Шапка

9.11 Коммерческие источники питания

На протяжении всей данной части описывались методы разработки регулируемых источников питания, в предположении, что это наилучшее решение. Только при обсуждении ключевых сетевых источников было отмечено, что полезнее будет смирить гордыню, уволить весь самодельный зоопарк и купить, наконец, нормальный промышленный источник 140 .

Экономика диктует необходимость использования какого-либо из коммерческих источников питания, производимого такими компаниями, как Artesyn, Astec, Astrodyne, Acopian, Ault, Condor, CUI, Elpac, Globtek, Lambda, Omron, Panasonic, Phihong, Power-One, V-Infinity... Тысячи их! Они предлагают ключевые и линейные источники, которые поставляются в нескольких базовых исполнениях ( рис. 9.97 ).

Рис. 9.97   Коммерческие источники питания имеют очень разные размеры и форму, включают залитые модули, открытые конструкции и полностью закрытые корпуса ( с разрешения Computer Products, Inc. )

  • «Board-mount» - источники под монтаж на плату. Это относительно небольшие корпуса не более нескольких сантиметров по любой из сторон с проволочными выводами, которые позволяют монтировать устройство непосредственно на печатную плату. В этом форм-факторе выпускаются как сетевые блоки, так и dc-dc преобразователи. Такие источники могут быть залиты компаундом, а могут иметь и открытую конструкцию. Можно приобрести линейные и ключевые блоки с одним или несколькими выходными напряжениями. Типовой блок такого формата имеет вывод 5V@2A и ±12 V@0.2 A и стоит порядка $30 в небольших партиях. Линейные источники попадают в диапазон 1...10 W , ключевые - 15...50 W . В группе dc-dc преобразователей ( которые бывают только ключевыми ) можно найти как изолированные, так и неизолированные варианты 141 . Такие преобразователи используются для получения дополнительных напряжений в схеме ( например, ±15 V из +5V ), как уже упоминалось выше. Другой важной функцией преобразователей является организация питания по схеме преобразования возле нагрузки ( POL ), когда нужное напряжение, скажем, +1.0 V@75 A создаётся в непосредственной близости от потребителя. POL преобразователи бывают регулируемыми и нерегулируемыми. Последние просто проводят масштабирование выходного напряжения в некоторой пропорции 142 .
  • «Chassis-mount» - блоки питания с монтажом на шасси. Это большие источники, которые предполагается прикручивать внутри корпусов приборов. Поставляются в открытом и закрытом исполнении, т.е. первые выставляют своё содержимое напоказ, а вторые упакованы в корпус наподобие компьютерных источников «ATX». Доступны самые экзотические номиналы выходного напряжения и разные их сочетания. Такие блоки попадают в диапазон мощностей 10...200 W для линейных и 20...1500 W для ключевых моделей.
  • «Внешние адаптеры» - всем знакомые коробочки для питания потребительской электроники, вставляющиеся прямо в розетку или подключаемые к ней коротким кабелем. Выпускаются массой производителей. Бывают трёх видов:
    1. в коробке только понижающий трансформатор,
    2. в коробке нерегулируемый источник питания и
    3. в коробке законченный стабилизированный блок питания.
    Последний вариант бывает и линейным и ключевым. Некоторые из ключевых источников допускают полный рабочий диапазон входного напряжения 95...252 Vac , что весьма удобно в дальних поездках.
  • «Под DIN-рейку». Популярное исполнение для промышленной электроники ( блоков реле, защиты, распределительных панелей и т.п. ), определяемое европейским стандартом. DIN-рейка представляет собой специальный стальной профиль шириной 35 mm , отрезаемый в нужный размер. Монтаж на рейку позволяет упростить сборку промышленного оборудования, используется повсеместно, поэтому в таком исполнении выпускаются самые разнообразные ключевые источники.

140 «Потому что это командная игра, приятель». “Dude, this is a league game”. <-

141 Типовые корпуса включают «полный кирпич», «полукирпич» и «кирпичную четвертушку» - 4.6"×2.2", 2.3"×2.2" и 1.45"×2.3" соответственно. Родоначальником такого стандарта была фирма Vicor. Диапазон мощностей 50...500 W , а корпус может иметь алюминиевый теплоотвод. <-

142 Можно подумать, что нерегулируемые POL источники имеют плохую стабилизацию, но реальность может сильно удивить. Например, серия VTM высокоэффективных «умножителей тока» фирмы Vicor. Это понижающие преобразователи, которые нормируются на фиксированное отношение, т.е. источник 40:1 на 1 Vdc@130 A должны получить на входе 40 Vdc и имеют импеданс 0.00094 Ω при 100°C , т.е. при скачке нагрузки 100 A выходное напряжение изменится менее чем на 0.1V . Согласитесь, неплохой результат. Причём всегда можно добавить обратную связь, охватывающую источник +40 Vdc на входе, чтобы ещё сильнее уменьшить скачки выходного напряжения при колебаниях нагрузки, которые попадают в рабочую полосу обратной связи. Преобразователь работает на частоте 1.2 MHz , поэтому остаточные наводки имеют частоту 2.4 MHz и легко отфильтровываются относительно скромными конденсаторами. Графики в справочных данных показывают достаточно чистый без выбросов сигнал на выходе для изменения нагрузки 0...130 A даже в отсутствие внешнего фильтра и накопительных конденсаторов. <-

Previous part:

Next part: