INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ......INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ

INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ

A NA JEJICH DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

CZ.1.07/1.1.00/08.0010

Ing. EVA HAVLÁTOVÁ

SPÍNANÝ ZDROJ

TENTO DOKUMENT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

Spínaný zdroj

• SMPS = switching mode power supply• Stejnosměrný – stabilizovaný zdroj

(měnič), který mění velikost napětí s velkou účinností

• Výkonový – používá se v aplikacích s velkým zatěžovacím proudem a relativně malým výstupním napětím

SPÍNANÝ ZDROJ

• Ing. Eva Havlátová• Výukový materiál k projektu Inovace odborného

vzdělávání na sš zaměřené na využívání energetických zdrojů

Blokové schéma spínaného zdroje

Regulační prvek

• Spínací tranzistor – pracuje nespojitě –impulsně– zcela sepnutý - maximální proud, minimální

úbytek napětí– zcela rozepnutý – nulový proud, maximální

napětí• Nevzniká ztrátový výkon - účinnost

cca 80% - 90%

Pulsně šířková modulace

• Regulace – změna velikosti Uo nebo stabilizace při změně Ui pomocí poměru zapnuto-vypnuto na spínací součástce

• Kmitočet spínání musí být dostatečně vysoký (20kHz – 200kHz) a na výstupu filtr který z pulsního napětí udělá stejnosměrné (LC)

PŠM (PWM)

Cívka

• Cívka nebo transformátor – slouží ve spínaném zdroji jako akumulátor energie -dodává proud do zátěže i v době, kdy je spínač rozepnutý

• Viz Přechodové jevy na cívce

• Sepnuto – cívka je zátěž• Rozepnuto – cívka je zdroj

Cívka

• I =U.t /L

Cykly činnosti spínaného zdroje

• Sepnutý spínač

• Rozepnutý spínač

Zapojení spínaného zdroje

• Jednočinné - obsahují 1 spínací prvek a cívka se magnetuje pouze v jedné polaritě– Blokující měnič– Propustný měnič

• Dvojčinné – obsahují minimálně 2 spínací prvky, magnetizace v obou polaritách – Propustný měnič

Jednočinný propustný měnič s L4960

• Řídicí obvod spínaného zdroje

Jednočinný blokující měnič

Dvojčinný propustný měnič

Shrnutí

• + velká účinnost• + malé rozměry a hmotnost• - složitější zapojení• - vysokofrekvenční rušení• - větší zvlnění

• v porovnání se spojitým zdrojem

Řízené usměrňovače

• používají se pro zátěže na síťové napětí –žárovka, motor

• Kmitočet a amplituda zůstává stejná, tvar napětí se mění podle požadovaného výkonu

• Využívají se vícevrstvé polovodičové součástky – triak, tyristor

Triak, tyristor

• Spínají se proudem do řídící elektrody G –iGT

• Rozepínají se průchodem nulou – přídržný proud IH

• V rozepnutém stavu nevede – blokovací napětí UDRM

• V sepnutém stavu má malý úbytek napětí (asi 0,7V)

• Řízení tyristoru je prováděno pomocí řídících impulzů, které přivádíme do obvodu řídící elektrody s přesně nastaveným úhlem otevření.

• Zapínací impulzy musí mít vhodný tvar, to znamená dostatečnou amplitudu a šířku.

• Impulzy mají nastavitelný úhel otevření vztažený k průchodu napájecího napětí nulou.

Časové průběhy

Vlastnosti

• Velká účinnost• Velký výkon na zátěži – tramvaje,

trolejbusy, vlaky – tyristory v můstkovém zapojení (do 1MW)

• Menší výkony – triak –řízení výkonu žárovky, motoru procesorem

• Velké rušení na akustických kmitočtech

Spínání triaku procesorem

Spínání triaku procesorem

Obvod MAA 436

Závislost výstupního napětí na úhlu spouštění