Какова цель импульсного источника питания?

I. Определение ядра и функциональное позиционирование импульсных источников питания

A коммутационная мощностьБлок питания — силовое электронное устройство, преобразующее электрическую энергию посредством переключения высокочастотных транзисторов. Его основной функцией является преобразование нестабильной входной мощности (например, мощности сети переменного тока или напряжения шины постоянного тока) в стабильную и точную мощность постоянного/переменного тока, необходимую оборудованию. Он также обладает дополнительными функциями, такими как регулирование напряжения, ограничение тока и подавление помех. Его основная ценность заключается в решении проблемы «несоответствия мощности» — разные электрические устройства предъявляют разные требования к напряжению питания, току и стабильности. Импульсные источники питания за счет эффективного преобразования обеспечивают адаптированное «индивидуальное питание» оборудования, что делает их важным узлом, соединяющим электросеть и электрооборудование в электрической системе.

II. Основные области применения импульсных источников питания (классификация по сценариям применения)

(I) Промышленный контроль: адаптация схем управления и исполнения для автоматических выключателей нагрузки

Этот сценарий наиболее тесно связан с автоматическими выключателями нагрузки, упомянутыми ранее. Импульсные источники питания обеспечивают стабильное питание цепей управления и исполнительных устройств промышленного оборудования, образуя синергию «питание-защита» с автоматическими выключателями нагрузки:

Источник питания цепи управления: Обеспечивает стабильное постоянное напряжение (обычно 24 В постоянного тока) для ПЛК (программируемых логических контроллеров), реле, контакторов и датчиков (таких как датчики давления и фотоэлектрические переключатели), обеспечивая нормальную работу передачи сигнала вспомогательного контакта, работу устройства блокировки и функции индикатора состояния автоматического выключателя нагрузки;

Привод привода: обеспечивает совместимую мощность для приводов, таких как приводы двигателей, электромагнитные клапаны и цилиндры. Например, он подает мощность на электрический привод выключателя нагрузки, обеспечивая возможность дистанционного включения/выключения;

Передача сигнала о неисправности: благодаря стабильному источнику питания он обеспечивает точную передачу сигналов тревоги о неисправности от автоматического выключателя нагрузки (например, отключение при перегрузке и короткое замыкание) в систему управления, что помогает в диагностике неисправностей.

(II) Бытовая электроника: эффективный источник питания для небольших устройств

Небольшой размер и высокая эффективность импульсных источников питания идеально соответствуют требованиям портативности бытовой электроники:

* Повседневные электронные устройства: зарядные устройства для мобильных телефонов, адаптеры питания компьютеров, модули питания телевизоров и т. д., преобразующие сетевое питание 220 В переменного тока в низковольтное постоянное напряжение (например, 5 В, 12 В), необходимое для устройств, при этом фильтруя колебания сети во избежание повреждения оборудования;

* Малая бытовая техника: маршрутизаторы, принтеры, камеры наблюдения и т. д., устройства, требующие стабильного электропитания в течение длительного периода времени, где низкое энергопотребление и помехозащищенность импульсных источников питания обеспечивают непрерывную работу.

(III) Сектор новой энергетики: управление электропитанием в сочетании с автоматическими выключателями нагрузки

Как упоминалось ранее, автоматические выключатели нагрузки используются в фотоэлектрических инверторах и устройствах хранения энергии, акоммутационная мощностьИсточники питания являются основными блоками преобразования энергии для этих устройств:

Фотоэлектрические системы: напряжение постоянного тока, генерируемое фотоэлектрическими модулями, нестабильно (подвержено воздействию солнечного света). Импульсный источник питания (основной модуль фотоэлектрического инвертора) преобразует его в стабильную сетевую мощность переменного тока (220 В/380 В). Одновременно автоматический выключатель нагрузки отвечает за переключение питания инвертора и изоляцию неисправности.

Системы накопления энергии: преобразуют энергию постоянного тока, накопленную в аккумуляторе, в полезную энергию переменного/постоянного тока для устройства или наоборот (преобразуя сетевую мощность в напряжение постоянного тока, совместимое с батареей, во время зарядки). В сочетании с автоматическим выключателем нагрузки это обеспечивает безопасное управление зарядкой и разрядкой накопителя энергии.

Электромобили: бортовое зарядное устройство (OBC) по сути представляет собой импульсный источник питания, который преобразует мощность переменного тока от зарядной батареи в мощность постоянного тока, совместимую с аккумулятором, а также обеспечивает низковольтную мощность для системы управления автомобиля, освещения и т. д.

(IV) Электрооборудование и инфраструктура здания: обеспечение стабильной работы системы

Автоматизация зданий: обеспечение стабильного электроснабжения центральных систем кондиционирования воздуха, цепей управления лифтами и систем пожарной сигнализации. Работая в сочетании с автоматическими выключателями нагрузки, он обеспечивает надежное электропитание противопожарного оборудования в чрезвычайных ситуациях, например, при пожаре.

Базовые станции связи/центры обработки данных: обеспечение высокоточного и надежного питания постоянного тока (например, -48 В постоянного тока) для серверов и коммуникационного оборудования. Резервированная конструкция импульсного источника питания (несколько модулей, подключенных параллельно) позволяет избежать одноточечных отказов, а в сочетании с автоматическими выключателями нагрузки обеспечивает изоляцию неисправностей силовой цепи.

(V) Медицинское оборудование: гарантия высокоточного источника питания

К медицинскому оборудованию (например, электрокардиографам, аппаратам УЗИ и аппаратам искусственной вентиляции легких) предъявляются чрезвычайно высокие требования к стабильности и чистоте электропитания. Импульсные источники питания должны обладать:

Низкая пульсация и низкий уровень шума на выходе, чтобы избежать помех медицинским сигналам обнаружения;

Высокие изоляционные характеристики для предотвращения рисков утечек и обеспечения безопасности пациентов и медицинского персонала;

Широкий диапазон входного напряжения для адаптации к колебаниям электросети в разных регионах.

III. Основные преимущества импульсных источников питания (поддержка широкого спектра применений)

Высокая эффективность преобразования: высокочастотная коммутационная конструкция обеспечивает эффективность преобразования 85–95 % (намного превосходя традиционные линейные источники питания), что приводит к низкому энергопотреблению и пригодности для длительной эксплуатации.

Широкая совместимость по напряжению: преобразует широкий диапазон входных напряжений (например, 85–265 В переменного тока) в фиксированное выходное напряжение, адаптируясь к различным региональным электросетям или нестабильным источникам питания.

Малый размер и легкий вес: высокочастотная конструкция упрощает размер таких компонентов, как трансформаторы, облегчая интеграцию в оборудование (например, в блок управления выключателем нагрузки).

Высокая стабильность: оснащен функциями защиты от перенапряжения, перегрузки по току и короткого замыкания, высокой точностью выходного напряжения (обычно в пределах ± 1%) и устойчивостью к помехам в электросети.

Хорошая совместимость: поддерживает вход постоянного/переменного тока и выход постоянного/переменного тока, адаптируется к различным типам нагрузок, включая резистивные, индуктивные и емкостные нагрузки.