Яка різниця між джерелами змінного та постійного струму Електронне проектування
Значні ускладнення виникають при спробі налаштувати джерело живлення від розетки.
Виробництво постійної напруги від джерела змінного струму означає, що вам доведеться випрямляти змінну напругу, щоб отримати шину постійного струму. Однією з відмінностей порівняно з перетворювачем постійного струму є те, що ви можете використовувати лінійний блок живлення зі змінною напругою. Це означає, що ви можете скористатися перевагами трансформатора, щоб зменшити або збільшити змінну напругу, а потім виправити результат. Найближчим до лінійного джерела постійного і постійного струму був би двигун постійного струму, що приводить в дію генератор постійного струму, що не дуже ефективна пропозиція.
Лінійне живлення змінного струму все ще має місце в лабораторних джерелах та високоякісному аудіо, але в більшості сучасних перетворювачів живлення використовуються імпульсні регулятори напруги, а не лінійні. У цій програмі ви будете виправляти вхідну напругу змінного струму, щоб створити шину постійного струму. Отримавши цю шину постійного струму, ви можете використовувати будь-яку з архітектур перетворення постійного струму постійного струму, щоб зробити остаточну вихідну напругу або напруги, які вам потрібні.
Проблема з випрямленням
Хоча концептуально просто, виправлення вхідного змінного струму створює безліч проблем у вашому блоці живлення. Більшість випрямлень проводиться за допомогою діодів. Ці діоди створюватимуть перемикальні шипи під час роботи, які можуть надсилати провідний шум назад у вашу розетку. Вони також матимуть пряме падіння напруги, яке споживає електроенергію.
Ви можете використовувати мост MOSFET для виправлення вхідного змінного струму, але це суттєва проблема управління. У мене є друг, який зробив це для термостата Nest, який вимикається від 24 В змінного струму, що використовується для звичайних термостатів. Це справжній виклик живлення, оскільки включення печі або кондиціонування повітря засноване на замиканні на 24 В змінного струму на термостаті - саме так працює звичайний термостат. Гніздо витрачає дуже малий струм, щоб зарядити свої батареї. Потім він може закоротити вхід змінного струму 24 В, щоб увімкнути піч, використовуючи той же міст FET, поки він працює від акумуляторів. Термостат Nest потребує кожної дрібної енергії, яку він може отримати; звідси необхідність усунення простого діодного моста.
Випрямляючий змінний струм має інші проблеми, такі як імпульсний струм, який він буде отримувати (Рис. 1). Це відрізняється від пускового струму, який також мають джерела постійного і постійного струму, коли ви вперше подаєте на них живлення. Імпульсні струми виникають, оскільки випрямні діоди можуть проводити лише тоді, коли вхідна змінна напруга перевищує напругу шини постійного струму, яку ви створюєте. Це означає, що спостерігається короткий приплив струму лише на піках змінної напруги. Це спричиняє низький коефіцієнт потужності джерела змінного струму. Коефіцієнт потужності - це міра узгодженості напруги та струму, що подаються лінією змінного струму.
1. Коли діодний міст випрямляє вхід змінного струму, струм тече лише тоді, коли вхідна напруга перемінного струму перевищує напругу шини постійного струму, яку він створює. Це спричиняє стрибки струму протягом невеликого періоду форми сигналу, що зменшує коефіцієнт потужності. (Люб'язно надано Хосе Соареш Августо, quora.com)
Для індуктивних навантажень, таких як двигуни, змінний струм буде відставати від змінної напруги. Для ємнісного навантаження струм веде напругу. В обох випадках напруга та струм перебувають поза фазою, тому коефіцієнт потужності падає з ідеалу "1". При випрямленні коефіцієнт потужності падає з іншої причини. Хоча сплеск струму може бути у фазі з напругою, це відбувається лише протягом короткого періоду форми змінного струму.
Виправте свій коефіцієнт потужності
Хоча низький коефіцієнт потужності не призведе до збільшення вартості електроенергії для вас, це означає, що енергетичній компанії потрібні великі дроти, щоб нести переривчасті струмові навантаження. У багатьох країнах розроблені стандарти, які вимагають, щоб у вас автономне джерело змінного струму мало корекцію коефіцієнта потужності (PFC). PFC гарантує, що вхідний струм до джерела живлення є синусоїдою, яка відповідає фазі вхідної напруги.
PFC додає ще один регулятор перемикання до вашого джерела змінного струму. Передня частина PFC, як правило, є перетворювачем імпульсу (Рис. 2). Оскільки він підвищує вхідний струм змінного струму до більш високої напруги, можливо, 350 В постійного струму, перетворювач може набирати струм від лінії змінного струму майже в усі часи сигналу. Мікросхема управління модулюватиме ширину імпульсу (ШІМ) транзисторами підсилювального перетворювача, щоб зробити струм, що відводиться від лінії змінного струму, прямо пропорційним напрузі. Він не може набирати струм на нульових переходах, тому коефіцієнт потужності не може бути ідеальним. Однак можна перевищити 0,9, що вирішує головну проблему.