Diskusija o komutacijskom DC stabiliziranom napajanju visokih performansi
Uz kontinuirani razvoj tehnologije energetske elektronike, prekidačka DC regulirana napajanja visokih performansi će se široko koristiti u energetskim sistemima. Glavne prednosti sklopne istosmjerne struje su: stabilnost rada, dobra pouzdanost, mala težina, visoka efikasnost i niska potrošnja energije, itd., njen razvojni trend je konkurentniji od ostalih sklopnih struja. Preklopna istosmjerna struja se koristi u oblastima napajanja akceleratora čestica i tako dalje. Nakon sveobuhvatne analize i sveobuhvatnog razmatranja. Relevantni istraživači tehnologije dizajnirali su prekidačko DC regulirano napajanje visokih performansi korištenjem fazno pomaknutog upravljačkog mosta DC/DC konverzijskog modela malog signala.
1 Analiza modela dinamičkog malog signala
Izbor dinamičkih modela malog signala je raznolik, a rezultati dizajna dobiveni korištenjem različitih modela su različiti. Prekidačko napajanje je u suštini nelinearni kontrolni objekat. Korištenje analitičke metode za vođenje modeliranja može samo aproksimirati model smetnji malog signala u stacionarnom stanju, a zaključak dobiven korištenjem ovog modela za objašnjenje velikih smetnji nije sasvim tačan. U osnovi ima koristi od činjenice da prekidačko napajanje općenito radi u stabilnom stanju. Prekidačko istosmjerno napajanje visokih performansi dizajnirano prema modelu smetnji malog signala, u kombinaciji s upotrebom pomoćnih kola, može u potpunosti učiniti da performanse prekidačkog napajanja zadovoljavaju zahtjeve.
2 Određivanje indeksa performansi DC stabiliziranog napajanja
2.1 Zahtjevi za indeks stabilnosti
Prema relevantnim podacima i praktičnim rezultatima, različiti sistemi bi trebali imati različite stupnjeve robusnosti, a njihove prolazne karakteristike su relativno dobre. Međutim, za DC stabilizovano napajanje, potrebno je da margina pojačanja sistema bude veća ili jednaka 40dB, a margina faze da bude veća ili jednaka 30dB.
2.2 Indeks prolaznog odziva
Kada se prekida napajanje poremeti, njegov izlaz će biti pogođen i uzrokovati odgovarajuće podrhtavanje i konačno se postepeno vratiti na stabilnu vrijednost. Obično koristimo raspon prekoračenja i dužinu dinamičkog vremena oporavka za procjenu dinamičkih karakteristika. Što je veća frekvencija skretnice, to je kraće vrijeme potrebno za dinamički oporavak; amplituda i margina faze takođe postoje
u bliskoj korelaciji.
2.3 Analiza tačnosti napajanja
Preciznost napona ima stroge zahtjeve, a njegov projektni raspon nije veći od 1‰, a valovitost nije veća od 1‰. Međutim, talasanje je podijeljeno na dva dijela, visokofrekventni i niskofrekventni. Frekvencija prebacivanja uzrokuje potiskivanje dijela visoke frekvencije od strane izlaznog filtra; fluktuacija mreže uvodi niskofrekventni dio, a dio niske frekvencije uglavnom zavisi od negativne povratne sprege sistema kako bi se to prevazišlo.
3 Analiza i projektovanje komutacionog DC regulisanog napajanja visokih performansi
3.1 Dizajn i primjena kompenzacijske mreže
U projektovanju stabilnog napajanja, najčešće korišćena metoda je korišćenje PI ili PID algoritma za projektovanje kompenzacione mreže. Nakon kompenzacije PI regulatora, sposobnost sistema da se odupre visokofrekventnim smetnjama je znatno poboljšana, a jedini nedostatak su loše dinamičke performanse. Kada se uvede diferencijalni algoritam, brzina odziva sistema će biti znatno poboljšana, ali postoje i određeni nedostaci: (1) Dodatno uvođenje previše nultih tačaka povećaće osetljivost na visokofrekventne signale i lako izazvati blokadu pojačala . (2) Povećanje koje odgovara talasu preklapanja se povećava, što lako uzrokuje da pojačalo uđe u nelinearnu oblast. Stoga pokušajte odabrati vodeći lag da biste napravili odgovarajuću kompenzaciju kompenzacijskoj mreži.
3.2 Princip dizajna komutacionog DC reguliranog napajanja visokih performansi
U dizajnu regulisanog napajanja visokih performansi, njegovi idealni tehnički pokazatelji: (1) Ulazni AC napon 220V (50Hz ~ 60Hz). (2) Izlazni DC napon 5V, izlazna struja 3A. (3) Kada ulazni AC napon varira između 180V i 250V, relativna varijacija izlaznog napona je manja od 2 posto. (4) Izlazni otpor R0 je manji od 0,1V. (5) Maksimalni izlazni napon talasanja je manji od 10mv.
Osnovni princip rada: Radna frekvencija linearnog samoprotočnog reguliranog napajanja je niska, a stanje cijevi za podešavanje je veliko i efikasnost je niska. Kada cijev za podešavanje radi u stanju prekidača, volumen je mali, a efikasnost visoka. Prema generiranju prekidačkih signala, postoje dvije vrste prekidačkog tipa DC stabiliziranih izvora napajanja: samopobuđeni i sa drugim pobudama, a mogu se podijeliti u dvije kategorije: induktivno skladištenje energije i transformatorsko sprezanje u smislu metoda prijenosa energije. Samopobudni prekidač tipa DC stabilizirano napajanje, jednostavno kolo, uski raspon regulacije napona i niska stabilnost izlaznog napona. Riječ je o uzbudljivom prekidačkom tipu DC stabiliziranog napajanja, koje se uglavnom oslanja na automatsko podešavanje radnog ciklusa radnog valnog oblika kako bi se stabilizirao izlazni napon, a izlazni napon je prilično stabilan. Induktivni tip skladištenja energije je pogodan za upotrebu u DC reguliranim izvorima napajanja ispod 50W, dok se tip transformatorske sprege često koristi u DC reguliranim izvorima napajanja velike snage. Kolo je opremljeno vezom za pojačavanje greške povratne sprege, koja automatski prilagođava radni odnos pravokutnog vala na primarnoj strani transformatora prema promjeni izlaznog napona, kako bi se postigla svrha stabilizacije izlaznog napona.
