Princip rada rasklopnog napajanja Tri uslova prekidačkog napajanja
Princip rada prekidačkog napajanja Proces rada prekidačkog napajanja je prilično jednostavan za razumevanje. U linearnom napajanju, tranzistor snage je napravljen da radi u linearnom režimu. Za razliku od linearnog napajanja, PWM prekidačko napajanje čini da energetski tranzistor radi u uključenom i isključenom stanju. , u ova dva stanja, proizvod volt-ampera koji se dodaje energetskom tranzistoru je vrlo mali (kada je uključen, napon je nizak, a struja velika; kada je isključen, napon je visok i struja je mali) / volti na uređaju za napajanje Amperski proizvod je gubitak koji nastaje na energetskom poluvodičkom uređaju.
Princip rada prekidačkog napajanja
Proces rada sklopnog napajanja je prilično jednostavan za razumijevanje. U linearnom napajanju, tranzistor snage je napravljen da radi u linearnom režimu. Za razliku od linearnog napajanja, PWM prekidačko napajanje čini da tranzistor radi u uključenim i isključenim stanjima. U tom stanju, proizvod volt-ampera koji se dodaje tranzistoru snage je vrlo mali (kada je uključen, napon je nizak, a struja velika; kada je isključen, napon je visok, a struja mala) / Volt-amper proizvod na uređaju za napajanje je gubici poluvodiča snage koji nastaju na uređaju. U poređenju sa linearnim napajanjem, efikasniji radni proces PWM komutacionog napajanja postiže se „seckanjem“, odnosno sečenjem ulaznog jednosmernog napona u impulsni napon čija je amplituda jednaka amplitudi ulaznog napona. Radni ciklus impulsa podešava se od strane kontrolera prekidačkog napajanja. Jednom kada se ulazni napon preseče u AC kvadratni talas, njegova amplituda se može povećati ili smanjiti preko transformatora. Povećanjem broja sekundarnih namotaja transformatora može se povećati broj grupa izlaznog napona. Konačno, ovi talasni oblici naizmenične struje se ispravljaju i filtriraju da bi se dobio jednosmerni izlazni napon. Glavna svrha kontrolera je da održava stabilan izlazni napon, a njegov rad je vrlo sličan linearnom obliku kontrolera. To znači da funkcionalni blok, referentni napon i pojačalo greške kontrolera mogu biti dizajnirani da budu isti kao i linearni regulator. Razlika između njih je u tome što izlaz pojačala greške (napon greške) prolazi kroz jedinicu za konverziju napon/širinu impulsa prije pokretanja tranzistora snage. Postoje dva glavna načina rada prekidačkog napajanja: naprijed konverzija i pojačana konverzija. Iako je raspored njihovih različitih dijelova vrlo mali, proces rada je vrlo različit, a svaki ima svoje prednosti u specifičnim primjenama.
Tri stanja prekidačkog napajanja
prekidač
Energetska elektronika radi u prekidačkom stanju, a ne u linearnom stanju
visoka frekvencija
Energetski elektronski uređaji rade na visokim frekvencijama, a ne na niskim frekvencijama blizu industrijskih frekvencija
DC
Preklopno napajanje daje DC umjesto AC i također može proizvesti visokofrekventnu izmjeničnu struju kao što su elektronski transformatori
Klasifikacija prekidačkog napajanja
U području tehnologije prekidačkog napajanja, ljudi istovremeno razvijaju srodne energetske elektronske uređaje i tehnologiju konverzije frekvencijske frekvencije. Njih dvoje promovišu jedno drugo kako bi promovirali prebacivanje napajanja na svjetlo, malo, tanko, niske razine buke, visoke pouzdanosti, razvoja u smjeru protiv ometanja. Prekidačka napajanja mogu se podijeliti u dvije kategorije: AC/DC i DC/DC. Postoje i AC/ACDC/AC kao što su invertori. DC/DC pretvarači su sada modulirani, a tehnologija dizajna i proizvodni procesi su sazreli u zemlji i inostranstvu. Standardizaciju su prepoznali korisnici, ali modularizacija AC/DC, zbog svojih karakteristika, u procesu modularizacije nailazi na složenije tehničke i procesne proizvodne probleme. Struktura i karakteristike dva tipa prekidačkih izvora napajanja opisani su u nastavku.
Trend razvoja tehnologije prekidačkog napajanja
Pravac razvoja prekidačkog napajanja je visoka frekvencija, visoka pouzdanost, niska potrošnja, niska buka, zaštita od smetnji i modularizacija. Budući da je ključna tehnologija prekidačkog napajanja lagana, mala i tanka je visoka frekvencija, tako da su glavni strani proizvođači prekidačkih napajanja posvećeni sinhronom razvoju novih komponenti visoke inteligencije, posebno kako bi se poboljšao gubitak sekundarnog uređaja za ispravljanje, a u materijali za napajanje kiseonikom (Mn? Zn) za povećanje naučnih i tehnoloških inovacija za poboljšanje visokih magnetnih performansi na visokoj frekvenciji i velikoj gustini magnetnog fluksa (Bs), a minijaturizacija uređaja je takođe ključna tehnologija. Primena SMT tehnologije je napravila veliki napredak u prekidačkim izvorima napajanja. Komponente su raspoređene na obje strane ploče kako bi se osiguralo da je prekidačko napajanje lagano, malo i tanko. Visoka frekvencija prekidačkog napajanja neizbježno će inovirati tradicionalnu PWM tehnologiju prebacivanja. Tehnologija mekog prekidača ZVS i ZCS postala je glavna tehnologija prekidačkog napajanja, a radna efikasnost prekidačkog napajanja je znatno poboljšana. Za visoke pokazatelje pouzdanosti, proizvođači prekidača napajanja u Sjedinjenim Državama smanjuju stres na uređajima smanjenjem radne struje i temperature spoja, što uvelike poboljšava pouzdanost proizvoda. Modularizacija je opći trend u razvoju sklopnih izvora napajanja. Modularni izvori napajanja mogu se koristiti za formiranje distribuiranih sistema napajanja, a N plus 1 redundantni sistemi napajanja mogu biti dizajnirani za postizanje proširenja kapaciteta u paralelnom režimu. Imajući za cilj nedostatak visoke radne buke prekidačkog napajanja, ako se visoka frekvencija teži sama, buka će se također povećati u skladu s tim, a korištenje tehnologije parcijalnog rezonantnog pretvaračkog kruga teoretski može postići visoku frekvenciju i smanjiti šum, ali postoji još uvijek postoje tehnički problemi u praktičnoj primjeni tehnologije rezonantne konverzije, tako da je potrebno još puno posla u ovoj oblasti da bi se ova tehnologija učinila praktičnom. Kontinuirana inovacija tehnologije energetske elektronike čini da industrija prekidačkog napajanja ima široke razvojne perspektive. Kako bismo ubrzali razvoj industrije prekidača napajanja u mojoj zemlji, moramo krenuti putem tehnoloških inovacija, sići s puta zajedničkog razvoja industrije, obrazovanja i istraživanja s kineskim karakteristikama i doprinijeti brzom razvoju mog nacionalnu ekonomiju zemlje.
Metoda poboljšanja efikasnosti prekidačkog napajanja u stanju pripravnosti
prekinuti početak
Za povratno napajanje, kontrolni čip se napaja pomoću pomoćnog namotaja nakon pokretanja, a pad napona na startnom otporniku je oko 300V. Pod pretpostavkom da je startni otpor 47kΩ, potrošnja energije je skoro 2W. Da bi se poboljšala efikasnost u stanju pripravnosti, ovaj kanal otpornika mora biti prekinut nakon pokretanja. TOPSWITCH, ICE2DS02G ima unutra posebno kolo za pokretanje, koje može isključiti otpornik nakon pokretanja. Ako kontroler nema poseban krug za pokretanje, kondenzator se također može spojiti serijski sa startnim otpornikom, a gubitak nakon pokretanja može postepeno pasti na nulu. Nedostatak je što se napajanje ne može ponovo pokrenuti, a krug se može ponovo pokrenuti tek nakon isključivanja ulaznog napona da bi se kondenzator ispraznio.
smanjiti frekvenciju takta
Frekvencija takta može se smanjivati glatko ili naglo. Glatko opadanje znači da kada povratna informacija pređe određeni prag, frekvencija takta se linearno smanjuje kroz određeni modul.
promenite režim rada
1. QR→pWM Za prebacivanje izvora napajanja koji rade u visokofrekventnom režimu, prelazak na niskofrekventni režim tokom stanja pripravnosti može smanjiti gubitak u stanju pripravnosti. Na primjer, za kvazi-rezonantno prekidačko napajanje (radna frekvencija od nekoliko stotina kHz do nekoliko MHz), može se prebaciti na niskofrekventni režim kontrole širine impulsa pWM (desetine kHz) tokom pripravnosti. IRIS40xx čip poboljšava efikasnost u stanju pripravnosti prebacivanjem između QR i pWM. Kada je napajanje pod malim opterećenjem i u stanju pripravnosti, napon pomoćnog namotaja je mali, Q1 je isključen, a rezonantni signal se ne može prenijeti na FB terminal. FB napon je niži od graničnog napona unutar čipa, a kvazirezonantni mod se ne može pokrenuti, a kolo radi na nižoj frekvenciji. PWM način upravljanja.
2. pWM→pFM Za prebacivanje izvora napajanja koji rade u pWM režimu pri nazivnoj snazi, takođe možete da se prebacite na pFM režim da biste poboljšali efikasnost u režimu mirovanja, odnosno da biste fiksirali vreme uključivanja i podesili vreme isključenja. Što je manje opterećenje, to je duže vrijeme isključenja i veća je radna frekvencija. Nisko. Dodajte signal pripravnosti na njegov pW/ pin, pod uslovima nominalnog opterećenja, pin je visok, kolo radi u pWM modu, kada je opterećenje ispod određenog praga, pin je povučen nisko, kolo radi u pFM modu. Realizacija prebacivanja između pWM i pFM takođe poboljšava efikasnost napajanja tokom malog opterećenja i stanja pripravnosti. Smanjenjem frekvencije takta i prebacivanjem radnog režima, radna frekvencija u stanju pripravnosti može se smanjiti, efikasnost u stanju pripravnosti može se poboljšati, kontroler može ostati u radu, a izlaz se može pravilno regulisati u cijelom opsegu opterećenja. Brzo reaguje čak i kada opterećenje poraste sa nulte na puno opterećenje i obrnuto. Vrijednosti pada izlaznog napona i prekoračenja održavaju se unutar dozvoljenog raspona.
Kontrolisani pulsni način rada
(BurstMode) kontrolirani impulsni mod, također poznat kao SkipCycleMode (SkipCycleMode), odnosi se na određenu vezu kola kojom upravlja signal s periodom većim od perioda takta pWM kontrolera kada je pod malim opterećenjem ili u stanju pripravnosti, tako da da je pWM izlazni impuls validan ili nevažeći periodično, tako da se efikasnost malog opterećenja i stanja pripravnosti može poboljšati smanjenjem broja prekidača i povećanjem radnog ciklusa na konstantnoj frekvenciji. Ovaj signal se može dodati kanalu povratne sprege, izlaznom kanalu pWM signala, pinu za omogućavanje pWM čipa (kao što je LM2618, L6565) ili internom modulu čipa (kao što su čipovi serije NCp1200, FSD200, L6565 i TinySwitch).
