Izvor napajanja Princip rada i karakteristike. Baterije i jedinice za neprekidno napajanje

Izvor energije je poseban uređaj koji daje snagu raznim potrošačima energije. Izvori energije se dijele na primarne i sekundarne.

Prva skupina uključuje pretvarače. Njihova glavna svrha je pretvoriti bilo koju vrstu energije u električnu energiju. To jest, primarni izvor energije je generator električne energije.

Primarni izvori energije uključuju izvore kemijske struje (galvanske ćelije, gorivne ćelije, baterije, redoks stanice) i drugo izvori energije (fotoelektrični pretvarači, elektromehanički izvori struje, termoelektrični pretvarači, MHD generatori, radioizotopni izvori energije).

Sekundarni izvori pretvaraju električnu energiju. Oni omogućuju dobivanje energije za različite uređaje s potrebnim parametrima. Ova skupina uključuje transformatore i autotransformatore, stabilizatori napona, stabilizatori struje, impulsni pretvarači, pretvarači vibracija, pretvarači, čekići.

Izbor napajanja (PSU)

Pri odabiru ili razvoju PSU treba uzeti u obzir radne uvjete, prirodu opterećenja, sigurnosne zahtjeve itd. Parametri trebaju odgovarati zahtjevima uređaja s pogonom. Poželjno je imati zaštitni uređaj, malu težinu i veličinu.

Napajanje je dio elektroničke opreme, tako da nadilaženje tolerancije bilo kojeg od njegovih parametara može dovesti do nestabilnog rada ili kvara cijelog uređaja.

Glavni tipovi sekundarnih izvora energije

Mrežne jedinice za napajanje dio su bilo kojeg elektroničkog uređaja. Podijeljeni su u sljedeće vrste:
- bez transformatora;
- linearni;
- puls.

transformatora

Ovi uređaji su vrlo jednostavni, jeftini, ne zahtijevaju konfiguraciju. Krug napajanja sastoji se od samo nekoliko elemenata: ulaznog kruga, ispravljača i parametarskog stabilizatora. Uređaji su ocijenjeni za struje do stotine mA. Oni su lagani i teški. Potrošač se napaja iz mreže preko kondenzatora ili otpornika za gašenje i stalno je pod mrežnim naponom. Stoga pri radu s oprezom ne dodirujte neizolirane elemente.

linearan

Počeo je koristiti elektroničku opremu početkom 20. stoljeća. Trenutno su zastarjele i uglavnom se koriste u jeftinim konstrukcijama zbog svojih inherentnih nedostataka: velike težine i veličine, niske učinkovitosti. Prednosti linearnog napajanja su jednostavnost i visoka pouzdanost, niska razina buke i zračenja.

Princip rada napajanja je vrlo jednostavan. Ulazni napon se dovodi do transformatora, spušta se na traženu vrijednost, ispravlja, poravnava kondenzatorom i dovodi na ulaz stabilizatora, koji se sastoji od tranzistora i upravljačkog kruga. "Višak" napona se kompenzira regulacijskim tranzistorom. Stoga proizvodi značajnu snagu u obliku topline. Linearno napajanje je preporučljivo koristiti na strujama potrošnje do 1A.

Napajanje impulsa

U elektroničkim uređajima koji troše struju od 1 do 5 ampera, koristite impulsni izvori napajanja. Princip rada takvih uređaja temelji se na pretvaranju mrežnog napona u izmjeničnu struju visoke frekvencije. Visokofrekventni transformatori imaju malu težinu i veličinu. Stoga su sklopni izvori mnogo manji i lakši od linearnih. Posebnost ovih uređaja je visoka razina lažnog zračenja, što dovodi do potrebe za zaštitom i filtriranjem visokofrekventnih smetnji.

Posebno mjesto zauzimaju sklopni izvori napajanja bez transformatora i visokofrekventni pretvarač dizajniran za rad s frekvencijama od 20-400 kHz. Učinkovitost ovih uređaja doseže 90% ili više. No, do sada nisu pronašli široku primjenu zbog visoke cijene, složenosti uređaja, niske pouzdanosti, visoke razine smetnji.

Značajke DC napajanja

Ovi uređaji su dizajnirani za proizvodnju stabilnog konstantnog napona ili struje. U skladu s tim, oni imaju stabilizacijske režime i struje i napona. To jest, pri maksimalnoj promjeni struje, napon se praktički ne mijenja, a slično, sa značajnim fluktuacijama napona, trenutna vrijednost ostaje konstantna.

Postoji trenutni način isključivanja. U ovom načinu rada napon se uklanja iz uređaja s napajanjem ako struja prelazi postavljenu vrijednost.
Moderno napajanje ima nekoliko podesivih izlaza i dodatne izlaze za fiksne napone (3.3V, 5V, 12V ...).

Rad PSU kontrolira ugrađeni mikrokontroler. Načini rada i pojedinačni parametri se bilježe u memorijskim ćelijama.
Snaga izvora napajanja ovisi o svrsi uređaja i zadacima. Proizvođači proizvode uređaje niske (do 100 W), srednje (do 300 W) i visoke (preko 300 W) snage.

Koja je razlika između neprekinutog i rezervnog izvora energije?

Rezervni izvor napajanja priključen je na opremu samo kada padne mrežni napon. Povezivanje se može provesti u automatskom ili ručnom načinu rada.

Neprekidni izvori napajanja (UPS) koriste se u opremi u kojoj nema mrežnog napajanja. Oni su trajno povezani i osiguravaju opterećenje stabilnom snagom. UPS je i primarni i rezervni izvor napajanja. U slučaju gubitka napona u mreži, on se automatski prebacuje na rezervno napajanje.

Sastav besprekidnog napajanja uključuje mrežni izvor napajanja, izvor rezervne energije (punjiva baterija), punjač, ​​sklopni krug.

Glavne vrste UPS-a, značajke primjene

Povremeni iznenadni nestanci struje postali su uobičajena pojava u našim životima. Nažalost, takvi naponi značajno skraćuju vijek trajanja kućanskih aparata, što dovodi do gubitka elektroničkih podataka.

Neprekidni izvori napajanja pomažu izbjeći neugodne posljedice. Suvremeno tržište predstavlja širok raspon tih uređaja. Princip rada je vrlo jednostavan: uređaj je uključen u električnu mrežu, a na njega su priključeni kućanski aparati. Ako mreža funkcionira normalno, UPS će akumulirati samo energiju. Pri gubitku električne energije UPS se uključuje u radu.

UPS su sljedećih vrsta:

• Backup UPS. Pogodno za uredsku opremu, računala, kućnu uporabu. Učinkovitost od oko 99%. Ovo je dobro neprekidno napajanje. Cijena je vrlo pristupačna. Nažalost, takvi sustavi neprekidnog napajanja rade ne samo kada je električna energija isključena, nego i kad se promijene njeni parametri, pa se trošenje baterije povećava. U tom slučaju možete predložiti korištenje dodatnog vanjskog izvora napajanja.

• UPS s interaktivnim linijama. Radite samo u slučaju potpunog nestanka struje. Mogu se koristiti za uredsku opremu, kotlove za grijanje, računalnu opremu.

• UPS s dvostrukom pretvorbom. Ovo je najskuplje neprekidno napajanje. Njegova cijena prelazi 50 tisuća rubalja, ali vrijedi. UPS-ovi s dvostrukom pretvorbom donose mrežna očitanja na izvrsne parametre. Vrijeme prebacivanja u slučaju kvara je manje od 1 ms. Koriste se za napajanje medicinske opreme, poslužitelja, vrlo osjetljive opreme.

Zamjena UPS baterije

Punjive baterije - izvori struje - najslabiji su elementi UPS-a. 90% UPS grešaka nastalo je zbog kvara baterije. U UPS-u su, u pravilu, instalirane bezolovne, zatvorene baterije. Elektrolit je masa na bazi gela sumporna kiselina. Ovo je jedna od najjeftinijih vrsta baterija. Istodobno su vrlo učinkoviti (niska unutarnja otpornost, nisko samopražnjenje).

Olovne baterije ne dopuštaju snažno pražnjenje. U tom slučaju oni brzo gube sposobnost. Njihov mandat ne prelazi 5 godina. Visoka temperatura i česta pražnjenja značajno skraćuju vijek trajanja baterije.
Kriteriji odabira baterije za UPS:
• Baterija mora imati potreban napon i veličinu.
• Preporučuje se ugradnja baterija renomiranih proizvođača.
• Za UPS prikladne su samo posebno dizajnirane baterije ili baterije određenih marki.