Lineaarisen tehonsyötön periaate ja vertailu hakkuriteholähteeseen
Lineaarisella virtalähteellä
Lyhyt esittely lineaarisesta virtalähteestä:
Lineaarisen virtalähteen tarkoituksena on muuntaa vaihtovirta muuntajan läpi ja saada sitten epävakaa tasajännite tasasuuntaajan ja suodatuksen avulla. Korkean tarkkuuden tasajännitteen saavuttamiseksi lähtöjännite on säädettävä jännitteen takaisinkytkennän avulla. Suorituskyvyn pääasiallisesta näkökulmasta tämä virtalähdetekniikka on erittäin kypsä, voi saavuttaa korkean vakauden, aaltoilu on myös hyvin pientä, eikä kytkentävirtalähteessä ole häiriöitä tai kohinaa. Jännitteen takaisinkytkentäpiiri toimii lineaarisessa tilassa ja säädinputkessa on tietty jännitehäviö. Kun lähtövirta on suuri, säädinputken virrankulutus on liian suuri ja muunnostehokkuus alhainen.
Lineaarinen virtalähde tarkoittaa, että jännitteen säätöön käytettävä putki toimii lineaarisella alueella. Vastaavasti hakkuriteholähde tarkoittaa, että jännitteen säätöön käytettävä putki toimii kyllästymis- ja katkaisualueella eli kytkentätilassa.
Yleensä lineaarinen virtalähde ottaa näytteitä lähtöjännitteestä ja lähettää sen vertailujännitevahvistimeen vertailujännitteellä. Tämän jännitevahvistimen lähtöä käytetään jännitesäätimen tulona säätimen ohjaamiseen niin, että sen liitosjännite muuttuu tulon kanssa, jotta sen lähtöjännitettä voidaan säätää. Hakkuriteholähde muuttaa kuitenkin lähtöjännitettä muuttamalla säätöputken päälle- ja poiskytkentäaikaa, eli käyttösuhdetta.
Lineaarisen teholähteen jännitteensäätöön käytetty putki toimii lineaarisella alueella. Vastaavasti hakkuriteholähde tarkoittaa, että jännitteen säätöön käytettävä putki toimii kyllästymis- ja katkaisualueella eli kytkentätilassa.
Yleensä lineaarinen virtalähde ottaa näytteitä lähtöjännitteestä ja lähettää sen vertailujännitevahvistimeen vertailujännitteellä. Tämän jännitevahvistimen lähtöä käytetään jännitesäätimen tulona säätimen ohjaamiseen niin, että sen liitosjännite muuttuu tulon kanssa, jotta sen lähtöjännitettä voidaan säätää. Hakkuriteholähde muuttaa kuitenkin lähtöjännitettä muuttamalla säätöputken päälle- ja poiskytkentäaikaa, eli käyttösuhdetta.
Lineaarisen virtalähteen periaate:
Lineaarinen teholähde sisältää pääasiassa tehotaajuusmuuntajan, lähtötasasuuntaajan suodattimen, ohjauspiirin ja suojapiirin. Lineaarisen virtalähteen tarkoituksena on muuntaa vaihtovirta muuntajan läpi ja saada sitten epävakaa tasajännite tasasuuntaajan ja suodatuksen avulla. Korkean tarkkuuden tasajännitteen saavuttamiseksi lähtöjännite on säädettävä jännitteen takaisinkytkennän avulla. Tämä virtalähdetekniikka on erittäin kypsä, ja se voi saavuttaa korkean vakauden, pienen aaltoilun ja ilman häiriöitä ja kohinaa kytkentävirtalähteen kanssa. Sen haittapuolena on kuitenkin se, että se tarvitsee valtavan ja tilaa vievän muuntajan, ja myös suodatinkondensaattorin tilavuus ja paino ovat melko suuria. Lisäksi jännitteen takaisinkytkentäpiiri toimii lineaarisessa tilassa ja säätöputkessa on tietty jännitehäviö. Kun tuotetaan suurta työvirtaa, säätöputken virrankulutus on liian suuri, muunnostehokkuus on alhainen ja suuri jäähdytyselementti on asennettu. Tällainen virtalähde ei sovellu tietokoneiden ja muiden laitteiden tarpeisiin, ja se korvataan asteittain hakkuriteholähteellä. 3. Kontrastikytkentävirtalähde: Hakkurivirtalähde sisältää pääasiassa syöttöverkkosuodattimen, tulotasasuuntaussuodattimen, invertterin, lähtötasasuuntaajan suodattimen, ohjauspiirin ja suojapiirin. Niiden tehtävät ovat:
1. Syöttöverkon suodatin: poista sähköverkon häiriöt, kuten moottorin käynnistyminen, sähkölaitteiden kytkeminen, salamanisku jne., ja myös estää kytkentävirtalähteen tuottaman suurtaajuisen melun leviämässä sähköverkkoon.
2. Tulotasasuuntaajan suodatin: sähköverkon tulojännite tasasuunnataan ja suodatetaan, jotta muuntimelle saadaan tasajännitettä.
3. Invertteri: Se on keskeinen osa kytkentävirtalähdettä. Se muuntaa tasajännitteen suurtaajuiseksi AC-jännitteeksi ja eristää lähtöosan syöttöverkosta.
4. Lähtötasasuuntaajan suodatin: Tasasuuntaa ja suodata muuntimen suurtaajuinen vaihtovirtajännite saadaksesi tarvittavan tasajännitteen ja samalla estää suurtaajuisen kohinan häiriöt kuormaan.
5. Ohjauspiiri: tunnista ulostulon tasajännite, vertaa sitä referenssijännitteeseen ja vahvista sitä. Oskillaattorin pulssin leveys on moduloitu ohjaamaan muuntajaa, jotta lähtöjännite pysyy vakaana.
6. Suojapiiri: Kun hakkuriteholähde on oikosulussa ylijännitteen ja ylivirran vuoksi, suojapiiri pysäyttää hakkurivirransyötön suojatakseen kuormaa ja itse virtalähdettä.
Hakkuriteholähteen tarkoituksena on tasasuuntaa vaihtovirta tasavirraksi, sitten kääntää tasavirta vaihtovirraksi ja sitten tasasuuntaa ja tuottaa tarvittavaan tasavirtajännitteeseen. Tällä tavalla hakkuriteholähde säästää muuntajan alemmassa lineaarisessa teholähteessä ja jännitteen takaisinkytkentäpiirissä. Hakkuriteholähteen invertteripiiri on täysin digitaalinen säätö, jolla voidaan saavuttaa myös erittäin korkea säätötarkkuus.
