스위칭 전원 공급 장치 기술의 지속적인 성숙으로 응용 분야가 더욱 넓어졌습니다. 기존의 연속 조정 전원 공급 장치와 비교하여 스위칭 전원 공급 장치는 효율성, 전자기 오염, 볼륨 및 신뢰성 측면에서 크게 향상되었습니다. 반면에 최신 솔리드 스테이트 FM 방송 송신기는 전원 공급 장치에 대한 요구 사항이 점점 더 높아지고 있으며 스위칭 전원 공급 장치 기술의 성숙도, 구성 요소의 지속적인 업데이트 및 고 신뢰성 제어 칩의 적용은 완전히 충족 할 수 있습니다. FM 방송 송신기의 요구 사항. 현재 고체 FM 방송 송신기의 여자 기 및 전력 증폭기와 같은 구성 요소는 일반적으로 스위칭 전원 공급 장치를 에너지 지원으로 사용합니다. 미래의 디지털 제어 및 관리는 스위칭 전원 공급 장치에 대한 더 높은 요구 사항을 제시합니다. 지능형, 디지털, 소형 및 높은 신뢰성은 FM 방송 송신기 용 스위칭 전원 공급 장치의 개발 방향이 될 것입니다.
스위칭 전원 공급 장치
전원은 전체 FM 방송 송신기의 핵심입니다. 송신기 실의 다양한 장비 간의 전자기 호환성, 송신기의 전반적인 효율성, 전원 공급 장치의 신뢰성 및 일상적인 유지 관리를 고려할 때 스위칭 전원 공급 장치는 의심 할 여지없이 솔리드 스테이트 FM 방송의 전원 공급 장치에 가장 적합한 선택입니다. 송신기. 스위칭 전원 공급 장치의 우수한 특성은 주로 다음과 같은 측면에서 반영됩니다. 첫째 : 더 작은 크기. 파워 앰프와 통합 및 조립할 수 있습니다. 수백 kHz의 스위칭 주파수는 필터 임피던스 구성 요소의 부피를 최소화하여 송신기의 무게와 부피를 줄이고 운송 및 일상적인 유지 보수에 편리합니다. 둘째 : 효율성 향상. 전원 스위칭 튜브 MOSFET과 같은 새로운 장치의 적용을 포함하여 스위칭 전원 공급 장치 다중 회로 토폴로지의 스위칭 기술은 손실을 줄이고 전원 공급 시스템의 효율성을 향상시키는 데 중요한 보증입니다. 셋째 : 전자기 오염 감소. 송신기 전원 공급 장치의 전자기 간섭 (EMI) 필터 회로 및 관련 높은 스파이크 흡수 회로는 전원 공급 장치의 전류 고조파가 요구 사항을 충족하도록 중요한 보증입니다. 전력망에 대한 전원 공급 장치의 부하 특성을 개선 할뿐만 아니라 전력망에 대한 심각한 영향을 줄일 수 있습니다. 오염은 또한 다른 네트워크 장비에 대한 고조파 간섭을 줄일 수 있습니다. 넷째 : 신뢰성이 더욱 향상되었습니다. 낙뢰, 유도 또는 역과 전압에 대한 다양한 보호 조치와 XNUMX 가지 안티 페인트 (방습, 소금 및 곰팡이 방지)로 코팅 된 인쇄 회로 기판을 사용하면 고장 가능성을 최소화 할 수 있습니다.
스위칭 전원 공급 장치
스위칭 전원 공급 장치는 전원 스위치 튜브가 on-off 작동을 위해 특정 주파수에서 지속적으로 제어되어 에너지 저장 요소 (예 : 인덕터 및 커패시터)를 통해 컨버터 또는 부하에 전원을 공급할 수있는 전원 공급 장치의 한 형태입니다. . 듀티 사이클, 스위칭 주파수 또는 상대 위상이 변경되는 한 평균 출력 전압 또는 전류를 제어 할 수 있습니다. 스위칭 전원 공급 장치의 스위칭 주파수 범위는 20kHz에서 수 MHz입니다. 전원 공급 장치의 전력이 90W보다 큰 작업 환경의 경우 일반적으로 스위칭 전원 공급 장치는 1 단계 변환 방법을 채택합니다. 즉, 역률 보정 (PFC)은 컨버터와 DC / DC 컨버터를 제어합니다. 특히 여기서 언급해야 할 것은 역률 보정 회로입니다. 입력 전압과 전류가 동일한 위상에서 작동하도록 설정됩니다. 그 결과 역률이 XNUMX에 가까워지고 피상 전력이 모두 유효 전력으로 변환되며 시스템 효율이 향상됩니다. PFC 보정 회로가없는 경우 입력 전류가 좁은 펄스 폭과 높은 피크 값 펄스 형태로 스위칭 전원 공급 장치에 입력되어 심각한 고조파 간섭 성분을 유발합니다. 이러한 고조파 구성 요소는 부하에 에너지를 제공 할뿐만 아니라 변압기 및 기타 장비가 가열되도록합니다. 역률 보정 회로는 능동 및 수동의 두 가지 유형으로 나뉩니다. FM 방송 송신기의 대부분의 스위칭 전원 공급 장치는 활성 역률 보정 기능이있는 AC / DC 컨버터와 독립 DC / DC 컨버터로 구성된 활성 역률 보정 회로를 사용합니다. AC / DC 컨버터는 주로 EMI 필터, 슬로우 스타트 회로, 브리지 정류기, PFC 컨트롤러, 전력 구동 회로 및 컨버터 회로 (전원 스위치 MOSFET, 에너지 저장 인덕터 L, 고속 복구 정류기 다이오드 및 필터 커패시터 및 기타 구성으로 구성됨)를 포함합니다.
AC 입력은 EMI 필터 회로를 통과하여 차동 및 공통 전자기 간섭 신호를 필터링 한 다음 느린 시작 회로에 입력되고 지연 후 전체 전압이 브리지 정류기 회로에 추가되고 출력 DC가 출력됩니다. 전력 MOSFET에 전압이 제공됩니다. 배수. PFC 컨트롤러는 8 핀 LT1249 역률 제어 칩과 더 적은 수의 주변 부품으로 구성된 회로입니다. 8 번 핀은 구동 회로를 통해 MOSFET 전원 스위치의 게이트에 추가되는 100kHz의 스위칭 주파수로 구동 신호를 출력하고 MOSFET 컨버터는 특정 듀티 사이클로 스위치를 켜고 끄고 필요한 출력을 출력합니다. DC 전압. Linear Technology에서 생산 한 LT1249 통합 칩에는 발진기, 전류 배율기, 전류 증폭기, 오류 전압 증폭기, 전압 비교기 및 기준 전압 소스가 내장되어 있습니다. 설정된 고주파 펄스 폭 변조 전류를 평균화함으로써 LT1249는 가능한 가장 낮은 전류 왜곡을 달성 할 수 있으며 연속 및 불연속 작동 모드에서 작동 할 수 있습니다. 또한 오류 전압 증폭기의 전류를 제곱하는 내장 된 전류 배율기는 경부 하에서 AC 이득을 감소시켜 낮은 전류 왜곡과 높은 시스템 안정성을 유지할 수 있습니다. PFC 컨트롤러는 브리지 정류기, 컨버터 및 이들 간의 감지 저항에서 감지 신호를 추출하여 피크 전류 제한 및 과전압 보호와 같은 여러 보호 기능을 구현합니다.
주로 스위칭 변압기, MOSFET 전원 스위치 튜브, 정류기 부품, 감지 회로 (전압, 전류 및 온도 샘플링 포함), 보조 전원 공급 장치, UC3843PWM 컨트롤러 및 관련 구동 회로로 구성됩니다. 이전 단계에서 입력 된 DC 전압은 병렬 전원 스위치 MOSFET의 드레인에 추가되고 게이트 입력은 UC3843 제어 칩의 설정된 주파수 스위칭 신호에 의해 구동 회로에 의해 제공됩니다. 스위칭 변압기에 의해 전압이 상승 된 후 필요한 DC 전압은 정류 및 필터링을 통해 얻습니다. UC3843 제어 칩은 전류 모드 PWM 제어 조정기입니다. 최적화 된 DC / DC 컨버터, 낮은 시작 전류, 자동 피드 포워드 보상, 전류 제한, 저전압 잠금, 펄스 억제, 고전류 드라이브 및 최대 500kHz 스위칭 주파수의 특성을 가지고 있습니다. UC3843의 내부 회로 분석에서 정류 및 필터링 후 XNUMX 차 변압기의 내부 기준 신호와 전압 샘플링 값이 오류 증폭기에서 처리됩니다. 처리 된 오류 전압과 감지 저항에 의해 형성된 전압은 PWM 비교기에 입력되고 출력은 클럭 신호와 동일한 방식입니다. 파형 처리는 트리거 회로에서 수행되고 마지막으로 클럭 주파수와 동일한 주파수의 스위칭 주파수 신호가 출력됩니다.
실제 응용에서 관련된 문제에 대한 논의
스위칭 전원 공급 장치는 다양한 이유로 인해 FM 방송 송신기를 사용하는 동안 오류가 발생할 가능성이 더 큽니다. 송신기 실의 환경 요인 (예 : 환기, 온도 및 습도), 전원 제어 캐비닛의 번개 보호 문제, 스위칭 전원 공급 장치 자체 설계 및 장치 문제, 직원 오작동 문제는 모두 숨겨진 실패 위험입니다. 장비가 정상적으로 작동하려면 필요한 전문 지식을 습득하는 것 외에도 지속적인 경험 축적이 필요합니다. 스위칭 전원 공급 장치에 내장 된 보조 보호 회로의 오류 표시를 관찰하고 분석하여 고장률을 최소화 할 수 있습니다. 스위칭 전원 공급 장치는 작동 중에 상대적으로 큰 서지 전류를 생성하는 대용량 에너지 저장 커패시터를 사용하므로 AC 전압이 피크 값에 가까워지면 스위칭 튜브가 꺼집니다. 입력 AC 전압 자체의 즉각적인 변화도 동일한 결과를 초래할 수 있습니다. 따라서 스위칭 전원 공급 장치의 실제 회로에서 음의 온도 특성을 가진 서미스터가 브리지 정류기 블록 앞에 직렬로 사용되는 경우가 많습니다. 전원 스위치가 닫히면 서미스터는 온도가 낮고 저항이 높으며 서지 전류가 억제됩니다. 전류가 흐르면서 서미스터의 온도가 상승하면 저항이 6으로 떨어지고 전체 입력 전압이 부하에 추가됩니다. 그러나이 기본 보호 메커니즘은 실제 사용시 약간 부족합니다. 전원 스위치를 몇 초 동안 껐다가 다시 닫으면 서미스터를 식힐 충분한 시간이 없습니다. 이때 진폭이 피크 값에 가까운 입력 AC 전압은 정상보다 더 큰 서지 전류를 생성합니다. 전류는 감지 저항에서 1249V보다 높은 전압을 생성하며 LTXNUMX 칩은 전원이 켜지지 않았기 때문에 보호 역할을 할 수 없습니다. 이것은 파워 스위치 MOSFET의 고장 및 단락 손상의 직접적인 원인입니다. 이는 연초 대련의 강한 폭풍과 강우로 인한 많은 FM 라디오 송신기의 정전에서 확인되었습니다.
AC 회로 입력의 양쪽 끝에 병렬로 연결된 배리스터도 전기 서지를 흡수 할 수 있습니다. 주변 온도가 변하지 않는 조건에서는인가 전압이 증가함에 따라 배리스터의 저항이 급격히 감소합니다. 따라서 서지 흡수에 탁월한 효과가 있습니다. 파워 앰프 전원의 전환으로 인한 서지 전압을 방지하기 위해 배리스터를 전원 선 사이에 연결하여 전원 공급 장치를 보호합니다.
접지선은 가장 기본적이고 간단한 안전 조치입니다. 송신기의 캐비닛, 전력 증폭기 상자 쉘, 전원 공급 장치 쉘, 패널 및 도어가 서로 연결되고 송신기의 접지 단자에 연결되었습니다. 트랜스미터를 제자리에 설치 한 후 장치의 접지 단자 (송신기의 전원 공급 장치 부분에 있음)를 서로 연결해야합니다. 바닥 판의 모서리는 기계실의지면과 확실하게 연결되어 누전으로 인한 불행한 사고를 방지합니다. 동시에 접지가 필요한 회로의 각 지점을 접지하여 접지해야하는 전류와 송신기에서 누출 된 고주파 전류가 원활하게 접지로 흐를 수 있도록해야합니다.
결론
스위칭 전원 공급 장치에는 다양한 회로 토폴로지 조합이 있지만 부하 유형, 전력 요구 사항, 제어 방법 등과 같은 경우에 따라 다른 옵션이 있지만 스위칭 전원 공급 장치의 PFC 제어 장치 및 PWM 제어 장치는 다음과 같습니다. 주파수 변조 방송 송신기 인 코어입니다. 품질 신호 전송 및 방출에 대한 중요한 보증입니다. 또한 장비를 사용하는 동안 장비의 작동 상태와 고장 현상을 완전히 이해하고 경험과 교훈을 지속적으로 축적 할 필요가 있습니다. 이렇게하면 스위칭 전원 공급 장치의 고장 특성을 파악하고 FM 라디오 송신기의 유지 관리 수준을 개선하며 장비가 정상 작동 상태인지 확인하는 데 도움이됩니다. .
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