Импульсный источник питания - Switched-mode power supply

Внутренний вид ATX SMPS: ниже
A: входная фильтрация электромагнитных помех и мостовой выпрямитель;
B: конденсаторы входного фильтра;
«Между» B и C: теплоотвод первичной стороны;
C: трансформатор;
Между C и D: радиатор вторичной стороны;
D: катушка выходного фильтра;
E: конденсаторы выходного фильтра.
Катушка и большой желтый конденсатор под E являются дополнительными входными фильтрующими компонентами, которые устанавливаются непосредственно на входном разъеме питания и не являются частью основной печатной платы.

Регулируемый импульсный источник питания для лабораторного использования

А импульсный источник питания (импульсный источник питания, импульсный источник питания, импульсный источник питания, SMPS, или же переключатель) является электронным источник питания который включает регулятор переключения к преобразовывать электрическую мощность эффективно.

Как и другие источники питания, SMPS передает питание от источника постоянного или переменного тока (часто сетевое питание, видеть АС адаптер ) к нагрузкам постоянного тока, таким как персональный компьютер, при конвертации Напряжение и Текущий характеристики. В отличие от линейный источник питания, проходной транзистор импульсного источника питания постоянно переключается между низко-рассеяние, полностью включено и полностью выключено, и тратит очень мало времени на переходы с высокой диссипацией, что сводит к минимуму потери энергии. Гипотетический идеальный импульсный источник питания не рассеивает мощность. Регулировка напряжения достигается за счет изменения отношения времени включения / выключения (также известного как рабочие циклы ). Напротив, линейный источник питания регулирует выходное напряжение, постоянно рассеивая мощность в проходе. транзистор. Эта более высокая эффективность преобразования мощности является важным преимуществом импульсного источника питания. Импульсные источники питания также могут быть значительно меньше и легче линейных из-за меньшего размера и веса трансформатора.

Импульсные регуляторы используются в качестве замены линейных регуляторов, когда требуется более высокий КПД, меньший размер или меньший вес. Однако они более сложные; их коммутируемые токи могут вызвать проблемы с электрическими помехами, если не будут тщательно подавлены, а простые конструкции могут иметь плохие характеристики. фактор силы.

История

1836: Индукционные катушки используйте переключатели для генерации высокого напряжения.
1910: Система зажигания индукционным разрядом, изобретенная Чарльз Ф. Кеттеринг и его компания Компания Dayton Engineering Laboratories (Delco) идет в производство для Cadillac.^[1] В Система зажигания Kettering представляет собой версию повышающего преобразователя с обратным ходом двигателя с механическим переключением; трансформатор - катушка зажигания. Варианты этой системы зажигания использовались во всех недизельных двигателях внутреннего сгорания до 1960-х годов, когда ее начали заменять сначала твердотельными версиями с электронным переключением, а затем зажигание емкостным разрядом системы.
1926: 23 июня британский изобретатель Филип Рэй Курси подает заявку на патент в своей стране и Соединенных Штатах на свой «Электрический конденсатор».^[2]^[3] В патенте упоминается высокая частота сварка^[4] и печи, среди прочего.^[3]
c. 1932: Электромеханические реле используются для стабилизации выходного напряжения генераторов. Видеть Регулятор напряжения # Электромеханические регуляторы.^[5]^[6]
c. 1936 г.: Автомобильные радиоприемники б / у электромеханический вибраторы для преобразования источника питания 6 В от батареи в подходящее напряжение B + для электронных ламп.^[7]
1959: В МОП-транзистор (полевой транзистор металл-оксид-полупроводник) изобретен Мохамед М. Аталла и Давон Канг в Bell Labs.^[8] В силовой MOSFET позже стал наиболее широко используемым силовое устройство для импульсных источников питания.^[9]
1959: Транзистор система питания колебательно-выпрямительного преобразователя Патент США 3040271 подана Джозефом Э. Мерфи и Фрэнсисом Дж. Старзеком из компании General Motors.^[10]
1960-е: В Компьютер наведения Apollo, разработанный в начале 1960-х годов приборной лабораторией Массачусетского технологического института для амбициозной программы НАСА. лунные миссии (1966-1972), включал в себя ранние импульсные источники питания.^[11]
c. 1967: Боб Видлар из Fairchild Semiconductor разрабатывает стабилизатор напряжения µA723 IC. Одно из его применений - в качестве импульсного регулятора.^[12]
1970: Tektronix начинает использовать высокоэффективный источник питания в своих осциллографах серии 7000, выпускаемых примерно с 1970 по 1995 год.^[13]^[14]^[15]^[16]
1970: Роберт Бошерт разрабатывает более простые и недорогие схемы. К 1977 году компания Boschert Inc. выросла до 650 человек.^[17]^[18] После серии слияний, поглощений и выделений (Computer Products, Zytec, Artesyn, Emerson Electric) компания теперь является частью Продвинутая энергия.^[19]^[20]^[21]
1972: HP-35, Hewlett Packard первый карманный калькулятор с транзисторным импульсным блоком питания для светодиоды, часы, время, ПЗУ, и регистры.^[22]
1973: Ксерокс использует импульсные блоки питания в Альт миникомпьютер ^[23]
1976: Роберт Маммано, соучредитель Silicon General Semiconductors, разрабатывает первую интегральную схему для управления SMPS, модель SG1524.^[17] После серии слияний и поглощений (Linfinity, Symetricom, Microsemi ), теперь компания является частью Технология микрочипов.^[24]
1977: Яблоко II разработан с импульсным блоком питания. "Род Холт был привлечен в качестве инженера по продукту, и в Apple II было несколько недостатков, о которых не сообщалось. Одна вещь, которую Холт заслуживает, заключается в том, что он создал импульсный блок питания, который позволил нам сделать очень легкий компьютер.".^[25]
1980: HP8662A 10 кГц - 1,28 ГГц генератор синтезированных сигналов пошел с импульсным блоком питания.^[26]

Объяснение

А линейный источник питания (не SMPS) использует линейный регулятор для обеспечения желаемого результата Напряжение рассеивая избыточную мощность в омические потери (например, в резисторе или в области коллектор-эмиттер проходного транзистора в его активном режиме). Линейный регулятор регулирует либо выходное напряжение, либо ток, рассеивая избыточную электрическую мощность в виде высокая температура, и, следовательно, его максимальная энергоэффективность равна выходному напряжению / входному напряжению, поскольку разность напряжений тратится впустую.

Напротив, SMPS изменяет выходное напряжение и ток, переключая в идеале элементы хранения без потерь, такие как индукторы и конденсаторы, между различными электрическими конфигурациями. Идеальные переключающие элементы (приближенные к транзисторам, работающим вне их активного режима) не имеют сопротивления в состоянии «включено» и не пропускают ток в «выключенном состоянии», поэтому преобразователи с идеальными компонентами будут работать со 100% -ным КПД (т.е. вся входная мощность передается. к нагрузке; мощность не теряется в виде рассеиваемого тепла). На самом деле этих идеальных компонентов не существует, поэтому импульсный источник питания не может быть эффективен на 100%, но это все же значительное повышение эффективности по сравнению с линейным регулятором.

Базовая схема повышающего преобразователя

Например, если источник постоянного тока, катушка индуктивности, переключатель и соответствующий электрическое заземление размещены последовательно, и переключатель приводится в действие прямоугольная волна, размах напряжения сигнала, измеренного на переключателе, может превышать входное напряжение от источника постоянного тока. Это связано с тем, что катушка индуктивности реагирует на изменения тока, создавая собственное напряжение, чтобы противодействовать изменению тока, и это напряжение добавляется к напряжению источника, пока переключатель открыт. Если комбинация диод-конденсатор размещается параллельно переключателю, пиковое напряжение может храниться в конденсаторе, и конденсатор может использоваться в качестве источника постоянного тока с выходным напряжением, превышающим напряжение постоянного тока, управляющее схемой. Этот повышающий преобразователь действует как повышающий трансформатор для сигналов постоянного тока. А понижающий-повышающий преобразователь работает аналогичным образом, но дает выходное напряжение, полярность которого противоположна входному. Существуют и другие понижающие схемы для увеличения среднего выходного тока с уменьшением напряжения.

В SMPS поток выходного тока зависит от входного сигнала мощности, используемых элементов хранения и топологии схемы, а также от используемого шаблона (например, широтно-импульсная модуляция с регулируемым рабочий цикл ) для управления переключающими элементами. В спектральная плотность Энергия этих сигналов переключения сосредоточена на относительно высоких частотах. Таким образом, переходные процессы переключения и рябь вводимые в выходные сигналы могут быть отфильтрованы с небольшим LC фильтр.

Преимущества и недостатки

Главное преимущество импульсного блока питания - большая эффективность (до 96% ), чем линейные регуляторы, потому что переключающий транзистор рассеивает мало энергии, работая в качестве переключателя.

Другие преимущества включают меньший размер, низкий уровень шума и меньший вес за счет исключения тяжелых трансформаторов сетевой частоты, а также сопоставимое тепловыделение. Потери мощности в режиме ожидания часто намного меньше, чем у трансформаторов. Трансформатор в импульсном источнике питания также меньше, чем традиционный трансформатор сетевой частоты (50 Гц или 60 Гц в зависимости от региона), и поэтому требует меньшего количества дорогостоящего сырья, такого как медь.

К недостаткам относятся большая сложность, генерация высокоамплитудной высокочастотной энергии, которая фильтр нижних частот должен заблокировать, чтобы избежать электромагнитная интерференция (EMI), а пульсация напряжения на частоте переключения и гармонические частоты из них.

Очень недорогие ИИП могут передавать электрические коммутационные помехи обратно в линию электропитания, вызывая помехи для устройств, подключенных к той же фазе, например, аудио / видео оборудования. Не-с поправкой на коэффициент мощности SMPS также вызывают гармонические искажения.

Сравнение SMPS и линейных источников питания

Доступны два основных типа регулируемых источников питания: SMPS и линейные. В следующей таблице сравниваются линейные регулируемые и нерегулируемые источники переменного тока в постоянный с импульсными регуляторами в целом:

Сравнение линейного блока питания и импульсного блока питания
	Линейный источник питания	Импульсный источник питания	Примечания
Размер и вес	Радиаторы для линейных регуляторов большой мощности увеличивают размер и вес. Трансформаторы, если они используются, имеют большие размеры из-за низкой рабочей частоты (сетевое питание частота 50 или 60 Гц); в противном случае может быть компактным из-за небольшого количества компонентов.	Меньший трансформатор (если используется; иначе индуктор) из-за более высокой рабочей частоты (обычно 50 кГц - 1 МГц). Размер и вес адекватные РФ экранирование может быть значительным.	Допустимая мощность трансформатора данного размера и веса увеличивается с увеличением частоты при условии, что гистерезис потери можно снизить. Следовательно, более высокая рабочая частота означает либо большую мощность, либо меньший трансформатор.
Выходное напряжение	При использовании трансформатора доступны любые напряжения; если бестрансформаторный, то ограничивается тем, что может быть достигнуто с помощью удвоитель напряжения. В нерегулируемом состоянии напряжение значительно зависит от нагрузки.	Доступны любые напряжения, ограниченные только транзистор пробойные напряжения во многих цепях. Напряжение мало меняется в зависимости от нагрузки.	SMPS обычно может справиться с более широким изменением входного сигнала до изменения выходного напряжения.
Эффективность, тепло и мощность рассеяние	Если регулируется: эффективность во многом зависит от разницы напряжений между входом и выходом; выходное напряжение регулируется путем рассеивания избыточной мощности в виде тепла, что обеспечивает типичный КПД 30–40%.^[27] Если не регулировать, потери в трансформаторной стали и меди могут быть единственными значительными источниками неэффективности.	Выход регулируется с помощью рабочий цикл контроль; транзисторы полностью включены или полностью выключены, поэтому очень низкие резистивные потери между входом и нагрузкой. Единственное выделяемое тепло связано с неидеальными характеристиками компонентов и током покоя в схемах управления.	Коммутационные потери в транзисторах (особенно в короткой части каждого цикла, когда устройство частично включено), сопротивление переключающих транзисторов в открытом состоянии, эквивалентное последовательное сопротивление в катушке индуктивности и конденсаторах, и потери в сердечнике Падение напряжения в катушке индуктивности и выпрямителя обеспечивает типичный КПД 60–70%. Однако за счет оптимизации конструкции SMPS (например, выбора оптимальной частоты переключения, предотвращения насыщения катушек индуктивности и активное выпрямление ), количество потерь мощности и тепла может быть минимизировано; хорошая конструкция может иметь КПД 95%.
Сложность	Нерегулируемым может быть просто диод и конденсатор; регулируемый имеет схему регулирования напряжения и конденсатор шумоподавления; обычно более простая схема (и более простые критерии устойчивости контура обратной связи), чем схемы с переключением режимов.	Состоит из микросхемы контроллера, одного или нескольких силовых транзисторов и диодов, а также силового трансформатора, катушек индуктивности и конденсаторы фильтра. Присутствуют некоторые конструктивные сложности (снижение шума / помех; дополнительные ограничения на максимальные номинальные характеристики транзисторов при высоких скоростях переключения), которых нет в схемах линейных регуляторов.	В импульсных источниках питания (переменный ток в постоянный) один сердечник трансформатора может генерировать несколько напряжений, но это может вызвать сложности конструкции / использования: например, это может привести к возникновению минимум ограничения выходного тока на один выход. Для этого SMPS должны использовать контроль рабочего цикла. Один из выходов должен быть выбран для питания контура обратной связи регулирования напряжения (обычно 3,3 В или же 5 В нагрузки более требовательны к напряжению питания, чем 12 В загружает, поэтому это определяет решение о том, что питает контур обратной связи. Остальные выходы обычно неплохо отслеживают регулируемый). Оба нуждаются в тщательном выборе трансформаторов. Из-за высоких рабочих частот в ИИП паразитная индуктивность и емкость печатная плата следы становятся важными.
Радиочастотные помехи	Слабые высокочастотные помехи могут создаваться выпрямительными диодами переменного тока при большой токовой нагрузке, в то время как большинство других типов источников питания не создают высокочастотных помех. Введение небольшого сетевого шума в неэкранированные кабели, что проблематично для звука со слабым сигналом.	EMI / RFI возникает из-за резкого включения и выключения тока. Следовательно, EMI фильтры и Радиочастотное экранирование необходимы для уменьшения разрушающего вмешательства.	Длинные провода между компонентами могут снизить эффективность высокочастотного фильтра, обеспечиваемого конденсаторами на входе и выходе. Может быть важна стабильная частота переключения.
Электронный шум на выходных клеммах	Нерегулируемые блоки питания могут иметь небольшую пульсацию переменного тока, накладываемую на составляющую постоянного тока на удвоенной частоте сети (100–120 Гц). Это может вызвать слышимый гул сети в звуковом оборудовании - колебания яркости или искажения в аналоговых камерах видеонаблюдения.	Более шумный из-за частоты переключения ИИП. Нефильтрованный выход может вызвать сбои в цифровых схемах или шум в аудиосхемах.	Его можно подавить с помощью конденсаторов и других схем фильтрации в выходном каскаде. С импульсным блоком питания частоту переключения можно выбрать так, чтобы шум не попадал в рабочую полосу частот цепей (например, для аудиосистем выше диапазона человеческого слуха).
Электронный шум на входных клеммах	Вызывает гармонические искажения во входном переменном токе, но относительно небольшой или отсутствует высокочастотный шум.	Очень дешевый SMPS может возвращать электрические коммутационные помехи в линию электропитания, создавая помехи для аудио / видео оборудования, подключенного к той же фазе. Источники питания без коррекции коэффициента мощности также вызывают гармонические искажения.	Этого можно избежать, если подключить (правильно заземленный) фильтр EMI / RFI между входными клеммами и мостовым выпрямителем.
Акустический шум	Слабый, обычно неслышный гул в сети, обычно из-за вибрации обмоток в трансформаторе или магнитострикция.	Обычно не слышно для большинства людей, если у них нет вентилятора, или они не нагружены / работают неправильно, или не используют частоту переключения в пределах звукового диапазона, или ламинаты катушки не вибрируют на субгармоника рабочей частоты.	Рабочая частота ненагруженного SMPS иногда находится в слышимом человеческом диапазоне и может субъективно звучать довольно громко для людей, слух которых очень чувствителен к соответствующему диапазону частот.
Фактор силы	Низкий для регулируемого источника питания, поскольку ток берется из сети на пиках напряжения. синусоида, если только цепь входа дросселя или входа резистора не следует за выпрямителем (сейчас редко).	Диапазон от очень низкого до среднего, поскольку простой SMPS без PFC потребляет всплески тока на пиках синусоиды переменного тока.	Активный пассивный коррекция коэффициента мощности в SMPS могут решить эту проблему и даже требуются некоторыми органами регулирования электроэнергетики, особенно в ЕС. Внутреннее сопротивление маломощных трансформаторов в линейных источниках питания обычно ограничивает пиковый ток в каждом цикле и, таким образом, дает лучший коэффициент мощности, чем многие импульсные источники питания, которые напрямую выпрямляют сеть с небольшим последовательным сопротивлением.
Пусковой ток	Большой ток, когда оборудование с линейным питанием от сети включено до тех пор, пока магнитный поток трансформатора не стабилизируется и конденсаторы полностью не зарядятся, если не используется схема медленного пуска.	Чрезвычайно большой пиковый импульсный ток, ограниченный только импедансом входного источника питания и любым последовательным сопротивлением конденсаторов фильтра.	Пустые конденсаторы фильтра первоначально потребляют большое количество тока по мере зарядки, а конденсаторы большего размера потребляют большее количество пикового тока. Будучи во много раз выше нормального рабочего тока, он сильно нагружает компоненты, подверженные скачкам напряжения, усложняет выбор предохранителя, чтобы избежать нежелательного сгорания, и может вызвать проблемы с оборудованием, использующим защиту от сверхтока, например: источники бесперебойного питания. Снижается за счет использования подходящей схемы плавного пуска или последовательного резистора.
Риск поражение электрическим током	Источники питания с трансформаторами изолируют входящий источник питания от устройства, находящегося под напряжением, и, таким образом, позволяют безопасно заземлить металлические конструкции корпуса. Опасно, если первичная / вторичная изоляция выходит из строя, что маловероятно при разумной конструкции. Бестрансформаторный питание от сети опасно. Как в линейном, так и в импульсном режиме сеть и, возможно, выходное напряжение опасны и должны быть хорошо изолированы.	Общая шина оборудования (включая кожух) находится под напряжением, равным половине напряжения сети, но с высоким импедансом, если только оборудование не заземлено или не содержит фильтрацию электромагнитных / радиопомех на входных клеммах.	Из-за правил, касающихся излучения EMI / RFI, многие SMPS содержат фильтрацию EMI / RFI на входном каскаде, состоящем из конденсаторов и катушек индуктивности перед мостовым выпрямителем. Два конденсатора подключены последовательно к шинам под напряжением и нейтралью с заземлением между двумя конденсаторами. Это образует емкостной делитель, запитывающий общую шину при половинном напряжении сети. Его источник тока с высоким импедансом может вызвать покалывание или укус оператора, либо его можно использовать для включения светодиода замыкания на землю. Однако этот ток может вызвать ложное срабатывание наиболее чувствительных устройства остаточного тока. В источниках питания без заземляющего контакта (например, в зарядном устройстве USB) между первичной и вторичной сторонами находится конденсатор EMI / RFI.^[28] Он также может вызывать легкое покалывание, но это безопасно для пользователя.^[29]
Риск повреждения оборудования	Очень низкий, если не происходит короткое замыкание между первичной и вторичной обмотками или если регулятор не выходит из строя из-за внутреннего короткого замыкания.	Может выйти из строя, чтобы сделать выходное напряжение очень высоким^{[количественно оценить ]}. Нагрузка на конденсаторы может привести к их взрыву. В некоторых случаях может разрушить входные каскады в усилителях, если плавающее напряжение превышает напряжение пробоя база-эмиттер транзистора, что приводит к падению усиления транзистора и увеличению уровня шума.^[30] Смягчается добром отказоустойчивый дизайн. Отказ компонента в самом SMPS может вызвать дальнейшее повреждение других компонентов блока питания; может быть сложно устранить неполадки.	Плавающее напряжение вызывается конденсаторами, соединяющими первичную и вторичную стороны источника питания. Подключение к заземленному оборудованию вызовет кратковременный (и потенциально разрушительный) всплеск тока на соединителе, поскольку напряжение на вторичной стороне конденсатора выравнивается с потенциалом земли.

Теория Операции

Блок-схема ИИП переменного / постоянного тока с питанием от сети и регулировкой выходного напряжения

Входной выпрямительный каскад

Переменный ток, полуволновые и двухполупериодные выпрямленные сигналы

Если SMPS имеет вход переменного тока, то первым этапом является преобразование входа в постоянный ток. Это называется исправление. SMPS с входом постоянного тока не требует этого этапа. В некоторых блоках питания (в основном компьютерные блоки питания ATX ), схему выпрямителя можно настроить как удвоитель напряжения путем добавления переключателя, управляемого вручную или автоматически. Эта функция позволяет работать от источников питания, которые обычно имеют напряжение 115 В или 230 В. Выпрямитель вырабатывает нерегулируемое постоянное напряжение, которое затем отправляется на большой конденсатор фильтра. Ток, потребляемый этой схемой выпрямителя из сети, возникает короткими импульсами вокруг пиков переменного напряжения. Эти импульсы имеют значительную высокочастотную энергию, что снижает коэффициент мощности. Чтобы исправить это, многие новые SMPS будут использовать специальные PFC цепь, чтобы входной ток повторял синусоидальную форму входного переменного напряжения, корректируя коэффициент мощности. Источники питания, использующие активный PFC обычно с автоматическим переключением диапазона, поддерживая входное напряжение от ~ 100 В - 250 В переменного тока, без переключателя выбора входного напряжения.

SMPS, предназначенный для входа переменного тока, обычно может работать от источника постоянного тока, поскольку постоянный ток будет проходить через выпрямитель без изменений.^[31] Если блок питания предназначен для 115 В переменного тока и не имеет переключателя напряжения, требуемое напряжение постоянного тока будет 163 В постоянного тока (115 × √2). Однако такой тип использования может быть вредным для выпрямительного каскада, поскольку при полной нагрузке будет использоваться только половина диодов выпрямителя. Это может привести к перегреву этих компонентов и их преждевременному выходу из строя. С другой стороны, если источник питания имеет переключатель напряжения, на основе Схема Делона, для 115/230 В (компьютерные блоки питания ATX обычно относятся к этой категории) селекторный переключатель должен быть помещен в 230 В положение, и требуемое напряжение будет 325 В постоянного тока (230 × √2). Диоды в этом типе источника питания отлично справляются с постоянным током, потому что они рассчитаны на удвоение номинального входного тока при работе в 115 В режим, за счет работы удвоителя напряжения. Это связано с тем, что удвоитель во время работы использует только половину мостового выпрямителя и пропускает через него в два раза больше тока.^[32]

Инверторный каскад

Этот раздел относится к блоку с пометкой измельчитель на диаграмме.

Каскад инвертора преобразует постоянный ток, будь то непосредственно со входа или с каскада выпрямителя, описанного выше, в переменный ток, пропуская его через генератор мощности, выходной трансформатор которого очень мал с небольшим количеством обмоток с частотой в десятки или сотни единиц. килогерц. Частота обычно выбирается выше 20 кГц, чтобы люди не слышали ее. Переключение выполнено многоступенчатым (для достижения высокого усиления). МОП-транзистор усилитель мощности. МОП-транзисторы - это тип транзистор с низкимсопротивление и высокая пропускная способность по току.

Преобразователь напряжения и выходной выпрямитель

Если выход должен быть изолирован от входа, как это обычно бывает в сетевых источниках питания, инвертированный переменный ток используется для управления первичной обмоткой высокочастотного трансформатор. Это преобразует напряжение на вторичной обмотке вверх или вниз до требуемого уровня на выходе. Этой цели служит выходной трансформатор на блок-схеме.

Если ОКРУГ КОЛУМБИЯ требуется вывод, AC выход из трансформатора выпрямляется. Для выходных напряжений выше десяти вольт или около того обычно используются обычные кремниевые диоды. Для более низких напряжений Диоды Шоттки обычно используются как выпрямительные элементы; они обладают преимуществами более быстрого восстановления, чем кремниевые диоды (что позволяет работать с низкими потерями на более высоких частотах), и меньшего падения напряжения при проводимости. Для еще более низких выходных напряжений МОП-транзисторы могут использоваться как синхронные выпрямители; По сравнению с диодами Шоттки, они имеют даже меньшее падение напряжения в проводящем состоянии.

Выпрямленный выходной сигнал затем сглаживается фильтром, состоящим из индукторы и конденсаторы. Для более высоких частот переключения необходимы компоненты с более низкой емкостью и индуктивностью.

В более простых неизолированных источниках питания вместо трансформатора используется индуктор. Этот тип включает повышающие преобразователи, понижающие преобразователи, а пониженно-повышающие преобразователи. Они относятся к простейшему классу преобразователей с одним входом и одним выходом, в которых используется один индуктор и один активный переключатель. Понижающий преобразователь снижает входное напряжение прямо пропорционально отношению времени проводимости к общему периоду переключения, называемому рабочим циклом. Например, идеальный понижающий преобразователь со входом 10 В, работающий при рабочем цикле 50%, будет производить среднее выходное напряжение 5 В. Контур управления с обратной связью используется для регулирования выходного напряжения путем изменения рабочего цикла для компенсации колебаний входного сигнала. Напряжение. Выходное напряжение повышающий преобразователь всегда больше входного напряжения, а выходное напряжение повышающего и понижающего напряжения инвертируется, но может быть больше, равно или меньше величины входного напряжения. Существует множество вариаций и расширений этого класса преобразователей, но эти три составляют основу почти всех изолированных и неизолированных преобразователей постоянного тока в постоянный. Добавив второй индуктор, Uk и SEPIC могут быть реализованы преобразователи или, добавив дополнительные активные переключатели, могут быть реализованы различные мостовые преобразователи.

Другие типы SMPS используют конденсатор –диод умножитель напряжения вместо катушек индуктивности и трансформаторов. В основном они используются для генерации высокого напряжения при малых токах (Генератор Кокрофта-Уолтона ). Вариант с низким напряжением называется зарядный насос.

Регулирование

Это зарядное устройство для небольшого устройства, такого как мобильный телефон, представляет собой простую не в сети импульсный блок питания с европейской вилкой. В простой схеме всего два транзистора, оптрон и выпрямительные диоды как активные компоненты.

А Обратная связь Схема контролирует выходное напряжение и сравнивает его с опорным напряжением. В зависимости от конструкции и требований безопасности, контроллер может содержать механизм отключения (например, оптрон ), чтобы изолировать его от выхода постоянного тока. Коммутационные источники в компьютерах, телевизорах и видеомагнитофонах имеют эти оптопары для жесткого контроля выходного напряжения.

Регуляторы разомкнутого контура не имеют цепи обратной связи. Вместо этого они полагаются на подачу постоянного напряжения на вход трансформатора или катушки индуктивности и предполагают, что выход будет правильным. Регулируемые конструкции компенсируют сопротивление трансформатора или катушки. Монополярные конструкции также компенсируют магнитный гистерезис ядра.

Цепи обратной связи требуется питание для работы, прежде чем она сможет генерировать мощность, поэтому добавляется дополнительный некоммутируемый источник питания для режима ожидания.

Конструкция трансформатора

Любой импульсный блок питания, который получает питание от сети переменного тока (называемый автономный преобразователь^[33]) требуется трансформатор для гальваническая развязка. Немного Преобразователи постоянного тока в постоянный может также включать трансформатор, хотя в этих случаях изоляция может быть не критичной. Трансформаторы SMPS работают на высокой частоте. Большая часть экономии (и экономии места) в автономных источниках питания достигается за счет меньшего размера высокочастотного трансформатора по сравнению с трансформаторами 50/60 Гц, которые использовались ранее. Есть дополнительные компромиссы с дизайном.

Напряжение на клеммах трансформатора пропорционально произведению площади сердечника, магнитного потока и частоты. Используя гораздо более высокую частоту, можно значительно уменьшить площадь сердечника (и, следовательно, массу сердечника). Однако потери в сердечнике увеличиваются на более высоких частотах. Ядра обычно используют феррит материал, который имеет низкие потери на высоких частотах и используемые высокие плотности потока. Ламинированные железные сердечники низкочастотных (<400 Гц) трансформаторов будут иметь недопустимые потери на частотах переключения в несколько килогерц. Кроме того, больше энергии теряется во время переходов переключающего полупроводника на более высокие частоты. Кроме того, больше внимания уделяется физическому расположению печатная плата требуется как паразиты становятся более значительными, а количество электромагнитная интерференция будет более выраженным.

Потеря меди

На низких частотах (например, при частоте сети 50 или 60 Гц) разработчики обычно могут игнорировать скин эффект. Для этих частот скин-эффект существенен только тогда, когда проводники большие, более 0,3 дюйма (7,6 мм) в диаметре.

Импульсные источники питания должны уделять больше внимания скин-эффекту, поскольку он является источником потери мощности. На частоте 500 кГц глубина скин-слоя в меди составляет около 0,003 дюйма (0,076 мм) - размер меньше, чем у типичных проводов, используемых в источнике питания. Эффективное сопротивление проводников увеличивается, потому что ток концентрируется вблизи поверхности проводника, а внутренняя часть несет меньший ток, чем на низких частотах.

Скин-эффект усугубляется гармониками, присутствующими в высокой скорости. широтно-импульсная модуляция (ШИМ) формы сигнала переключения. Подходящая глубина скин-слоя - это не только глубина основы, но и глубина скин-слоя на гармониках.^[34]

Помимо скин-эффекта есть еще эффект близости, что является еще одним источником потери мощности.

Фактор силы

Простые автономные импульсные источники питания включают простой двухполупериодный выпрямитель, подключенный к конденсатору, аккумулирующему большую энергию. Такие ИИП потребляют ток из линии переменного тока короткими импульсами, когда мгновенное напряжение сети превышает напряжение на этом конденсаторе. В течение оставшейся части цикла переменного тока конденсатор обеспечивает источник питания энергией.

В результате входной ток таких базовых импульсных источников питания имеет высокий гармонический содержание и относительно низкий коэффициент мощности. Это создает дополнительную нагрузку на инженерные сети, увеличивает нагрев проводки здания, инженерных сетей. трансформаторы, и стандартные электродвигатели переменного тока, и могут вызвать проблемы со стабильностью в некоторых приложениях, например, в системах аварийных генераторов или генераторов самолетов. Гармоники можно удалить с помощью фильтрации, но фильтры дороги. В отличие от коэффициента мощности смещения, создаваемого линейными индуктивными или емкостными нагрузками, это искажение не может быть исправлено добавлением единственной линейной составляющей. Требуются дополнительные цепи, чтобы противодействовать эффекту коротких импульсов тока. Размещение ступени повышающего прерывателя с регулируемым током после автономного выпрямителя (для зарядки накопительного конденсатора) может скорректировать коэффициент мощности, но увеличивает сложность и стоимость.

В 2001 году Европейский союз ввел в действие стандарт IEC / EN61000-3-2, чтобы установить пределы гармоник входного переменного тока до 40-й гармоники для оборудования мощностью более 75 Вт. Стандарт определяет четыре класса оборудования в зависимости от его тип и форма волны тока. Наиболее строгие ограничения (класс D) установлены для персональных компьютеров, компьютерных мониторов и ТВ-приемников. Чтобы соответствовать этим требованиям, современные импульсные блоки питания обычно включают в себя дополнительный коррекция коэффициента мощности (PFC) этап.

Типы

Импульсные источники питания можно классифицировать по топологии схемы. Наиболее важное различие между изолированными преобразователями и неизолированными.

Неизолированные топологии

Неизолированные преобразователи являются самыми простыми: в трех основных типах используется один индуктор для хранения энергии. В столбце отношения напряжений D - рабочий цикл преобразователя, может изменяться от 0 до 1. Входное напряжение (В₁) предполагается больше нуля; если он отрицательный, для единообразия отмените выходное напряжение (В₂).

Тип^[35]	Типичная мощность [W ]	Относительная стоимость	Хранилище энергии	Отношение напряжения	Функции
Бак	0–1,000	1.0	Одинокий индуктор	0 ≤ Out ≤ In, ${ displaystyle scriptstyle V_ {2} = DV_ {1}}$	На выходе постоянный ток.
Способствовать росту	0–5,000	1.0	Одиночный индуктор	Out ≥ In, ${ displaystyle scriptstyle V_ {2} = { frac {1} {1-D}} V_ {1}}$	На входе постоянный ток.
Бак – буст	0–150	1.0	Одиночный индуктор	Вых ≤ 0, ${ displaystyle scriptstyle V_ {2} = - { frac {D} {1-D}} V_ {1}}$	Ток прерывистый как на входе, так и на выходе.
Сплит-пи (или boost – buck)	0–4,500	>2.0	Две катушки индуктивности и три конденсатора	Вверх или вниз	Двунаправленное регулирование мощности; внутрь или наружу.
Uk			Конденсатор и два индуктора	Любой перевернутый, ${ displaystyle scriptstyle V_ {2} = - { frac {D} {1-D}} V_ {1}}$	На входе постоянный ток и выход.
SEPIC			Конденсатор и две катушки индуктивности	Любой, ${ displaystyle scriptstyle V_ {2} = { frac {D} {1-D}} V_ {1}}$	На входе постоянный ток.
Зета			Конденсатор и две катушки индуктивности	Любой, ${ displaystyle scriptstyle V_ {2} = { frac {D} {1-D}} V_ {1}}$	На выходе постоянный ток.
Зарядный насос / переключаемый конденсатор			Конденсаторы Только		Для достижения преобразования не требуется накопления магнитной энергии, однако высокоэффективная обработка энергии обычно ограничивается дискретным набором коэффициентов преобразования.

Если оборудование доступно для людей, для сертификации безопасности применяются ограничения по напряжению и мощности <= 42,4 В пиковое / 60 В постоянного тока и 250 ВА (UL, CSA, VDE одобрение).

Топологии понижающего, повышающего и понижающего – повышающего уровней тесно связаны. Вход, выход и земля соединяются в одной точке. Один из трех по пути проходит через индуктор, а два других проходят через переключатели. Один из двух переключателей должен быть активным (например, транзистор), а другой может быть диодом. Иногда топологию можно изменить, просто перемаркировав соединения. Понижающий преобразователь на входе 12 В и выходе 5 В может быть преобразован в понижающий преобразователь на входе 7 В и выходе –5 В путем заземления выход и взяв вывод из земля штырь.

Точно так же конвертеры SEPIC и Zeta являются незначительными модификациями конвертера uk.

В нейтральная точка зафиксирована Топология (NPC) используется в источниках питания и активных фильтрах и упоминается здесь для полноты картины.^[36]

Коммутаторы становятся менее эффективными, поскольку рабочие циклы становятся чрезвычайно короткими. Для больших изменений напряжения лучше использовать трансформаторную (изолированную) топологию.

Изолированные топологии

Все изолированные топологии включают трансформатор, и, таким образом, может выдавать выходное напряжение с более высоким или более низким напряжением, чем входное, путем регулировки отношения витков.^[37]^[38] Для некоторых топологий на трансформаторе можно разместить несколько обмоток для получения нескольких выходных напряжений.^[39] В некоторых преобразователях используется трансформатор для хранения энергии, в других - отдельный индуктор.

Тип^[35]	Мощность [W ]	Относительная стоимость	Диапазон ввода [V ]	Хранилище энергии	Функции
Лететь обратно	0–250	1.0	5–600	Взаимные индукторы	Изолированная форма понижающе-повышающего преобразователя¹
Преобразователь звенящего дросселя (RCC)	0–150	1.0	5–600	Трансформатор	Недорогой вариант автоколебательного обратного хода^[40]
Полунаправленный	0–250	1.2	5–500	Индуктор
Вперед²	100–200		60–200	Индуктор	Изолированная форма понижающего преобразователя
Резонансный вперед	0–60	1.0	60–400	Индуктор и конденсатор	Одинарный вход, нерегулируемый выход, высокий КПД, низкий EMI.^[41]
Тяни-Толкай	100–1,000	1.75	50–1,000	Индуктор
Полумост	0–2,000	1.9	50–1,000	Индуктор
Полный мост	400–5,000	>2.0	50–1,000	Индуктор	Очень эффективное использование трансформатора для максимальной мощности
Резонансное переключение при нулевом напряжении	>1,000	>2.0		Индуктор и конденсатор
Изолированные Uk				Два конденсатора и две катушки индуктивности

Для импульсных источников питания с нулевым напряжением требуются только небольшие радиаторы, так как мало энергии теряется в виде тепла. Это позволяет им быть маленькими. Этот ЗВС может выдавать более 1 киловатта. Трансформатор не показан.

^1 Поведение логарифмического контура управления обратным преобразователем может быть сложнее контролировать, чем другие типы.^[42]
^2 Прямой преобразователь имеет несколько вариантов, в зависимости от того, как трансформатор «сбрасывается» в ноль. магнитный поток каждый цикл.

Контроллер прерывателя: выходное напряжение связано со входом, поэтому очень жестко контролируется

Квазирезонансный переключатель нулевого тока / нулевого напряжения

Квазирезонансное переключение переключается, когда напряжение минимально и обнаруживается впадина.

В квазирезонансном переключателе нулевого тока / нулевого напряжения (ZCS / ZVS) «каждый цикл переключения доставляет квантованный« пакет »энергии на выход преобразователя, а включение и выключение переключения происходит при нулевом токе и напряжении. , что приводит к переключению без потерь ".^[43] Квазирезонансное переключение, также известное как переключение долины, уменьшает EMI в блоке питания двумя способами:

Путем переключения биполярного переключателя при минимальном напряжении (в нижней части) для минимизации эффекта жесткого переключения, вызывающего электромагнитные помехи.
Путем переключения при обнаружении впадины, а не на фиксированной частоте, вводится дрожание собственной частоты, которое расширяет спектр РЧ-излучения и снижает общие EMI.

Эффективность и EMI

Более высокое входное напряжение и режим синхронного выпрямления делают процесс преобразования более эффективным. Также необходимо учитывать энергопотребление контроллера. Более высокая частота переключения позволяет уменьшить размеры компонентов, но может производить больше RFI. А резонансный прямой преобразователь производит самые низкие EMI любого подхода SMPS, потому что он использует мягкое переключение резонансный форма волны по сравнению с обычным жестким переключением.

Режимы отказа

При отказе коммутационных компонентов, печатной платы и т. Д. Прочтите режимы отказа электроники статья.

Источники питания, в которых используются конденсаторы, страдающие от конденсаторная чума может произойти преждевременный выход из строя, когда емкость упадет до 4% от первоначального значения.^{[неудачная проверка ]} Обычно это приводит к тому, что переключающийся полупроводник выходит из строя в проводящем режиме. Это может подвергнуть подключенные нагрузки полному входному напряжению и току и вызвать дикие колебания на выходе.^[44]

Выход из строя переключающего транзистора является обычным явлением. Из-за больших коммутируемых напряжений этот транзистор должен работать (около 325 В для 230 В_AC питание от сети), эти транзисторы часто закорачивают, что, в свою очередь, немедленно перегорает главный внутренний предохранитель питания.

Меры предосторожности

Конденсатор основного фильтра часто хранит до 325 вольт спустя долгое время после того, как шнур питания был отключен от стены. Не все источники питания содержат небольшой «спускной» резистор для медленной разрядки этого конденсатора. Любой контакт с этим конденсатором может привести к серьезному поражению электрическим током.

Первичная и вторичная стороны могут быть соединены с конденсатором для уменьшения EMI и компенсировать различные емкостные связи в цепи преобразователя, где трансформатор один. В некоторых случаях это может привести к поражению электрическим током. Ток, исходящий от линия или же нейтральный через 2 кОм резистор к любой доступной части должен, в соответствии с IEC 60950, быть меньше чем 250 мкА для IT-оборудования.^[45]

Приложения

Зарядное устройство для мобильного телефона с переключением режимов

А 450 Ватт SMPS для использования в персональные компьютеры с видимым входом питания, вентилятором и выходными шнурами

Импульсные блоки питания (БП) в бытовых изделиях, таких как персональные компьютеры часто имеют универсальные входы, что означает, что они могут принимать питание от сетевые поставки во всем мире, хотя может потребоваться ручной переключатель диапазона напряжения. Импульсные блоки питания могут выдерживать широкий диапазон частоты мощности и напряжения.

Из-за их большого объема зарядные устройства для мобильных телефонов всегда были особенно чувствительны к затратам. Первые зарядные устройства были линейные источники питания, но они быстро перешли на экономичную топологию ИИП с преобразователем с кольцевым дросселем (RCC), когда потребовались новые уровни эффективности. В последнее время потребность в еще более низких требованиях к мощности без нагрузки в приложении привела к более широкому использованию обратноходовой топологии; Контроллеры обратного хода с датчиком первичной стороны также помогают сократить ведомость материалов (BOM) путем удаления компонентов датчика вторичной стороны, таких как оптопары.^{[нужна цитата ]}

Импульсные источники питания также используются для преобразования постоянного тока в постоянный. В автомобилях, где тяжелые автомобили используют номинальную 24 В_{ОКРУГ КОЛУМБИЯ} питание проворачивания, 12 В для принадлежностей может подаваться через импульсный источник постоянного / постоянного тока. Это имеет то преимущество перед подключением батареи к позиции 12 В (с использованием половины ячеек) в том, что вся нагрузка 12 В равномерно распределяется по всем ячейкам батареи 24 В. В промышленных установках, таких как телекоммуникационные стойки, основная мощность может распределяться при низком постоянном напряжении (например, от системы резервного питания от аккумуляторной батареи), а отдельные элементы оборудования будут иметь преобразователи постоянного / постоянного тока для подачи любых необходимых напряжений.

Импульсные источники питания обычно используются в качестве источников сверхнизкого напряжения для освещения, и в этом случае их часто называют «электронными трансформаторами».

Примеры ИИП для систем освещения сверхнизкого напряжения, называемые электронными трансформаторами.

Терминология

Период, термин переключить режим широко использовался до Motorola заявили о праве собственности на товарный знак SWITCHMODE для продуктов, предназначенных для рынка импульсных источников питания, и начали защищать свой товарный знак.^[33] Импульсный источник питания, импульсный источник питания, и регулятор переключения обратитесь к этому типу источника питания.^[33]

Смотрите также

Примечания

^ США 1037492, Кеттеринг, Чарльз Ф., "Система зажигания", опубликовано 2 ноября 1910 г., выпущено 3 сентября 1912 г.
^ США 1754265, Курси, Филип Рэй, «Электрический конденсатор», опубликовано 23 июня 1926 г., выпущено 15 апреля 1930 г.
^ ^а ^б "Когда был изобретен источник питания SMPS?". electronicspoint.com.
^ «Электрические конденсаторы (Открытая библиотека)». openlibrary.org.
^ "Из первых рук: история автомобильного регулятора напряжения - вики по истории инженерии и технологий". ethw.org. Получено 21 марта 2018.
^ США 2014869, Тир-младший, Бенджамин Р. и Макс А. Уайтинг, "Электрореагирующее устройство", опубликовано 15 ноября 1932 г., выпущено 17 сентября 1935 г.
^ Модель Cadillac 5-X, 5-ламповый супергетеродинный радиоприемник, использовала синхронный вибратор для генерации питания B +. RadioMuseum.org, http://www.radiomuseum.org/r/cadillacge_5x.html#a
^ «1960: Показан металлооксидный полупроводниковый (МОП) транзистор». Кремниевый двигатель. Музей истории компьютеров. Получено 31 августа, 2019.
^ «Применение полевых МОП-транзисторов в современных схемах переключения мощности». Электронный дизайн. 23 мая 2016. Получено 10 августа 2019.
^ "google.com/patents - Система питания транзисторного преобразователя". google.com. Получено 21 марта 2018.
^ Кен Ширрифф (январь 2019). "Внутри основной памяти навигационного компьютера Apollo". righto.com. Получено 4 июля 2019.
^ Прецизионные регуляторы напряжения µA723, http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ua723.pdf технический паспорт август 1972 г., редакция июль 1999 г.
^ "slack.com - Информация о тестовом оборудовании и электронике". slack.com. Архивировано из оригинал 2 августа 2002 г.. Получено 21 марта 2018.
^ «Список плагинов 7000». www.kahrs.us. Получено 21 марта 2018.
^ tek.com - Часто задаваемые вопросы об осциллографах серии 7000
^ docmesure.free.fr - TEKSCOPE, март 1971 г. 7704 Высокоэффективный источник питания (руководство по обслуживанию, март 1971 г.pdf)
^ ^а ^б Ширрифф, Кен (август 2019 г.). «Тихая переделка компьютерных блоков питания: улучшенные за полвека транзисторы и импульсные регуляторы произвели революцию в дизайне компьютерных блоков питания». IEEE Spectrum. Получено 2019-09-12.
^ Килбейн, Дорис (07.12.2009). "Роберт Бошерт: человек многих шляп меняет мир источников питания". Электронный дизайн. Получено 2019-09-12.
^ Ассоциация производителей блоков питания: генеалогия
^ Компьютерные продукты получили новое имя: Artesyn
^ Компьютерные продукты покупает конкурирующий производитель
^ "jacques-laporte.org - Блок питания HP-35 и другие старинные калькуляторы HP". citycable.ch. Получено 21 марта 2018.
^ «Xerox Alto от Y Combinator: восстановление легендарного компьютера с графическим интерфейсом пользователя 1970-х». arstechnica.com. Получено 21 марта 2018.
^ Smithsonian Chips: профили североамериканских компаний стр.1-192
^ businessinsider.com - ЭКСКЛЮЗИВ: Интервью с первым генеральным директором Apple Майклом Скоттом 2011-05-24
^ «HP 3048A». hpmemoryproject.org.
^ «Возможность экономии энергии за счет повышения эффективности энергоснабжения».
^ https://lygte-info.dk/info/SMPS%20workings%20UK.html
^ «Информация о легком покалывании - НАС». pcsupport.lenovo.com.
^ «Запрет ткацких станков для внешних трансформаторов». 080224 sound.whsites.net
^ «Производство, поставка и использование электроэнергии постоянного тока, Белая книга EPRI» (PDF). Стр. 9 080317 mydocs.epri.com
^ Примечания по поиску и устранению неисправностей и ремонту малых импульсных источников питания: Переключение между входом 115 В переменного тока и 230 В переменного тока. Поищите на странице "удвоитель" для получения дополнительной информации. Проверено в марте 2013 года.
^ ^а ^б ^c Фаутц, Джеррольд. «Введение в руководство по проектированию импульсных источников питания». Получено 2008-10-06.
^ Прессман 1998, п. 306
^ ^а ^б ON Semiconductor (11 июля 2002 г.). «Источники питания SWITCHMODE - Справочное руководство и руководство по проектированию» (PDF). Получено 2011-11-17.
^ «Фильтр активной мощности, реализованный с помощью многоуровневых однофазных преобразователей NPC». 2011. Архивировано с оригинал в 2014-11-26. Получено 2013-03-15.
^ «Основы преобразователя постоянного тока в постоянный». Архивировано из оригинал на 2005-12-17. 090112 powerdesigners.com
^ «ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ DC-DC: ПРАЙМЕР» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 18 апреля 2009 г. 090112 jaycar.com.au Стр. 4
^ "Хайнц Шмидт-Вальтер". h-da.de.
^ Ирвинг, Брайан Т .; Йованович, Милан М. (март 2002 г.), Анализ и разработка самоколебательного обратноходового преобразователя (PDF), Proc. IEEE Applied Power Electronics Conf. (APEC), стр. 897–903, архивировано с оригинал (PDF) на 2011-07-09, получено 2009-09-30
^ «Топология RDFC для линейной замены». Архивировано из оригинал на 2008-09-07. 090725 camsemi.com Дополнительная информация о резонансной прямой топологии для потребительских приложений
^ "Уравнение усиления улучшает страницу характеристик обратного хода". 100517 powerelectronics.com
^ «Ошибка - EDN». EDN. Архивировано из оригинал на 2016-05-23.
^ «Плохие конденсаторы: информация и симптомы». 100211 lowyat.net
^ (PDF). 15 марта 2012 г. https://web.archive.org/web/20120315203753/http://www.sitmlucknow.com/publication/Jha%5B2%5D.pdf. Архивировано из оригинал (PDF) 15 марта 2012 г. Отсутствует или пусто | название = (помощь)

дальнейшее чтение

Бассо, Кристоф (2008), Импульсные источники питания: моделирование и практические разработки SPICE, МакГроу-Хилл, ISBN 978-0-07-150858-2
Бассо, Кристоф (2012), Проектирование контуров управления для линейных и импульсных источников питания: Учебное руководство, Артек Хаус, ISBN 978-1608075577
Браун, Марти (2001), Справочник по источникам питания (2-е изд.), Newnes, ISBN 0-7506-7329-X
Эриксон, Роберт В .; Максимович, Драган (2001), Основы силовой электроники (Второе изд.), ISBN 0-7923-7270-0
Лю, Минлян (2006), Делаем понятные схемы с переключаемыми конденсаторами, Эльзевьер, ISBN 0-7506-7907-7
Ло, Фанг Линь; Е, Хун (2004), Усовершенствованные преобразователи постоянного тока в постоянный, CRC Press, ISBN 0-8493-1956-0
Ло, Фанг Линь; Йе, Хонг; Рашид, Мухаммед Х. (2005), Силовая цифровая силовая электроника и приложения, Эльзевьер, ISBN 0-12-088757-6
Маниктала, Санджая (2004), Дизайн и оптимизация импульсных источников питания, МакГроу-Хилл, ISBN 0-07-143483-6
Маниктала, Санджая (2006), Переключение источников питания от А до Я, Newnes / Elsevier, ISBN 0-7506-7970-0
Маниктала, Санджая (2007), Устранение неисправностей переключаемых преобразователей мощности: практическое руководство, Newnes / Elsevier, ISBN 978-0-7506-8421-7
Мохан, Нед; Undeland, Tore M .; Роббинс, Уильям П. (2002), Силовая электроника: преобразователи, применение и дизайн, Wiley, ISBN 0-471-22693-9
Нельсон, Карл (1986), LT1070 Руководство по проектированию, AN19, Линейная технология Замечания по применению, дающие обширное введение в приложениях Buck, Boost, CUK, Inverter. (скачать в формате PDF с http://www.linear.com/designtools/app_notes.php )
Прессман, Авраам I .; Биллингс, Кейт; Мори, Тейлор (2009), Импульсный источник питания (Третье изд.), McGraw-Hill, ISBN 978-0-07-148272-1
Рашид, Мухаммад Х. (2003), Силовая электроника: схемы, устройства и приложения, Прентис Холл, ISBN 0-13-122815-3

внешняя ссылка

СМИ, связанные с Импульсные источники питания в Wikimedia Commons
Плакат с топологиями импульсных источников питания - Инструменты Техаса
Источники мощности нагрузки для максимальной эффективности, Джеймс Колотти, опубликовано в EDN, 5 октября 1979 г.

[1] США 1037492, Кеттеринг, Чарльз Ф., "Система зажигания", опубликовано 2 ноября 1910 г., выпущено 3 сентября 1912 г.

[2] США 1754265, Курси, Филип Рэй, «Электрический конденсатор», опубликовано 23 июня 1926 г., выпущено 15 апреля 1930 г.

[ep6-3] а ^б "Когда был изобретен источник питания SMPS?". electronicspoint.com.

[4] «Электрические конденсаторы (Открытая библиотека)». openlibrary.org.

[5] "Из первых рук: история автомобильного регулятора напряжения - вики по истории инженерии и технологий". ethw.org. Получено 21 марта 2018.

[6] США 2014869, Тир-младший, Бенджамин Р. и Макс А. Уайтинг, "Электрореагирующее устройство", опубликовано 15 ноября 1932 г., выпущено 17 сентября 1935 г.

[7] Модель Cadillac 5-X, 5-ламповый супергетеродинный радиоприемник, использовала синхронный вибратор для генерации питания B +. RadioMuseum.org, http://www.radiomuseum.org/r/cadillacge_5x.html#a

[computerhistory-8] «1960: Показан металлооксидный полупроводниковый (МОП) транзистор». Кремниевый двигатель. Музей истории компьютеров. Получено 31 августа, 2019.

[9] «Применение полевых МОП-транзисторов в современных схемах переключения мощности». Электронный дизайн. 23 мая 2016. Получено 10 августа 2019.

[10] "google.com/patents - Система питания транзисторного преобразователя". google.com. Получено 21 марта 2018.

[11] Кен Ширрифф (январь 2019). "Внутри основной памяти навигационного компьютера Apollo". righto.com. Получено 4 июля 2019.

[12] Прецизионные регуляторы напряжения µA723, http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ua723.pdf технический паспорт август 1972 г., редакция июль 1999 г.

[13] "slack.com - Информация о тестовом оборудовании и электронике". slack.com. Архивировано из оригинал 2 августа 2002 г.. Получено 21 марта 2018.

[14] «Список плагинов 7000». www.kahrs.us. Получено 21 марта 2018.

[15] tek.com - Часто задаваемые вопросы об осциллографах серии 7000

[16] sure.free.fr - TEKSCOPE, март 1971 г. 7704 Высокоэффективный источник питания (руководство по обслуживанию, март 1971 г.pdf)

[Shirriff2019-17] а ^б Ширрифф, Кен (август 2019 г.). «Тихая переделка компьютерных блоков питания: улучшенные за полвека транзисторы и импульсные регуляторы произвели революцию в дизайне компьютерных блоков питания». IEEE Spectrum. Получено 2019-09-12.

[Kilbane2009-18] Килбейн, Дорис (07.12.2009). "Роберт Бошерт: человек многих шляп меняет мир источников питания". Электронный дизайн. Получено 2019-09-12.

[19] Ассоциация производителей блоков питания: генеалогия

[20] Компьютерные продукты получили новое имя: Artesyn

[21] Компьютерные продукты покупает конкурирующий производитель

[22] "jacques-laporte.org - Блок питания HP-35 и другие старинные калькуляторы HP". citycable.ch. Получено 21 марта 2018.

[23] «Xerox Alto от Y Combinator: восстановление легендарного компьютера с графическим интерфейсом пользователя 1970-х». arstechnica.com. Получено 21 марта 2018.

[24] Smithsonian Chips: профили североамериканских компаний стр.1-192

[25] usinessinsider.com - ЭКСКЛЮЗИВ: Интервью с первым генеральным директором Apple Майклом Скоттом 2011-05-24

[26] «HP 3048A». hpmemoryproject.org.

[27] «Возможность экономии энергии за счет повышения эффективности энергоснабжения».

[28] ttps://lygte-info.dk/info/SMPS%20workings%20UK.html

[29] «Информация о легком покалывании - НАС». pcsupport.lenovo.com.

[30] «Запрет ткацких станков для внешних трансформаторов». 080224 sound.whsites.net

[31] «Производство, поставка и использование электроэнергии постоянного тока, Белая книга EPRI» (PDF). Стр. 9 080317 mydocs.epri.com

[32] Примечания по поиску и устранению неисправностей и ремонту малых импульсных источников питания: Переключение между входом 115 В переменного тока и 230 В переменного тока. Поищите на странице "удвоитель" для получения дополнительной информации. Проверено в марте 2013 года.

[Foutz-33] а ^б ^c Фаутц, Джеррольд. «Введение в руководство по проектированию импульсных источников питания». Получено 2008-10-06.

[34] Прессман 1998, п. 306

[spsrm-35] а ^б ON Semiconductor (11 июля 2002 г.). «Источники питания SWITCHMODE - Справочное руководство и руководство по проектированию» (PDF). Получено 2011-11-17.

[36] «Фильтр активной мощности, реализованный с помощью многоуровневых однофазных преобразователей NPC». 2011. Архивировано с оригинал в 2014-11-26. Получено 2013-03-15.

[powerdesigners_dcdc_basics-37] «Основы преобразователя постоянного тока в постоянный». Архивировано из оригинал на 2005-12-17. 090112 powerdesigners.com

[jaycar_dcdc_primer-38] «ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ DC-DC: ПРАЙМЕР» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 18 апреля 2009 г. 090112 jaycar.com.au Стр. 4

[39] "Хайнц Шмидт-Вальтер". h-da.de.

[40] Ирвинг, Брайан Т .; Йованович, Милан М. (март 2002 г.), Анализ и разработка самоколебательного обратноходового преобразователя (PDF), Proc. IEEE Applied Power Electronics Conf. (APEC), стр. 897–903, архивировано с оригинал (PDF) на 2011-07-09, получено 2009-09-30

[camsemi_com-rdfc-41] «Топология RDFC для линейной замены». Архивировано из оригинал на 2008-09-07. 090725 camsemi.com Дополнительная информация о резонансной прямой топологии для потребительских приложений

[powerelectronics_flyback_equalization-42] "Уравнение усиления улучшает страницу характеристик обратного хода". 100517 powerelectronics.com

[ednzcszvs-43] «Ошибка - EDN». EDN. Архивировано из оригинал на 2016-05-23.

[lowyat_341368-44] «Плохие конденсаторы: информация и симптомы». 100211 lowyat.net

[cap-est-45] (PDF). 15 марта 2012 г. https://web.archive.org/web/20120315203753/http://www.sitmlucknow.com/publication/Jha%5B2%5D.pdf. Архивировано из оригинал (PDF) 15 марта 2012 г. Отсутствует или пусто | название = (помощь)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[34]

[35]

[36]

[37]

[38]

[39]

1

[40]

2

[41]

[42]

[43]

[44]

[45]