Avec la maturité continue de la technologie d'alimentation à découpage, ses domaines d'application ont été encore élargis. Par rapport à l'alimentation régulée continue en série traditionnelle, l'alimentation à découpage a été grandement améliorée en termes d'efficacité, de pollution électromagnétique, de volume et de fiabilité. D'autre part, les derniers émetteurs de diffusion FM à semi-conducteurs ont des exigences de plus en plus élevées en matière d'alimentation, tandis que la maturité de la technologie d'alimentation à découpage, la mise à jour continue des composants et l'application de puces de contrôle à haute fiabilité peuvent pleinement répondre à la exigences des émetteurs de radiodiffusion FM. Actuellement, les composants tels que les excitateurs et les amplificateurs de puissance dans les émetteurs de diffusion FM à semi-conducteurs utilisent généralement des alimentations à découpage comme support d'énergie. La commande et la gestion numériques futures présentent des exigences plus élevées pour les alimentations à découpage. Intelligent, numérique, de petite taille et de haute fiabilité sera la direction du développement des alimentations à découpage pour les émetteurs de diffusion FM.
changer de source d'alimentation
La source d'alimentation est le cœur de puissance de l'ensemble de l'émetteur de diffusion FM. Compte tenu de la compatibilité électromagnétique entre les différents équipements de la salle de l'émetteur, de l'efficacité globale de l'émetteur, de la fiabilité de l'alimentation et de la maintenance quotidienne, les alimentations à découpage sont sans aucun doute le meilleur choix pour l'alimentation de la diffusion FM à semi-conducteurs. émetteurs. Les excellentes caractéristiques de l'alimentation à découpage se reflètent principalement dans les aspects suivants. Premièrement: une taille plus petite. Il peut être intégré et assemblé avec l'amplificateur de puissance. La fréquence de commutation de plusieurs centaines de kHz minimise le volume du composant d'impédance du filtre, ce qui réduit le poids et le volume de l'émetteur, et est pratique pour le transport et l'entretien quotidien. Deuxièmement: une plus grande efficacité. Y compris l'application de nouveaux dispositifs tels que le tube de commutation de puissance MOSFET, la technologie de commutation des topologies de circuits multiples d'alimentation à découpage est une garantie importante pour réduire les pertes et améliorer l'efficacité du système d'alimentation. Troisièmement: moins de pollution électromagnétique. Le circuit de filtrage des interférences électromagnétiques (EMI) et le circuit d'absorption à pointes élevé associé dans l'alimentation de l'émetteur sont des garanties importantes pour que les harmoniques de courant de l'alimentation répondent aux exigences. Il peut non seulement améliorer les caractéristiques de charge de l'alimentation électrique du réseau électrique, mais également réduire l'impact grave sur le réseau électrique. La pollution peut également réduire les interférences harmoniques avec d'autres équipements du réseau. Quatrièmement: la fiabilité a été encore améliorée. Une variété de mesures de protection contre la foudre, l'induction ou la contre-surtension et l'utilisation de circuits imprimés revêtus de trois anti-peinture (anti-humidité, anti-sel et anti-moisissure) peuvent minimiser la probabilité de défaillance.
Application d'alimentation à découpage
L'alimentation à découpage est une forme d'alimentation dans laquelle le tube de l'interrupteur d'alimentation est contrôlé en continu à une certaine fréquence pour un fonctionnement marche-arrêt, de sorte qu'il puisse fournir de l'énergie au convertisseur ou charger via des éléments de stockage d'énergie (tels que des inducteurs et des condensateurs). . Tant que le rapport cyclique, la fréquence de commutation ou la phase relative est modifiée, la tension ou le courant de sortie moyen peut être contrôlé. La fréquence de découpage de l'alimentation à découpage va de 20 kHz à plusieurs MHz. Pour les occasions de travail où la puissance de l'alimentation est supérieure à 90 W, l'alimentation à découpage adopte généralement une méthode de conversion en deux étapes. Autrement dit, la correction du facteur de puissance (PFC) contrôle le convertisseur et le convertisseur CC / CC. En particulier, il convient de mentionner ici le circuit de correction du facteur de puissance. Il est réglé pour garantir que la tension d'entrée et le courant fonctionnent dans la même phase. En conséquence, le facteur de puissance est proche de 1, la puissance apparente est entièrement convertie en puissance active et l'efficacité du système est améliorée. S'il n'y a pas de circuit de correction PFC, le courant d'entrée sera entré dans l'alimentation à découpage sous la forme d'une largeur d'impulsion étroite et d'une impulsion de valeur de crête élevée, provoquant de graves composants d'interférence harmonique. Ces composants harmoniques non seulement ne fournissent aucune énergie à la charge, mais provoquent également le réchauffement du transformateur et d'autres équipements. Les circuits de correction du facteur de puissance sont divisés en deux types, actifs et passifs. La plupart des alimentations à découpage des émetteurs de diffusion FM utilisent des circuits de correction du facteur de puissance actif, qui sont composés d'un convertisseur CA / CC avec correction du facteur de puissance active et d'un convertisseur CC / CC indépendant. Le convertisseur AC / DC comprend principalement: un filtre EMI, un circuit de démarrage lent, un pont redresseur, un contrôleur PFC, un circuit d'entraînement de puissance et un circuit de convertisseur (composé d'un interrupteur d'alimentation MOSFET, d'une inductance de stockage d'énergie L, d'une diode de redressement à récupération rapide et d'un condensateur de filtre et d'autres compositions.
L'entrée CA est passée à travers le circuit de filtre EMI pour filtrer les signaux d'interférence électromagnétiques différentiels et communs, puis entrée dans le circuit de démarrage lent, et après un délai, la tension complète est ajoutée au circuit redresseur en pont et à la sortie CC une tension est fournie au MOSFET de puissance. Drainer. Le contrôleur PFC est un circuit composé d'une puce de contrôle du facteur de puissance LT8 à 1249 broches et de moins de composants périphériques. La 8ème broche émet un signal de commande avec une fréquence de commutation de 100 kHz, qui est ajouté à la porte de l'interrupteur d'alimentation MOSFET via le circuit de commande, et le convertisseur MOSFET commence à s'allumer et à s'éteindre avec un certain rapport cyclique, et émet le signal requis. Tension continue. La puce intégrée LT1249 produite par Linear Technology possède des oscillateurs intégrés, des multiplicateurs de courant, des amplificateurs de courant, des amplificateurs de tension d'erreur, des comparateurs de tension et des sources de tension de référence. En calculant la moyenne du courant de modulation de largeur d'impulsion haute fréquence réglé, le LT1249 peut obtenir la distorsion de courant la plus faible possible et peut fonctionner dans des modes de fonctionnement continus et discontinus. De plus, le multiplicateur de courant intégré mettant au carré le courant de l'amplificateur de tension d'erreur peut réduire le gain CA à faible charge, maintenant ainsi une faible distorsion de courant et une stabilité élevée du système. Le contrôleur PFC extrait les signaux de détection du pont redresseur, du convertisseur et de la résistance de détection entre eux pour mettre en œuvre plusieurs fonctions de protection, telles que la limite de courant de crête et la protection contre les surtensions.
Il est principalement composé d'un transformateur de commutation, d'un tube de commutation d'alimentation MOSFET, de composants de redresseur, d'un circuit de détection (y compris l'échantillonnage de tension, de courant et de température), d'une alimentation auxiliaire, d'un contrôleur UC3843PWM et d'un circuit de pilotage associé. L'entrée de tension continue de l'étage précédent est ajoutée au drain du commutateur d'alimentation parallèle MOSFET, et son entrée de grille est fournie par le circuit de commande par le signal de commutation de fréquence réglé dans la puce de commande UC3843. Une fois la tension augmentée par le transformateur de commutation, la tension continue requise est obtenue par redressement et filtrage. La puce de contrôle UC3843 est un régulateur de contrôle PWM en mode courant. Il présente les caractéristiques d'un convertisseur CC / CC optimisé, d'un faible courant de démarrage, d'une compensation automatique par anticipation, d'une limite de courant, d'un verrouillage de basse tension, d'une suppression des impulsions, d'un entraînement à courant élevé et d'une fréquence de commutation jusqu'à 500 kHz. A partir de l'analyse du circuit interne de l'UC3843, le signal de référence interne et la valeur d'échantillonnage de tension du secondaire du transformateur après redressement et filtrage sont traités dans l'amplificateur d'erreur. La tension d'erreur traitée et la tension formée par la résistance de détection sont entrées dans le comparateur PWM, et sa sortie est de la même manière que le signal d'horloge. Le traitement de forme d'onde est effectué dans le circuit de déclenchement, et enfin un signal de fréquence de commutation avec la même fréquence que la fréquence d'horloge est émis.
Discussion des questions connexes dans les applications pratiques
L'alimentation à découpage a un plus grand risque de panne lors de l'utilisation d'émetteurs de diffusion FM pour diverses raisons. Les facteurs environnementaux (tels que la ventilation, la température et l'humidité) dans la salle de l'émetteur, les problèmes de protection contre la foudre dans l'armoire de commande électrique, les problèmes de conception et de dispositif de l'alimentation à découpage, et les problèmes de mauvais fonctionnement du personnel sont tous des dangers cachés de défaillance. Si vous souhaitez que l'équipement fonctionne normalement, en plus de maîtriser les connaissances professionnelles nécessaires, une accumulation continue d'expérience est également nécessaire. Le taux de défaillance peut souvent être minimisé en observant et en analysant l'affichage des défauts du circuit de protection auxiliaire intégré à l'alimentation à découpage. L'alimentation à découpage utilise un condensateur de stockage d'énergie de grande capacité, qui génère un courant de surtension relativement important pendant le fonctionnement, de sorte que le tube de commutation est éteint lorsque la tension alternative est proche de la valeur de crête. La modification instantanée de la tension alternative d'entrée elle-même peut également provoquer le même résultat. Par conséquent, dans le circuit réel de l'alimentation à découpage, une thermistance avec des caractéristiques de température négatives est souvent utilisée en série devant le bloc redresseur en pont. Lorsque l'interrupteur d'alimentation est fermé, la thermistance a une température basse et un état de résistance élevé, et le courant de surtension est supprimé. Lorsque la température de la thermistance augmente au fur et à mesure que le courant circule, la résistance tombe à zéro et la tension d'entrée complète est ajoutée à la charge. Cependant, ce mécanisme de protection de base est légèrement insuffisant en utilisation réelle. Si l'interrupteur d'alimentation est éteint pendant quelques secondes puis refermé, la thermistance n'a pas suffisamment de temps pour se refroidir. À ce moment, la tension alternative d'entrée avec l'amplitude proche de la valeur de crête générera un courant de surtension plus important que la normale. Le courant produit une tension supérieure à 6 V sur la résistance de détection, et comme la puce LT1249 n'a pas été sous tension, elle ne peut pas jouer un rôle protecteur. Ceci est la cause directe de la panne et des courts-circuits endommagés du commutateur d'alimentation MOSFET. Cela a été confirmé par les pannes de courant de nombreux émetteurs de radio FM provoquées par de fortes tempêtes et des pluies catastrophiques à Dalian au début de l'année.
La varistance connectée en parallèle aux deux extrémités de l'entrée du circuit CA peut également absorber les surtensions électriques. Dans la condition que la température ambiante ne change pas, la résistance de la varistance diminue fortement à mesure que la tension appliquée augmente. Par conséquent, il a un effet supérieur sur l'absorption des surtensions. Afin d'éviter la surtension provoquée par la commutation de l'alimentation de l'amplificateur de puissance, une varistance est connectée entre les lignes d'alimentation pour protéger l'équipement d'alimentation.
Le fil de mise à la terre est la mesure de sécurité la plus élémentaire et la plus simple. L'armoire, la coque du boîtier de l'amplificateur de puissance, la coque d'alimentation, le panneau et la porte de l'émetteur ont été connectés l'un à l'autre et connectés à la borne de terre de l'émetteur. Une fois l'émetteur installé, la borne de terre de l'unité (située dans la partie alimentation de l'émetteur) doit être connectée l'une à l'autre. Les coins de la plaque inférieure sont reliés de manière fiable avec le sol de la salle des machines pour éviter l'apparition d'incidents malheureux dus à une fuite électrique. Dans le même temps, il est également nécessaire de mettre à la terre chaque point du circuit qui nécessite une mise à la terre, afin de garantir que le courant qui doit être mis à la terre et le courant haute fréquence fui par l'émetteur peuvent circuler en douceur dans le sol.
Conclusion
Bien que l'alimentation à découpage ait une variété de combinaisons de topologie de circuit, il existe différentes options en raison d'occasions différentes telles que les types de charge, les exigences d'alimentation, les méthodes de contrôle, etc., mais l'unité de commande PFC et l'unité de commande PWM de l'alimentation à découpage sont le noyau, qui est l'émetteur de diffusion à modulation de fréquence. Une garantie importante pour la qualité de la transmission et de l'émission du signal. De plus, lors de l'utilisation de l'équipement, il est nécessaire de bien comprendre l'état de fonctionnement et les phénomènes de défaillance de l'équipement, et d'accumuler continuellement l'expérience et les leçons. Cela aidera à comprendre les caractéristiques de défaillance de l'alimentation à découpage, améliorera le niveau de maintenance de l'émetteur radio FM et garantira que l'équipement est en état de fonctionnement normal. .
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