В этом видео мы расскажем о резонансных блоках питания. Обсудим их принцип работы, отличия от других видов, как достигается высокая эффективность и зачем в них необходим колебательный контур. Вы узнаете, как работает LLC-преобразователь и почему такой БП практически не греется.
Таймкоды
00:00:00 Введение в резонансные блоки питания
- Канал посвящен электронике, схематехнике и радиолюбительству.
- Рассматриваются различные типы блоков питания, включая резонансные.
- Цель видео — объяснить, как работают резонансные блоки питания, их эффективность и применение.
00:00:52 Принцип работы импульсных блоков питания
- Импульсные блоки питания работают по одному принципу: выпрямление переменного напряжения, генерация высокочастотного переменного тока, понижение напряжения трансформатором, повторное выпрямление и фильтрация.
- Импульсные блоки питания дешевле и компактнее, чем старые трансформаторные.
- Они более эффективны и имеют дополнительные функции, такие как стабилизация и обратная связь.
00:01:46 Особенности резонансных блоков питания
- Резонансные блоки питания отличаются генератором переменного тока.
- Генератор состоит из двухтактного каскада полевых транзисторов, контроллера, добавочной индуктивности и конденсатора.
- Конденсатор заряжается и разряжается, создавая высокочастотный переменный ток.
00:03:22 Реклама сервиса Авто.ру
- Реклама сервиса Авто.ру для покупки автомобилей.
- Сервис предлагает как новые, так и подержанные автомобили.
- Возможность настройки параметров и получения скидок и спецпредложений.
00:04:46 Принцип работы резонансного преобразователя
- Добавочная индуктивность увеличивает индуктивность рассеяния трансформатора.
- Индуктивность рассеяния — это часть магнитного поля, не поглощенная вторичной обмоткой.
- В резонансном блоке питания индуктивность рассеяния используется для создания колебательного контура.
00:06:21 Колебательный контур и его работа
- Колебательный контур состоит из катушки индуктивности и конденсатора.
- При подаче импульса конденсатор заряжается и разряжается через катушку.
- Частота колебаний зависит от индуктивности и емкости.
00:07:18 Применение колебательного контура в резонансных блоках питания
- В резонансных блоках питания используется индуктивность трансформатора и дополнительный дроссель.
- Индуктивность трансформатора должна быть высокой для работы колебательного контура.
- Трансформаторы для резонансных блоков питания сложнее в производстве.
00:08:37 Преимущества резонансного блока питания
- Колебательный контур прокачивает переменный ток через первичную обмотку трансформатора.
- Резонанс уменьшает сопротивление контура и сглаживает прямоугольные импульсы до синусоиды.
- Синусоидальный ток улучшает работу транзисторов и повышает КПД блока питания.
00:10:31 Стабилизация напряжения в резонансных блоках питания
- В импульсных блоках питания стабилизация осуществляется широтно-импульсной модуляцией ШИМ.
- В резонансных блоках питания используется частотно-импульсная модуляция ЧИМ.
- ЧИМ изменяет частоту импульсов, что позволяет регулировать напряжение на выходе.
00:11:29 Ограничения ЧИМ и преимущества ШИМ
- ЧИМ не позволяет достичь большого диапазона напряжения на выходе.
- Резонансные блоки питания не могут регулировать напряжение в большом диапазоне.
- ШИМ позволяет регулировать напряжение в широком диапазоне, что делает его более универсальным.
00:11:58 Применение и сборка резонансных блоков питания
- Технология резонансных блоков питания хорошо отработана и доступна для сборки.
- Примеры использования: премиальные компьютерные блоки питания.
- Призыв к зрителям делиться информацией о других применениях резонансных блоков питания.
- Поддержка канала через спонсорство на платформе Boosty.
Ссылка — Таймкоды сделаны при помощи Нейросети YandexGPT https://300.ya.ru/v_4fFuz8u8
Расшифровка видео
Поиск по видео
Начало
0:00
Здравствуйте дорогие друзья у нас тут с
0:02
вами канал про электронику схемотехника
0:04
и прочее радиолюбительство и такая
0:06
тематика канала просто не позволяет
0:08
обходить стороной блоки питания Есть
0:10
множество типов разновидностей топологии
0:13
блоков питания
0:18
прямоходяча питания есть ещё и линейные
0:21
в общем очень много видов и про Многие
0:23
из них мы уже делали видео И вот сегодня
0:25
мы с вами поговорим про Ещё один очень
0:28
интересный и необычный вид импульсных
0:31
блоков питания это резонансный блок
0:34
питания или ещё эту топологию называют
0:36
llc в этом видео разберёмся как такие
0:38
блоки питания работают чем они
0:40
отличаются от других видов Почему их
0:43
эффективность на очень высоком уровне
0:45
выясним что там у них резонирует и где
0:48
такие схемы
0:51
применяются как я уже сказал резонансные
Как устроены почти все БП?
0:53
блоки питания — это разновидность
0:55
импульсных блоков питания и все
0:57
импульсные блоки питания работают по
1:00
одному и тому же принципу сначала
1:02
берётся переменное напряжение из сети
1:04
Оно проходит через систему фильтрации
1:06
выпрямляется сглаживается конденсатором
1:08
а затем снова из уже выпрямленного
1:10
напряжения генерируется переменный ток
1:12
но только высокой частоты И уже потом
1:15
заново сгенерированный переменный ток
1:17
подаётся на импульсный трансформатор
1:19
Трансформатор понижает напряжение и
1:21
дальше это всё снова выпрямляется
1:22
сглаживается фильтруется и Вот так
1:24
работают почти все блоки питания Зачем
1:27
такие сложности а затем что так хоть и
1:30
сложнее но зато дешевле и компактнее да
1:33
старые советские блоки питания которые
1:35
состоят только из одного трансформатора
1:37
проще но сейчас делать такие
1:39
трансформаторы Дорого потому что они
1:41
большие и килограммы металла стоят
1:43
дороже чем горстка электронных
1:45
компонентов Да и тем более импульсные
1:47
блоки питания Чуть более эффективные и
1:50
имеют дополнительные полезные функции
1:52
всякие обратные связи стабилизации и так
1:54
далее более подробно в этой теме Мы
1:56
недавно разбирались в видео где
1:58
сравнивали линейные и импульсные блоки
2:00
питания если что Посмотрите ссылка в
2:02
верхнем правом углу и в описании и все
2:05
разновидности импульсных блоков питания
2:07
работают именно по этой блок-схеме И
2:09
основная разница всех разновидностей ИБП
2:12
заключается только в этом блоке в
2:15
генераторе переменного тока из
2:17
выпрямленного сетевого напряжения и вот
Чем уникален резонансный БП?
2:19
Герой нашего видео уникален именно этой
2:22
частью схемы у него точно такие же
2:24
входные фильтры в самом начале стоит
2:26
диодный мост конденсатор даже
2:28
трансформатор и выходная часть
2:30
более-менее стандартный но вот генератор
2:32
переменных импульсов тут особенный он
2:35
состоит из двухтактного Каскада полевых
2:37
транзисторов которыми управляет
2:39
контроллер добавочной индуктивности и
2:42
конденсатора Когда открывается верхний
2:44
транзистор конденсатор заряжается И тем
2:46
самым пропускает ток через первичную
2:48
обмотку трансформатора в этом
2:50
направлении А когда верхний транзистор
2:52
закрывается и открывается Нижний
2:54
конденсатор разряжается и при этом ток
2:56
течёт в обратную сторону это всё
2:58
повторяется десятки тысяч раз в секунду
3:00
и таким образом получаем высокочастотный
3:03
переменный ток через первичную обмотку
3:05
трансформатора это всё кстати похоже на
3:08
полумостовой генератор переменных
3:09
импульсов только здесь всё ещё проще как
3:12
же здесь всё здорово всё просто выглядит
3:14
эта схема даже приятно тут только есть
3:16
одно но так эта схема ни фига не
3:21
работает друзья как вы знаете покупка
Интеграция
3:24
машины — это всегда важное мероприятие
3:26
Недавно я сам начал подумывать о смене
3:29
авто но меня отталкивает огромное обилие
3:32
вариантов Да это конечно хорошо есть из
3:34
чего выбрать но надо во всём этом
3:36
разобраться понимать что сейчас
3:37
происходит на рынке в общем нужно
3:39
вникать чтобы не ошибиться Ну и цены
3:42
часто Кусаются но тут я вспомнил про
3:44
a.ru с этим сервисом сделать выбор
3:46
становится намного проще и быстрее
3:49
Почему Потому что хорошие машины
3:51
продаются именно там и на автору есть не
3:54
только б автомобиля но и новые машины в
3:57
разделе новые на a.ru я нашёл несколько
3:59
классных вариантов которые мне интересны
4:01
что круто настраивайте все необходимые
4:03
параметры с учётом своих пожеланий марка
4:05
модель комплектация и изучаете
4:08
предложения можно установить фильтр в
4:10
наличии если тачка нужна прямо сейчас
4:12
или на заказ А в карточке объявления в
4:14
разделе о модели собрано множество
4:16
подробной информации о машине в том
4:19
числе полезные статьи видеообзоры и
4:21
реальные отзывы от владельцев Ну и про
4:24
кусающие се цены на a.ru вы найдёте
4:26
скидки и спецпредложения от официальных
4:29
дилеров Что поможет неплохо сэкономить в
4:31
принципе вот и всё Всего пара кликов и
4:34
интересующие параметры учтены и
4:36
информация о модели получена так ещё и
4:38
покупка с выгодой поэтому помните что
4:40
новые машины продаются на a.ru ссылка на
4:43
сервис в
4:45
описании А как же на самом деле работает
Индуктивность рассеяния
4:48
эта схема резонансного преобразователя
4:51
Ну во-первых внимательный зритель
4:52
обратил внимание на эту индуктивность я
4:55
её до этого назвал добавочной
4:57
индуктивностью эта индуктивность нужна
5:00
чтобы добавлять к первичной обмотке
5:02
трансформатора дополнительную
5:04
индуктивность рассеяния Что такое
5:06
индуктивность рассеяния во-первых
5:08
индуктивность — это величина магнитного
5:10
поля которое создаёт катушка
5:11
индуктивности при протекании через неё
5:13
электрического тока у трансформатора
5:15
первичная обмотка в принципе может
5:17
считаться катушкой индуктивностью но у
5:19
трансформатора есть и вторичная обмотка
5:22
которая тоже находится под воздействием
5:24
этого магнитного поля и во время работы
5:26
вторичная обмотка как бы поглощает на
5:28
себя магнитное поле которая создала
5:30
первичная обмотка и вот индуктивность
5:32
рассеяния — это та часть магнитного поля
5:35
которое вторичная обмотка не может
5:37
принять на себя и вообще в
5:38
трансформаторах индуктивность рассения —
5:40
это паразитный параметр с которым
5:42
стараются бороться наматывают вторичную
5:44
обмотку поверх первичной чтобы всё
5:47
магнитное поле пересекала все витки
5:49
вторичной обмотки но всё равно остаётся
5:51
какая-то часть магнитного поля которая
5:54
не пересекает вторичную обмотку и во
5:56
время переключения транзисторов эта
5:57
паразитная индуктивность вызывает
5:59
самоиндукции которая может что-нибудь
6:01
пробить и чтобы с этим бороться ставят с
6:04
набер нае цепочки например так вот в
6:06
резонансном блоке питания вот эту
6:07
индуктивность рассения наоборот
6:09
увеличивают добавляют дополнительную
6:11
катушку индуктивности Но зачем а затем
6:14
чтобы совместно с этим конденсатором
6:17
получился колебательный
6:20
контур вот я произнёс термин
Колебательный контур
6:22
колебательный контур Теперь же придётся
6:24
объяснить что это такое как правило
6:26
колебательный контур состоит из двух
6:28
элементов катушки индуктивно и
6:30
конденсатора и если подать на этот
6:32
контур кратковременный электрический
6:33
импульс то конденсатор зарядится и тут
6:36
же разрядится через катушку
6:37
индуктивности От чего катушка
6:39
индуктивности тоже условно впитает этот
6:41
Импульс в виде магнитного поля и потом
6:43
самоиндукции отдаст в конденсатор этот
6:46
заряд но только уже ЭДС будет в другом
6:48
направлении такие вот свойства
6:50
самоиндукции и таким образом в
6:52
колебательном контуре возникают
6:53
переменные колебания которые затухают со
6:56
временем и вот частота этих колебаний
6:58
зависит от величины индуктивности
7:00
катушки и от ёмкости конденсатора это
7:03
называется частота резонанса А сам такой
7:05
контур ещё называют LC контур L — это
7:08
обозначение на схемах индуктивности а C
7:10
это обозначение конденсаторов А вот в
7:13
нашем блоке питания получился llc контур
7:16
потому что индуктивности У нас две это
7:18
индуктивность рассеяния самого
7:19
трансформатора плюс последовательно
7:21
соединённый дополнительный дрос и в этой
7:24
схеме учитывается только индуктивность
7:25
рассения трансформатора потому что
7:27
только эта часть индуктивности
7:29
трансформатора может отдавать ответные
7:31
импульсы для того чтобы возникали
7:33
колебания в этом колебательном контуре
7:36
остальная часть индуктивности
7:37
трансформатора будет передавать энергию
7:39
запасённой в магнитном поле во вторичную
7:41
обмотку понимаете но поскольку как я
7:44
сказал индуктивность рассения — это в
7:46
основном паразитный параметр
7:47
трансформаторы стараются делать так
7:49
чтобы этот параметр был на очень низком
7:52
уровне Именно поэтому в этой схеме нужен
7:54
дополнительный дроссель чтобы
7:56
колебательный контур мог работать но в
7:59
при в принципе есть возможность сделать
8:00
трансформатор сознательно хуже чтобы
8:03
индуктивность рассения была выше и тогда
8:05
можно отказаться от этого
8:07
дополнительного дросселя для этого
8:08
мотают первичную и вторичную обмотки не
8:11
поверх друг друга а в разных секциях от
8:13
этого индуктивность рассения становится
8:15
выше но это тоже не так уж и просто
8:18
нужно намотать трансформатор так чтобы
8:19
индуктивность рассения была не просто
8:21
какой-то А на определённом расчётном
8:24
значении и для резонансных блоков
8:26
питания делают серийно такие особенные
8:28
трансформаторы чтобы мо было обходиться
8:30
без дополнительного дросселя но такие
8:32
трансформаторы гораздо сложнее В
Как работает LLC блок питания?
8:36
производстве так ну ладно тут
8:38
колебательный контур мы разобрались Но
8:40
зачем он тут нужен Давайте смотреть как
8:42
я сказал колебательный контур имеет
8:44
определённую частоту на которой заряды
8:46
перетекают из индуктивности в
8:48
конденсатор туда-сюда как Вы уже поняли
8:50
первичная обмотка трансформатора
8:52
является частью этого колебательного
8:54
контура и заставляя работать
8:56
колебательный контур Мы тем самым
8:58
Прокачиваем первичную мотку переменным
9:00
током И если мы этой парой транзисторов
9:02
Будем подавать импульсы с этой же
9:04
частотой на колебательный контур то у
9:07
нас случится резонанс во-первых при
9:09
работе на резонансной частоте очень
9:11
сильно уменьшается сопротивление этого
9:13
контура и мы можем очень эффективно
9:16
прокачивать через первичную обмотку
9:17
трансформатора ток во-вторых
9:19
резонирующий контур сглаживает
9:21
прямоугольные импульсы которые формируют
9:23
транзисторы до состояния синусоиды А Это
9:26
огромный плюс потому что трансформатор
9:28
гораздо эффективнее работает при
9:29
синусоидальной переменном токе нет
9:32
резких Скачков напряжения и ещё При
9:34
синусоидальному токе становится намного
9:36
проще транзистором потому что для
9:38
открытия и закрытия транзисторов нужно
9:40
разряжать и заряжать ёмкости затворов и
9:42
в эти моменты заряда и разряда
9:44
происходит хоть и быстрое но не
9:46
мгновенное открытие и закрытие А с
9:48
достаточно плавным уменьшением или
9:50
увеличением сопротивления открытого
9:51
канала транзистора и при прямоугольной
9:53
форме тока пока транзистор открывается
9:55
через не до конца открытый канал уже
9:57
стремится протекать ток и случается
10:00
нагрев собственно транзисторы в основном
10:01
греются в моментах открытия и закрытия
10:04
но в резонансном блоке питания
10:05
получается синусоидальная форма тока и
10:08
транзисторы открываются и закрываются в
10:10
момент нулевой точки синусоида От чего в
10:13
моменте перехода транзистора из
10:14
закрытого состояния в открытое и обратно
10:17
ток особо через транзисторы не протекают
10:19
и они успевают нормально и спокойно
10:21
открыться поэтому зачастую транзисторы в
10:23
резонансных блоках питания не нуждаются
10:25
в охлаждении и КПД блока питания от
10:28
этого становится
Не ШИМ, а ЧИМ!
10:30
выше ещё очень интересной особенностью
10:33
резонансных блоков питания является
10:35
способ стабилизации напряжения обычно в
10:37
импульсник у нас как просто шимо
10:39
регулируем ширину импульсов А дальше уже
10:41
в низковольтной части блока питания
10:43
разную ширину импульсов преобразуем в
10:45
необходимое напряжение но с резонансным
10:48
блоком питания такое не прокатит
10:50
во-первых на этот колебательный контур
10:52
подавать импульсы разной ширины вредно
10:54
мы так просто нарушим его работу да и
10:56
это бессмысленно потому что резонирующий
10:58
колебатель контур сгладить все наши
11:00
прямоугольные импульсы фиг пойми во что
11:03
поэтому здесь применяют не широтно
11:05
импульсную модуляцию а частотно
11:07
импульсную модуляцию при одинаковой
11:09
ширине импульсов — это 50% изменяется
11:12
только частота импульсов если мы будем
11:15
немного уменьшать и увеличивать частоту
11:17
импульсов которые формируют транзисторы
11:19
то мы будем потихоньку выходить из
11:21
резонансной частоты контура И от этого
11:23
амплитуда синусоиды будет уменьшаться от
11:26
этого на выходе мы можем получить чуть
11:28
меньшее напряжения именно на этом
11:30
принципе строится обратная связь в
11:32
отличие от Шима Чимо нельзя добиться
11:36
большого диапазона напряжения на выходе
11:38
Потому что если сильно уйти от
11:40
резонансной частоты то вообще ничего не
11:42
будет работать поэтому вы не встретите
11:44
резонансные блоки питания которые сами
11:46
по себе способны регулировать напряжение
11:48
на выходе в большом диапазоне всё-таки
11:50
чемпионом по диапазону выходных и
11:52
входных напряжений у нас остаётся мой
11:54
любимый обратноходовый блок
11:57
питания Наго сегодняшний день технология
12:00
резонансных блоков питания достаточно
12:02
хорошо отработана и перестала быть
12:04
диковин кой и даже при наличии хорошего
12:06
осциллографа и LC metra можно собрать
12:08
такой блок питания самому например его
12:10
собирал Рома с канала Open FR TV как раз
12:13
можете посмотреть его видео если сами
12:15
Хотите попробовать собрать я вот знаю
12:17
что на такой топологии строятся
12:19
премиальные компьютерные блоки питания
12:21
вы кстати Пишите в комментариях где ещё
12:22
массово применяются резонансные блоки
12:24
питания будет интересно почитать Ну если
12:27
вам это видео понравилось то ставьте
12:29
лайки подписывайтесь на канал поддержать
12:31
производство наших роликов можно став
12:33
спонсором на бусте туда сразу заливаем
12:35
все видео без рекламы вместе с выпуском
12:37
на ютуберу ие альтернативные площадки
12:39
заливаем через неделю сейчас на экране
12:41
появилась конечная заставка с роликами
12:43
которые будут вам интересны Так что я с
12:45
вами не прощаюсь а приглашаю в другие
12:47
наши видео Там и увидимся всего хорошего
12:58
друзья L