеспечения подачи напряжения на упомянутый компаратор падать без ограничения скорости, с которой указанное напряжение может падать.

v3.espacenet.com

Питание d coupage miniaturise c om prenant un […]

Comparateur (14), des premiers moyens (24, 40, 44, 46) raccords la

[…]

вылазка по компаратеру и разуму, сын функции для командира по вылазке, дезоксимов мойэнс (51, 53), вылазка по вылету за производством, действие по напряжению, действие по фильтру (17) interpos entre la Источник де ладита, давление и сопоставление давления, ледит фильтр, давление воды (56, 57) для ограничителя давления в воде, давление в течение аудита, сопоставитель, рычаг давления и качества (55) для желоба де ла натяжения dlivre audit компаратер, без ограничителя ла valeur laquelle ladite натяжение peut chuter.

v3.espacenet.com

Такие системы, как электронные системы впрыска топлива a n d импульсные источники питания a r e , управляемые импульсами различной ширины, которые могут […]

можно проверить путем измерения рабочего цикла.

shop.rotronic.ch

Des systmes tels que les systmes d инъекция

[…] de carb ur ant e t les s ystm es d alime nt ation dcoupage so nt co impulse ia ble qui peuvent tr ev ri fies […]

en mesurant le cycle de fonctionnement.

shop.rotronic.ch

Источник питания либо с модулем солнечных батарей

[…] FSZ55 или wi t h импульсный источник питания u n it SNT61-230 […]

В / 12 В постоянного тока.

eltako.com

L’alimentation est ralise par un module

[…] cellule solaire ou pa r l’alimentation r s eau SNT61-230 В / 12 В постоянного тока.

eltako.com

Доступны с системой принудительной конденсации воздуха или воды, через

[…] Насос

или забортный конденсатор;

[…] все они могут питаться от 90 до 240 В переменного тока с помощью RA15 m od e l импульсный источник питания u n it .

frigonautica.it

Ils sont disponibles avec un systme air forc ou condensation de l’eau, travers une pompe ou un

[…]

конденсаторный внешний; ils peuvent

[…] t re aliment de Vac au moye n d’un RA1 5 un it d ‘ alimentation d’nergie a по адресу ique.

frigonautica.it

БТИЗ в основном используются в источниках питания

[…] таких приложений, как инвертировать er s , импульсные источники питания , h ea rt дефибрилляторы и

dartzeel.com

Les IGBTs sont trs utiliss dans les

[…] Приложение io ns d e puissance, nota mm ent d an s le s alimentations dc ou page, […]

les dfibrillateurs cardiaques, et

dartzeel.com

Импульсный источник питания f o r CabinLED5, состоящий из : 1 x импульсный источник питания 1 / 60 Гц […]

— ВЫХОД = 18 В постоянного тока / 2,6 А, 1x

[…]

2-метровый кабель питания и 1 6-канальный распределитель отходящей линии 2,4 м.

wwlift.de

Блок питания dcoupage p our CabinLED5, alimentatio n de Voltage co ns istant en: 1x […]

блок питания dcoupage

[…]

100–240 В, 50/60 Гц — ВЫХОД = 18 В постоянного тока / 2,6 А, 1x 2-метровый трубопровод для подключения и 1x 2,4-метровый трубопровод для подключения к шестому распределителю.

wwlift.de

Другие приложения, включая lu d e импульсный источник питания s i gn al изоляция, промышленная […]

Аналого-цифровое преобразование и изолированное измерение общего назначения.

pressrelease.av … romotionteam.de

Parmi les autres

[…] приложения на s, o n peut c iter l ‘isolement des signaux dans l es alimentations […]

dcoupage, преобразование la A / N

[…]

Industrial et la dtection isole en gnral.

pressrelease.av … romotionteam.de

Схема для

[…] коррекция коэффициента мощности n i n импульсные источники питания , c ha rgers и подобные, […]

— мостовая схема, которая

[…]

имеет четыре диода (D1, D2, D3, D4), соединенных в два полумоста, — два полевых МОП-транзистора (T1, T2, T3, T4) в каждом полумосте, подключенных параллельно диодам (D1, D2, D3, D4), и — две катушки индуктивности (L1_1, L1_2), каждая из которых подключена между выводами (P, N) источника переменного напряжения и двумя выводами мостовой схемы, — конденсатор (C1), подключенный по диагонали в мостовая схема, — в которой диагональное соединение первого полумоста соединено с землей, отличающееся тем, что

v3.espacenet.com

Описание сетевых устройств

Чтобы построить надежную сеть и защитить ее, вам необходимо понимать устройства, из которых она состоит.

Что такое сетевые устройства?

Сетевые устройства или сетевое оборудование — это физические устройства, которые необходимы для связи и взаимодействия между оборудованием в компьютерной сети.

Типы сетевых устройств

Вот общий список сетевых устройств:

  • Концентратор
  • Коммутатор
  • Маршрутизатор
  • Мост
  • Шлюз
  • Модем
  • Повторитель
  • Точка доступа
32 Точка доступа 32 несколько компьютерных сетевых устройств вместе.Концентратор также действует как повторитель, поскольку он усиливает сигналы, которые ухудшаются после прохождения больших расстояний по соединительным кабелям. Концентратор является самым простым в семействе устройств для подключения к сети, поскольку он соединяет компоненты LAN с идентичными протоколами.

Концентратор может использоваться как с цифровыми, так и с аналоговыми данными при условии, что его настройки были настроены для подготовки к форматированию входящих данных. Например, если входящие данные находятся в цифровом формате, концентратор должен передавать их в виде пакетов; однако, если входящие данные являются аналоговыми, то концентратор передает их в виде сигнала.

Концентраторы не выполняют функции фильтрации или адресации пакетов; они просто отправляют пакеты данных на все подключенные устройства. Концентраторы работают на физическом уровне модели взаимодействия открытых систем (OSI). Есть два типа концентраторов: простые и многопортовые.

Коммутатор

Коммутаторы обычно играют более интеллектуальную роль, чем концентраторы. Коммутатор — это многопортовое устройство, повышающее эффективность сети. Коммутатор поддерживает ограниченную информацию о маршрутизации узлов во внутренней сети и позволяет подключаться к таким системам, как концентраторы или маршрутизаторы.Ветви ЛВС обычно подключаются с помощью коммутаторов. Как правило, коммутаторы могут считывать аппаратные адреса входящих пакетов, чтобы передать их в соответствующее место назначения.

Использование коммутаторов повышает эффективность сети по сравнению с концентраторами или маршрутизаторами из-за возможности виртуального канала. Коммутаторы также повышают безопасность сети, поскольку виртуальные каналы труднее исследовать с помощью сетевых мониторов. Вы можете думать о коммутаторе как об устройстве, которое сочетает в себе одни из лучших возможностей маршрутизаторов и концентраторов.Коммутатор может работать либо на уровне канала передачи данных, либо на сетевом уровне модели OSI. Многоуровневый коммутатор может работать на обоих уровнях, что означает, что он может работать и как коммутатор, и как маршрутизатор. Многоуровневый коммутатор — это высокопроизводительное устройство, поддерживающее те же протоколы маршрутизации, что и маршрутизаторы.

Коммутаторы могут подвергаться атакам распределенного отказа в обслуживании (DDoS); Защита от наводнений используется для предотвращения остановки коммутатора злонамеренным трафиком. Безопасность портов коммутатора важна, поэтому обязательно защитите коммутаторы: отключите все неиспользуемые порты и используйте отслеживание DHCP, проверку ARP и фильтрацию MAC-адресов.

Маршрутизатор

Маршрутизаторы помогают передавать пакеты по назначению, прокладывая путь через море взаимосвязанных сетевых устройств с использованием различных сетевых топологий. Маршрутизаторы — это интеллектуальные устройства, в которых хранится информация о сетях, к которым они подключены. Большинство маршрутизаторов можно настроить для работы в качестве межсетевых экранов с фильтрацией пакетов и использования списков управления доступом (ACL). Маршрутизаторы вместе с блоком обслуживания канала / блоком обслуживания данных (CSU / DSU) также используются для преобразования из формирования кадров LAN в формирование кадров WAN.Это необходимо, поскольку локальные и глобальные сети используют разные сетевые протоколы. Такие маршрутизаторы известны как пограничные маршрутизаторы. Они служат внешним соединением LAN с WAN и работают на границе вашей сети.

Маршрутизатор

также используется для разделения внутренних сетей на две или более подсети. Маршрутизаторы также могут быть внутренне подключены к другим маршрутизаторам, создавая зоны, которые работают независимо. Маршрутизаторы устанавливают связь, поддерживая таблицы о местах назначения и локальных соединениях.Маршрутизатор содержит информацию о подключенных к нему системах и о том, куда отправлять запросы, если пункт назначения неизвестен. Маршрутизаторы обычно передают маршрутизацию и другую информацию, используя один из трех стандартных протоколов: протокол маршрутной информации (RIP), протокол пограничного шлюза (BGP) или сначала открытый кратчайший путь (OSPF).

Маршрутизаторы — это ваша первая линия защиты, и они должны быть настроены на пропускание только трафика, разрешенного администраторами сети. Сами маршруты можно настроить как статические или динамические.Если они статические, их можно настроить только вручную, и они останутся такими до тех пор, пока не будут изменены. Если они динамические, они узнают о других маршрутизаторах вокруг них и используют информацию об этих маршрутизаторах для построения своих таблиц маршрутизации.

Маршрутизаторы — это устройства общего назначения, которые соединяют две или более разнородных сетей. Обычно они предназначены для компьютеров специального назначения с отдельными входными и выходными сетевыми интерфейсами для каждой подключенной сети. Поскольку маршрутизаторы и шлюзы являются основой больших компьютерных сетей, таких как Интернет, у них есть специальные функции, которые дают им гибкость и способность справляться с различными схемами сетевой адресации и размерами кадров за счет сегментации больших пакетов на меньшие размеры, которые подходят для новой сети. составные части.Каждый интерфейс маршрутизатора имеет свой собственный модуль протокола разрешения адресов (ARP), свой собственный адрес LAN (адрес сетевой карты) и свой собственный адрес Интернет-протокола (IP). Маршрутизатор с помощью таблицы маршрутизации знает маршруты, по которым пакет может пройти от источника к месту назначения. Таблица маршрутизации, как в мосте и коммутаторе, динамически растет. После получения пакета маршрутизатор удаляет заголовки и трейлеры пакетов и анализирует заголовок IP, определяя адреса источника и назначения и тип данных, а также отмечая время прибытия.Он также обновляет таблицу маршрутизатора новыми адресами, которых еще нет в таблице. Информация о заголовке IP и времени прибытия вводится в таблицу маршрутизации. Маршрутизаторы обычно работают на сетевом уровне модели OSI.

Мост

Мосты используются для соединения двух или более хостов или сегментов сети. Основная роль мостов в сетевой архитектуре — хранение и пересылка кадров между различными сегментами, которые соединяет мост. Они используют аппаратные адреса управления доступом к среде (MAC) для передачи кадров.Посмотрев на MAC-адреса устройств, подключенных к каждому сегменту, мосты могут пересылать данные или блокировать их пересечение. Мосты также могут использоваться для соединения двух физических локальных сетей в более крупную логическую локальную сеть.

Мосты работают только на физическом уровне и уровне канала передачи данных модели OSI. Мосты используются для разделения больших сетей на более мелкие участки, располагаясь между двумя физическими сегментами сети и управляя потоком данных между ними.

Мосты во многих отношениях похожи на концентраторы, в том числе в том, что они соединяют компоненты LAN с одинаковыми протоколами.Однако мосты фильтруют входящие пакеты данных, известные как кадры, по адресам перед их пересылкой. Поскольку он фильтрует пакеты данных, мост не вносит изменений в формат или содержимое входящих данных. Мост фильтрует и пересылает кадры в сети с помощью таблицы динамического моста. Таблица мостов, которая изначально пуста, поддерживает адреса LAN для каждого компьютера в LAN и адреса каждого интерфейса моста, который соединяет LAN с другими LAN. Мосты, как и концентраторы, могут быть простыми или многопортовыми.

Мосты в последние годы в основном потеряли популярность и были заменены переключателями, которые предлагают больше функций. Фактически, коммутаторы иногда называют «многопортовыми мостами» из-за того, как они работают.

Шлюз

Шлюзы обычно работают на транспортном и сеансовом уровнях модели OSI. На транспортном уровне и выше существует множество протоколов и стандартов от разных поставщиков; шлюзы используются для борьбы с ними. Шлюзы обеспечивают преобразование между сетевыми технологиями, такими как взаимодействие открытых систем (OSI) и протокол управления передачей / Интернет-протокол (TCP / IP).По этой причине шлюзы соединяют две или несколько автономных сетей, каждая со своими собственными алгоритмами маршрутизации, протоколами, топологией, службой доменных имен, а также процедурами и политиками сетевого администрирования.

Шлюзы выполняют все функции маршрутизаторов и многое другое. Фактически маршрутизатор с дополнительной функцией трансляции является шлюзом. Функция, которая выполняет перевод между различными сетевыми технологиями, называется преобразователем протоколов.

Модем

Модемы (модуляторы-демодуляторы) используются для передачи цифровых сигналов по аналоговым телефонным линиям.Таким образом, цифровые сигналы преобразуются модемом в аналоговые сигналы различных частот и передаются на модем в месте приема. Принимающий модем выполняет обратное преобразование и выдает цифровой сигнал на устройство, подключенное к модему, обычно это компьютер. Цифровые данные обычно передаются в модем или от него по последовательной линии через стандартный интерфейс RS-232. Многие телефонные компании предлагают услуги DSL, а многие операторы кабельного телевидения используют модемы в качестве оконечных устройств для идентификации и распознавания домашних и личных пользователей.Модемы работают как на физическом уровне, так и на уровне канала передачи данных.

Повторитель

Повторитель — это электронное устройство, усиливающее принимаемый сигнал. Вы можете думать о ретрансляторе как об устройстве, которое принимает сигнал и ретранслирует его на более высоком уровне или более высокой мощности, чтобы сигнал мог преодолевать большие расстояния, более 100 метров для стандартных кабелей LAN. Репитеры работают на физическом уровне.

Точка доступа

Хотя точка доступа (AP) может технически включать проводное или беспроводное соединение, обычно это беспроводное устройство.Точка доступа работает на втором уровне OSI, уровне канала передачи данных, и может работать либо как мост, соединяющий стандартную проводную сеть с беспроводными устройствами, либо как маршрутизатор, передающий данные от одной точки доступа к другой.

Точки беспроводного доступа (WAP) состоят из передатчика и приемника (приемопередатчика), используемых для создания беспроводной локальной сети (WLAN). Точки доступа обычно представляют собой отдельные сетевые устройства со встроенной антенной, передатчиком и адаптером. Точки доступа используют сетевой режим беспроводной инфраструктуры для обеспечения точки соединения между WLAN и проводной локальной сетью Ethernet.У них также есть несколько портов, что дает вам возможность расширить сеть для поддержки дополнительных клиентов. В зависимости от размера сети для обеспечения полного покрытия может потребоваться одна или несколько точек доступа. Дополнительные точки доступа используются для обеспечения доступа к большему количеству беспроводных клиентов и расширения диапазона беспроводной сети. Каждая точка доступа ограничена своим диапазоном передачи — расстоянием, на котором клиент может находиться от точки доступа и при этом получать полезный сигнал и скорость обработки данных. Фактическое расстояние зависит от стандарта беспроводной связи, препятствий и условий окружающей среды между клиентом и точкой доступа.Точки доступа более высокого уровня имеют мощные антенны, что позволяет им увеличивать дальность распространения беспроводного сигнала.

AP могут также предоставлять множество портов, которые можно использовать для увеличения размера сети, возможностей межсетевого экрана и службы протокола динамической конфигурации хоста (DHCP). Таким образом, мы получаем точки доступа, которые представляют собой коммутатор, DHCP-сервер, маршрутизатор и межсетевой экран.

Для подключения к беспроводной точке доступа необходимо имя идентификатора набора услуг (SSID). Беспроводные сети 802.11 используют SSID для идентификации всех систем, принадлежащих к одной сети, и клиентские станции должны быть настроены с SSID для аутентификации на AP.Точка доступа может транслировать SSID, позволяя всем беспроводным клиентам в области видеть SSID точки доступа. Однако по соображениям безопасности точки доступа можно настроить так, чтобы они не транслировали SSID, что означает, что администратор должен предоставить клиентским системам SSID вместо того, чтобы разрешать его автоматическое обнаружение. Беспроводные устройства поставляются с SSID по умолчанию, настройками безопасности, каналами, паролями и именами пользователей. По соображениям безопасности настоятельно рекомендуется как можно скорее изменить эти параметры по умолчанию, поскольку на многих интернет-сайтах перечислены параметры по умолчанию, используемые производителями.

Точки доступа могут быть толстыми или тонкими. Толстые точки доступа, которые иногда еще называют автономными, необходимо вручную настроить с настройками сети и безопасности; тогда они по сути остаются одни, чтобы обслуживать клиентов, пока они не перестанут работать. Тонкие точки доступа позволяют удаленную настройку с помощью контроллера. Поскольку тонкие клиенты не нужно настраивать вручную, их можно легко перенастроить и контролировать. Точки доступа также могут быть управляемыми или автономными.

Заключение

Глубокое понимание типов доступных сетевых устройств может помочь вам спроектировать и построить сеть, которая будет безопасной и хорошо обслуживает вашу организацию.Тем не менее, чтобы обеспечить постоянную безопасность и доступность вашей сети, вам следует тщательно контролировать свои сетевые устройства и активность вокруг них, чтобы вы могли быстро обнаруживать проблемы с оборудованием, проблемы с конфигурацией и атаки.

Джефф — директор по разработке глобальных решений в Netwrix. Он давний блоггер Netwrix, спикер и ведущий. В блоге Netwrix Джефф делится лайфхаками, советами и приемами, которые могут значительно улучшить ваш опыт системного администрирования.

Лучшее соотношение цены и качества в импульсных источниках питания — отличные предложения по SMPS в импульсных источниках питания от глобальных продавцов импульсных блоков питания

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для smps в импульсном блоке питания.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как этот лучший импульсный источник питания в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что у вас есть свои умения в импульсном блоке питания на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в SMPS в импульсном блоке питания и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести smps in pulse power supply по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

При выборе входного конденсатора сосредоточьтесь на токе пульсаций, ESR и ESL | ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

— Теперь я понимаю, что свойства конденсатора меняются в зависимости от материалов и упаковки. Тем не менее, скажите, пожалуйста, когда конденсатор используется в реальной схеме импульсного источника питания, каким образом его свойства и характеристики будут оказывать определенное влияние.

Для импульсных цепей питания требуются как входные, так и выходные конденсаторы. Как вы, возможно, знаете, каждый конденсатор имеет разные свойства с точки зрения напряжения и тока, с которыми он может работать. Для простоты понимания, думаю, мне следует обсудить ввод и вывод отдельно. Позвольте мне начать с входного конденсатора. В качестве резюмирования и подготовки к следующему, вот краткое изложение тока, протекающего через входной конденсатор.

На рисунке ниже показана схема концептуального синхронно-выпрямительного понижающего преобразователя.Глядя на V IN , полевой МОП-транзистор на ближней стороне представляет собой переключатель верхней стороны. Когда переключатель верхнего плеча включается, его форма волны тока возрастает почти вертикально, производя тот же ток, что и ток индуктора. Когда переключатель на стороне высокого напряжения выключается, а переключатель на стороне низкого уровня включается, ток быстро падает до нуля. Компонент переменного тока формы волны тока течет во входной конденсатор.

Напряжение (форма волны), генерируемое током, протекающим от входного конденсатора, принимает различные выражения в зависимости от различий в «ESR (эквивалентное последовательное сопротивление)» и «ESL (эквивалентное последовательное сопротивление)] паразитных компонентов, которые существуют в дополнение к «емкость» конденсатора.

— Проще говоря, вы имеете в виду, что и ESR, и ESL оказывают влияние в дополнение к электростатической емкости?

Да, именно так. Поскольку это интервью предоставляет ценную возможность, я хотел бы немного углубиться в него. Воздействие трех элементов, о которых я упоминал ранее, емкости, ESR и ESL, можно выразить в виде сигналов и уравнений. Чтобы было легче увидеть, я приготовил цифры.

Рисунок, на котором ток конденсатора описан в виде прямоугольных импульсов, показывает, какие напряжения генерируются различными компонентами.Сначала посмотрите на напряжение, создаваемое ESR. Как показывает уравнение, напряжение равно ESR, то есть сопротивлению x току, который производит прямоугольные волны. Составляющая емкости — это интеграл тока и времени, переходящий в треугольные волны. Компонент ESL может быть выражен как производная; во время переключения возникает мгновенное импульсное напряжение. Это можно рассматривать как высокоскоростной импульсный шум, который также называют всплеском. Наконец, колебания напряжения на конденсаторе представляют собой составную волну, которая является суммой этих трех составляющих напряжения.

— Я считаю, что составная волна из трех компонентов должна быть знакома большинству людей, которые имели возможность оценить импульсные источники питания. Было бы приемлемо думать, что это просто сумма влияний компонентов?

В принципе, так и будет. Фактически, это важный момент. Если, например, прямоугольная составляющая большая, очевидно, что ESR также велик. Кроме того, если спайк большой, мы можем сделать вывод, что ESL должен быть большим. Хотя лучший сценарий — это тот, в котором оба компонента равны нулю, поскольку в действительности они не равны нулю, во время процесса оценки вы можете наблюдать за током и напряжением на входном конденсаторе, а по проверяемой форме волны определять виды проблем. это могло произойти.

Вот данные о реальных формах сигналов на основе тестовой схемы. Если вы посмотрите на реальные формы сигналов, позвольте мне объяснить, какие различия возникают при использовании тантала и MLCC.

Прежде всего, испытательная схема предназначена для переключения 5 В / 100 кГц на оцениваемый конденсатор и контроля напряжения и тока. Емкость конденсатора бывает двух типов: 22 мкФ и 100 мкФ. Из-за различий в материалах, из которых они изготовлены, танталовый конденсатор и MLCC имеют значительно разные значения ESR.Как я упоминал ранее, это одно из преимуществ MLCC. График сравнения уровней ESR показывает, что при 100 кГц ESR для MLCC на два порядка ниже, несмотря на тот факт, что MLCC имеет емкость, которая составляет лишь одну пятую от емкости танталового конденсатора.

Во-первых, давайте посмотрим на форму кривой напряжения тантала 22 мкФ. Часть практически вертикального изменения напряжения, обозначенная красной стрелкой, представляет собой прямоугольную составляющую из-за ESR. Из-за большого ESR возникшие пульсации напряжения также велики.При 100 мкФ ясно, что напряжение из-за ESR снижается менее чем наполовину. Другими словами, график показывает, что уровень СОЭ упал менее чем наполовину. Хотя можно увидеть некоторые всплески из-за ESL, они не значительно превышают общее напряжение пульсации; следовательно, похоже, что нет никаких проблем, связанных с ESL.

— Теперь, когда я увидел форму волны для нижней стороны MLCC, позвольте мне сначала задать вам вопрос: правильно ли я понимаю, что причина того, что форма волны состоит из треугольных волн и видны только небольшие всплески, заключается в том, что ESR чрезвычайно мал, здесь мало прямоугольных составляющих из-за ESR, и, поскольку ESL также меньше, чем в конденсаторах, изготовленных из тантала или функциональных полимеров, пики небольшие, а треугольные волны в основном из-за компонента емкости видны?

Да, именно так.Установка емкости на 100 мкФ делает результирующую треугольную волну еще меньше; Таким образом, очевидно, что пульсации напряжения чрезвычайно малы. Здесь можно сказать, что, используя MLCC с небольшими значениями ESR и ESL, мы можем явно уменьшить пульсации напряжения и всплески. С другой стороны, если вы снова посмотрите на график формы сигнала, тантал 100 мкФ и MLCC 22 мкФ производят практически одинаковое пульсирующее напряжение. Другими словами, для достижения заданного уровня входного пульсирующего напряжения MLCC приводит к меньшей емкости, в то же время обеспечивая преимущество меньшего размера.

Еще одна вещь: у меня есть данные, сравнивающие пульсации на входе между функциональным полимерным конденсатором и MLCC с использованием оценочной платы ИС источника питания. Пожалуйста, обратите внимание на вашу ссылку. Обратите внимание, что функциональный полимерный материал имеет емкость 82 мкФ, тогда как MLCC при 30 мкФ составляет менее половины этой емкости, и что функциональный полимерный материал показывает несколько более крупные выбросы из-за ESL. Другой момент — размер. Слева от входного конденсатора, заключенного в красный цвет, видны два конденсатора каждый; это выходные конденсаторы.Два MLCC могут быть размещены в пространстве, которое потребовалось бы для функционального полимерного конденсатора: это результат того факта, что в основном MLCC имеет небольшой размер, с дальнейшим уменьшением емкости.

— Переходя к другой теме, в большинстве технических описаний ИС источников питания, на которые мы ссылаемся, указано, что «при выборе входного конденсатора особое внимание уделяйте номинальным токам пульсаций». Имеет ли это какое-либо отношение к типам и свойствам используемых конденсаторов?

Фраза «уделите особое внимание номинальным токам пульсаций» означает, что, прежде всего, следует использовать конденсаторы, способные выдерживать входной ток пульсаций.Однако, поскольку во входных конденсаторах течет ток пульсаций больше, чем тот, который применим к выходному конденсатору, в этом отношении при использовании входного конденсатора следует проявлять большую осторожность с номинальным током пульсаций, чем в случае с выходным конденсатором. Кроме того, номинальный ток пульсаций влияет на самонагрев. Учитывая, что ESR для конденсатора является компонентом резистора, он выделяет тепло, когда в конденсаторе протекает ток пульсации. Чем больше ESR, тем больше выделяется тепла, как и следовало ожидать.Кроме того, поскольку ток пульсаций во входном конденсаторе велик, мы должны учитывать тот факт, что количество выделяемого тепла также может быть большим.

— Часто говорят, что в общедоступных конденсаторах с алюминиевым электролитом необходимо исследовать взаимосвязь между температурой и сроком службы. Относится ли это также к другим типам конденсаторов?

В принципе, во всем применяется одна и та же концепция. Хотя степень различается, дело в том, что в любом конденсаторе чем выше температура, тем ниже надежность, включая срок службы.Например, для электролитических конденсаторов и функциональных полимерных конденсаторов во многих случаях приемлемое значение тока при 100 кГц указывается как условие номинального тока пульсации. Обычно мы проектируем конденсатор, руководствуясь этой информацией. Для MLCC в некоторых случаях указывается несколько иное состояние. Указываем условие «Максимальный самонагрев: 20 ℃». (Недавно мы изменили его на 20 ℃.)

В качестве примера, в качестве выдержек из таблиц данных по MLCC, позвольте мне показать вам график для определения количества генерируемого самонагрева и допустимого пульсационного тока, который возникает, на основе частоты переключения.На иллюстрации также показано соответствие с графиком частота-СОЭ.

На нижнем графике, показывающем допустимый пульсирующий ток, представлены кривые повышения температуры относительно пульсирующего тока в зависимости от частот переключения 10 кГц, 100 кГц и 1 МГц. Например, при частоте переключения 1 МГц, чтобы соответствовать правилу «температура самонагрева ниже 20 ℃», очевидно, что ток пульсаций, равный 2,8 А, при котором пересекаются кривые 10 ℃ и 1 МГц, может быть терпимо.

Кроме того, из приведенного выше графика частота-СОЭ можно считать значения СОЭ для трех частот, обозначенных как условия. В частности, в диапазоне от 100 кГц до нескольких МГц, который используется в преобразователях постоянного тока в постоянный, ESR обеспечивает свойства, которые позволяют минимизировать тепловыделение в самом низком диапазоне. Напротив, при условии 10 кГц, которое в некоторой степени увеличивает ESR, можно увидеть, что допустимый ток пульсаций минимизирован. Очевидно, что допустимый ток пульсаций тесно связан с ESR, и MLCC, предлагающий небольшие значения ESR, также дает преимущества с точки зрения тепловыделения.

Как вы, возможно, знаете, входной ток пульсации для цепи источника питания можно определить с помощью уравнения. Взяв в качестве примера понижающий преобразователь, я считаю, что в таблицах данных приводится следующее уравнение:

Значение, вычисленное в соответствии с этим уравнением, должно находиться в пределах допуска, показанного на графике.

Серия понижающих преобразователей постоянного тока в постоянный промышленный уровень — Часть 1 —

Серия понижающих преобразователей постоянного тока в постоянный промышленный уровень — Часть 2 —

.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *