Yüksek Performanslı Anahtarlamalı DC Stabilize Güç Kaynağı Üzerine Tartışma
Güç elektroniği teknolojisinin sürekli gelişmesiyle, yüksek performanslı anahtarlamalı DC regüleli güç kaynakları, güç sistemlerinde yaygın olarak kullanılacaktır. Anahtarlama DC akımının ana avantajları şunlardır: çalışma kararlılığı, iyi güvenilirlik, hafiflik, yüksek verimlilik ve Düşük güç tüketimi vb., geliştirme eğilimi diğer anahtarlama akımlarından daha rekabetçidir. Anahtarlamalı DC akım, parçacık hızlandırıcı güç kaynağı vb. alanlarda kullanılır. Kapsamlı bir analiz ve genel değerlendirmeden sonra. İlgili teknoloji araştırmacıları, faz kaydırmalı bir kontrol köprüsü DC/DC dönüştürme küçük sinyal modeli kullanarak yüksek performanslı bir anahtarlamalı DC regüleli güç kaynağı tasarladılar.
1 Dinamik küçük sinyal modelinin analizi
Dinamik küçük sinyal modellerinin seçimi çeşitlidir ve farklı modeller kullanılarak elde edilen tasarım sonuçları farklıdır. Anahtarlamalı güç kaynağı temelde doğrusal olmayan bir kontrol nesnesidir. Modellemeyi yönlendirmek için analitik yöntemin kullanılması, yalnızca kararlı durumdaki küçük sinyal bozulma modeline yaklaşabilir ve büyük ölçekli bozulmayı açıklamak için bu model kullanıldığında elde edilen sonuç tamamen doğru değildir. Temel olarak, anahtarlamalı güç kaynağının genellikle sabit bir durumda çalışması gerçeğinden yararlanır. Yardımcı devrelerin kullanımı ile birlikte küçük sinyal bozucu modele göre tasarlanmış yüksek performanslı anahtarlamalı DC güç kaynağı, anahtarlamalı güç kaynağının performansının gereksinimleri karşılamasını tamamen sağlayabilir.
2 DC stabilize güç kaynağının performans endeksinin belirlenmesi
2.1 Stabilite indeksi gereklilikleri
İlgili verilere ve pratik sonuçlara göre, farklı sistemler farklı sağlamlık derecelerine sahip olmalıdır ve geçici özellikleri nispeten iyidir. Bununla birlikte, DC stabilize güç kaynağı için, sistemin kazanç marjının 40dB'den büyük veya eşit olması ve faz marjının 30dB'den büyük veya eşit olması gerekir.
2.2 Geçici Tepki İndeksi
Anahtarlama güç kaynağı bozulduğunda, çıkışı etkilenecek ve buna karşılık gelen titreşime neden olacak ve sonunda yavaş yavaş sabit bir değere dönecektir. Dinamik özellikleri değerlendirmek için genellikle aşma aralığını ve dinamik toparlanma süresinin uzunluğunu kullanırız. Geçiş frekansı ne kadar yüksek olursa, dinamik kurtarma için gereken süre o kadar kısa olur; aşma genliği ve faz marjı da mevcuttur
yakın ilişki içinde.
2.3 Güç kaynağı doğruluğunun analizi
Voltaj doğruluğunun katı gereksinimleri vardır ve tasarım aralığı ‰1'den büyük değildir ve dalgalanma ‰1'den büyük değildir. Bununla birlikte dalgalanma, yüksek frekans ve düşük frekans olmak üzere iki kısma ayrılır. Anahtarlama frekansı, yüksek frekans kısmının çıkış filtresi tarafından bastırılmasına neden olur; şebeke dalgalanması, düşük frekans kısmını ortaya çıkarır ve düşük frekans kısmı, bunun üstesinden gelmek için temel olarak sistemin negatif geri beslemesine bağlıdır.
3 Yüksek performanslı anahtarlamalı DC regüleli güç kaynağının analizi ve tasarımı
3.1 Tazminat ağının tasarımı ve uygulaması
Kararlı güç kaynağı tasarımında, kompanzasyon şebekesini tasarlamak için en sık kullanılan yöntem PI veya PID algoritması kullanmaktır. PI regülatörü kompanse edildikten sonra, sistemin yüksek frekanslı parazite direnme yeteneği büyük ölçüde iyileştirilir ve tek eksiklik zayıf dinamik performanstır. Diferansiyel algoritma tanıtıldığında, sistemin yanıt hızı büyük ölçüde iyileşir, ancak bazı kusurlar da vardır: (1) Ek olarak çok fazla sıfır noktasının eklenmesi, yüksek frekanslı sinyallere karşı hassasiyeti artıracak ve kolayca amplifikatör blokajına neden olacaktır. . (2) Anahtarlama dalgalanmasına karşılık gelen büyütme artar, bu da amplifikatörün doğrusal olmayan bölgeye kolayca girmesine neden olur. Bu nedenle, telafi ağına ilgili telafiyi yapmak için önde gelen gecikmeyi seçmeye çalışın.
3.2 Yüksek performanslı anahtarlamalı DC düzenlemeli güç kaynağının tasarım ilkesi
Yüksek performanslı anahtarlama tipi düzenlenmiş güç kaynağının tasarımında, ideal teknik göstergeleri: (1) Giriş AC voltajı 220V (50Hz ~ 60Hz). (2) Çıkış DC voltajı 5V, çıkış akımı 3A. (3) Giriş AC voltajı 180V ile 250V arasında değiştiğinde, çıkış voltajının göreli değişimi yüzde 2'den azdır. (4) Çıkış direnci R0, 0,1V'den azdır. (5) Maksimum çıkış dalgalanma voltajı 10mv'den düşüktür.
Temel çalışma prensibi: Lineer kendinden akışlı güç kaynağının çalışma frekansı düşüktür ve ayar tüpünün durumu büyüktür ve verimlilik düşüktür. Ayar tüpü anahtar durumunda çalıştığında, hacim küçüktür ve verimlilik yüksektir. Anahtarlama sinyallerinin üretimine göre, iki tür anahtarlama tipi DC stabilize güç kaynağı vardır: kendinden uyarımlı ve diğerinden uyarımlı ve iki kategoriye ayrılabilir: endüktif enerji depolama ve enerji aktarım yöntemleri açısından trafo kuplajı. Kendinden uyarmalı anahtar tipi DC stabilize güç kaynağı, basit devre, dar voltaj düzenleme aralığı ve düşük çıkış voltajı kararlılığı. Çıkış voltajını stabilize etmek için çalışma dalga formunun görev döngüsünün otomatik olarak ayarlanmasına dayanan heyecan verici bir anahtarlama tipi DC stabilize güç kaynağıdır ve çıkış voltajı oldukça kararlıdır. Endüktif enerji depolama tipi, 50W'ın altındaki DC regüle güç kaynaklarında kullanım için uygunken, trafo kuplaj tipi genellikle yüksek güçlü DC regüle güç kaynaklarında kullanılır. Devre, çıkış gerilimini stabilize etme amacına ulaşmak için çıkış gerilimindeki değişikliğe göre transformatörün birincil tarafındaki dikdörtgen dalganın görev oranını otomatik olarak ayarlayan bir geri besleme hatası amplifikasyon bağlantısı ile donatılmıştır.
