Източник на захранване Принципът на действие и характеристики. Батерии и непрекъсваеми захранващи блокове

Източникът на енергия е специално устройство, което осигурява захранване на различни потребители на енергия. Източниците на енергия са разделени на първични и вторични.

Първата група включва конвертори. Основната им цел е да преобразуват всякакъв вид енергия в електрическа енергия. Това означава, че първият източник на енергия е генератор на електрическа енергия.

Основните източници на енергия включват източници на химически ток (галванични клетки, горивни клетки, батерии, редокси клетки) и други източници на енергия (фотоелектрични преобразуватели, електромеханични източници на ток, термоелектрически преобразуватели, МГД генератори, радиоизотопни енергийни източници).

Вторичните източници преобразуват електрическата енергия. Те ви позволяват да получите мощност за различни устройства с необходимите параметри. Тази група включва трансформатори и автотрансформатори, стабилизатори на напрежението, стабилизатори токови, импулсни преобразуватели, преобразуватели на вибрации, инвертори, бутала.

Избор на захранване (PSU)

При избора или разработването на захранващото устройство трябва да се вземат предвид работните условия, естеството на товара, изискванията за безопасност и т.н. Параметрите трябва да отговарят на изискванията на захранващото устройство. Желателно е да има защитно устройство, леко тегло и размер.

Захранването е част от електронно оборудване, така че надхвърлянето на допустимите отклонения на някой от нейните параметри може да доведе до нестабилна работа или отказ на цялото устройство.

Основни типове вторични източници на енергия

Мрежовите устройства за захранване са част от всяко електронно устройство. Те са разделени на следните видове:
- без трансформатори;
- линейни;
- импулс.

трансформатор

Тези устройства са много прости, евтини, не изискват конфигурация. Захранващата верига се състои само от няколко елемента: входна верига, изправител и параметричен стабилизатор. Устройствата са класифицирани за токове до стотици mA. Те са леки и тежки. Потребителят се захранва от мрежата през охлаждащия кондензатор или резистор и постоянно е под напрежението на мрежата. Следователно, когато работите с повишено внимание: не докосвайте неизолирани елементи.

линеен

Започва да се използва в електронното оборудване в началото на 20 век. В момента те са остарели и се използват предимно в евтини конструкции поради присъщите им недостатъци: голямо тегло и размер, ниска ефективност. Предимствата на линейните захранвания са простота и висока надеждност, нисък шум и радиация.

Принципът на работа на захранването е изключително лесен. Входното напрежение се подава към трансформатора, понижава се до желаната стойност, коригира се, изглажда се от кондензатор и се подава към входа на стабилизатор, който се състои от транзистор и контролна верига. "Излишното" напрежение се компенсира от регулиращия транзистор. Следователно, той произвежда значителна мощност под формата на топлина. Линейното захранване е препоръчително да се използва при ток на потребление до 1А.

Импулсно захранване

В електронни устройства, които консумират ток от 1 до 5 ампера, използвайте импулсни захранвания. Принципът на работа на такива устройства се основава на преобразуването на мрежовото напрежение в променлив ток с висока честота. Високочестотните трансформатори имат малко тегло и размер. Следователно, комутационните захранвания са много по-малки и по-леки от линейните. Отличителна черта на тези устройства е високото ниво на фалшиво излъчване, което води до необходимостта от екраниране и филтриране на високочестотни смущения.

Специално място заемат комутационните захранвания с безтрансформационен вход и високочестотен преобразувател, предназначен за работа с честоти 20-400 kHz. Ефективността на тези устройства достига 90% или повече. Но досега не са намерили широко приложение поради високата цена, сложността на устройството, ниската надеждност, високото ниво на смущения.

Характеристики на захранвания с постоянен ток

Тези устройства са проектирани да произвеждат стабилно постоянно напрежение или ток. Съответно, те имат стабилизиращи режими както по ток, така и по напрежение. Това означава, че при максимална промяна на тока напрежението практически не се променя и по подобен начин, със значителни колебания на напрежението, текущата стойност остава постоянна.

Налице е текущ режим на прекъсване. В този режим напрежението се премахва от захранващото устройство, ако токът надвишава зададената стойност.
Модерното захранване има няколко регулируеми изхода и допълнителни изходи за фиксирани напрежения (3.3V, 5V, 12V ...).

Работата на PSU се контролира от вградения микроконтролер. Режимите на работа и индивидуалните параметри се записват в клетките на паметта.
Захранването на източника на захранване зависи от предназначението на устройството и задачите. Производителите произвеждат устройства с ниска (до 100 W), средна (до 300 W) и висока (над 300 W) мощност.

Каква е разликата между непрекъснати и резервни източници на захранване?

Резервният източник на захранване е свързан към оборудването само когато напрежението на мрежата спадне. Свързването може да се извърши в автоматичен или ръчен режим.

Непрекъсваеми захранвания (UPS) се използват в оборудване, в което няма мрежово захранване. Те са постоянно свързани и осигуряват стабилно захранване на товара. UPS е както първичен, така и резервен източник на захранване. В случай на загуба на напрежение в мрежата, тя автоматично превключва на резервно захранване.

Съставът на непрекъсваемото захранване включва мрежово захранване, резервен източник на енергия (акумулаторна батерия), зарядно устройство, комутационна верига.

Основните видове UPS, функции на приложението

Периодичните внезапни прекъсвания на захранването са станали нещо обичайно в живота ни. За съжаление такива напрежения значително намаляват живота на домакинските уреди, което води до загуба на електронни данни.

Непрекъсваемите захранвания помагат да се избегнат неприятни последствия. Съвременният пазар представлява широка гама от тези устройства. Принципът на работа е доста прост: устройството е включено към електрическата мрежа и към него са свързани домакински уреди. Ако мрежата функционира нормално, UPS ще акумулира само енергия. При загуба на електрическа енергия UPS се включва в работата.

UPS са от следните типове:

• Резервно UPS. Подходящ за офис оборудване, компютри, домашна употреба. Ефективност от около 99%. Това е добро непрекъсващо захранване. Цената е доста достъпна. За съжаление, такива системи за непрекъсваемо захранване работят не само когато електричеството е изключено, но и когато се променят неговите параметри, поради което износването на батерията нараства. В този случай можете да предложите използването на допълнителен външен източник на захранване.

• Линейно-интерактивни UPS. Работете само в случай на пълно прекъсване на захранването. Те могат да се използват за офис техника, отоплителни котли, компютърна техника.

• Двойно преобразуване на UPS. Това е най-скъпият източник на непрекъсваемо захранване. Цената му надхвърля 50 хиляди рубли, но си струва. UPS с двойно преобразуване осигуряват отлични параметри на мрежата. Времето за превключване на повредата е по-малко от 1 ms. Те се използват за захранване на медицинско оборудване, сървъри, високо чувствително оборудване.

Смяна на батерията на UPS

Акумулаторните батерии - източници на ток - са най-слабият елемент на UPS. 90% от грешките на UPS се дължат на неизправност на батерията. В UPS, като правило, са инсталирани запечатани батерии. Електролитът е маса на базата на гел сярна киселина. Това е един от най-евтините видове батерии. В същото време те са доста ефективни (ниско вътрешно съпротивление, ниско саморазреждане).

Оловните батерии не позволяват силно разреждане. В този случай те бързо губят капацитет. Срокът им на служба не надвишава 5 години. Висока температура честото разреждане значително намалява живота на батерията.
Критерии за избор на батерия за UPS:
• Батерията трябва да има необходимото напрежение и размер.
• Препоръчително е да инсталирате батерии от реномирани производители.
• За UPS са подходящи само специално проектирани батерии или батерии на определени марки.