Anahtarlamalı güç kaynağının çalışma prensibi Anahtarlamalı güç kaynağının üç koşulu
Anahtarlamalı güç kaynağının çalışma prensibi Anahtarlamalı güç kaynağının çalışma sürecini anlamak oldukça kolaydır. Doğrusal güç kaynağında, güç transistörünün doğrusal modda çalışması sağlanır. Doğrusal güç kaynağından farklı olarak, PWM anahtarlamalı güç kaynağı, güç transistörünün açık ve kapalı durumda çalışmasını sağlar. , bu iki durumda, güç transistörüne eklenen volt-amper ürünü çok küçüktür (açıldığında voltaj düşük ve akım büyüktür; kapatıldığında voltaj yüksek ve akım güç cihazında küçük) / volt Amper ürünü, güç yarı iletken cihazında üretilen kayıptır.
Anahtarlamalı güç kaynağının çalışma prensibi
Anahtarlamalı güç kaynağının çalışma sürecini anlamak oldukça kolaydır. Doğrusal güç kaynağında, güç transistörünün doğrusal modda çalışması sağlanır. Lineer güç kaynağından farklı olarak, pwm anahtarlamalı güç kaynağı, güç transistörünün açık ve kapalı durumda çalışmasını sağlar. Durumda, güç transistörüne eklenen volt-amper ürünü çok küçüktür (açıldığında voltaj düşük ve akım büyüktür; kapatıldığında voltaj yüksek ve akım küçüktür) / güç cihazındaki volt-amper ürünü, cihazda meydana gelen güç yarı iletken kayıplarıdır. Doğrusal güç kaynağı ile karşılaştırıldığında, pwm anahtarlamalı güç kaynağının daha verimli çalışma süreci, "doğrama", yani giriş DC voltajını, genliği giriş voltajı genliğine eşit olan bir darbe voltajına bölme ile elde edilir. Darbenin görev döngüsü, anahtarlama güç kaynağının kontrolörü tarafından ayarlanır. Giriş voltajı bir AC kare dalgaya bölündükten sonra, genliği bir transformatör aracılığıyla artırılabilir veya azaltılabilir. Transformatörün sekonder sargı sayısı arttırılarak çıkış gerilim gruplarının sayısı arttırılabilir. Son olarak, bu AC dalga biçimleri doğrultulur ve bir DC çıkış voltajı elde etmek için filtrelenir. Kontrolörün temel amacı, çıkış voltajını sabit tutmaktır ve çalışması, kontrolörün doğrusal formuna çok benzer. Yani, denetleyicinin işlevsel bloğu, gerilim referansı ve hata yükselticisi, lineer regülatörünki ile aynı olacak şekilde tasarlanabilir. Aralarındaki fark, hata yükselticisinin çıkışının (hata gerilimi), güç transistörünü çalıştırmadan önce bir gerilim/darbe genişliği dönüştürme biriminden geçmesidir. Anahtarlamalı güç kaynağının iki ana çalışma modu vardır: ileri dönüştürme ve artırma dönüştürme. Çeşitli parçalarının yerleşimi çok küçük olsa da, çalışma süreci çok farklıdır ve her birinin belirli uygulamalarda kendine göre avantajları vardır.
Güç kaynağını değiştirmenin üç koşulu
anahtar
Güç elektroniği, doğrusal bir durumdan ziyade bir anahtarlama durumunda çalışır
yüksek frekans
Güç elektroniği cihazları, endüstriyel frekanslara yakın düşük frekanslar yerine yüksek frekanslarda çalışır.
DC
Anahtarlamalı güç kaynağı AC yerine DC çıkış verir ve ayrıca elektronik transformatörler gibi yüksek frekanslı AC çıkış verebilir.
Anahtarlama güç kaynağının sınıflandırılması
Anahtarlamalı güç kaynağı teknolojisi alanında, insanlar aynı zamanda ilgili güç elektroniği cihazlarını ve anahtarlama frekansı dönüştürme teknolojisini geliştiriyorlar. İkisi, anahtarlama güç kaynağını hafif, küçük, ince, düşük gürültülü, yüksek güvenilirliğe, sıkışma önleme yönünde geliştirmeye teşvik etmek için birbirini teşvik eder. Anahtarlamalı güç kaynakları iki kategoriye ayrılabilir: AC/DC ve DC/DC. İnvertörler gibi AC/ACDC/AC de vardır. DC/DC dönüştürücüler artık modüler hale getirildi ve tasarım teknolojisi ve üretim süreçleri yurt içinde ve yurt dışında olgunlaştı. Standardizasyon, kullanıcılar tarafından kabul edilmiştir, ancak kendi özelliklerinden dolayı AC/DC'nin modülerleştirilmesi, modülerleştirme sürecinde daha karmaşık teknik ve proses üretim problemleriyle karşılaşmaktadır. İki tür anahtarlamalı güç kaynağının yapısı ve özellikleri aşağıda açıklanmıştır.
Anahtarlamalı Güç Kaynağı Teknolojisinin Gelişim Eğilimi
Anahtarlamalı güç kaynağının gelişme yönü, yüksek frekans, yüksek güvenilirlik, düşük tüketim, düşük gürültü, anti-parazit ve modülerleştirmedir. Anahtarlamalı güç kaynağının temel teknolojisi hafif, küçük ve ince yüksek frekans olduğundan, bu nedenle büyük yabancı anahtarlamalı güç kaynağı üreticileri, özellikle ikincil düzeltme cihazının kaybını iyileştirmek için eşzamanlı olarak yeni yüksek zeka bileşenleri geliştirmeye kararlıdırlar. yüksek frekansta ve büyük manyetik akı yoğunluğunda (Bs) yüksek manyetik performansı iyileştirmek için bilimsel ve teknolojik yeniliği artırmak için güç demir Oksijen (Mn? Zn) malzemeleri ve cihazın minyatürleştirilmesi de önemli bir teknolojidir. SMT teknolojisinin uygulanması, anahtarlamalı güç kaynaklarında büyük ilerleme kaydetmiştir. Anahtarlama güç kaynağının hafif, küçük ve ince olmasını sağlamak için bileşenler devre kartının her iki tarafında düzenlenmiştir. Anahtarlama güç kaynağının yüksek frekansı, kaçınılmaz olarak geleneksel PWM anahtarlama teknolojisine yenilik getirecektir. ZVS ve ZCS'nin yumuşak anahtarlama teknolojisi, anahtarlama güç kaynağının ana teknolojisi haline geldi ve anahtarlama güç kaynağının çalışma verimliliği büyük ölçüde iyileştirildi. Yüksek güvenilirlik göstergeleri için, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki anahtarlamalı güç kaynağı üreticileri, ürünlerin güvenilirliğini büyük ölçüde artıran çalışma akımını ve bağlantı sıcaklığını düşürerek cihazlar üzerindeki stresi azaltır. Modülerleştirme, anahtarlamalı güç kaynaklarının geliştirilmesindeki genel eğilimdir. Dağıtılmış güç kaynağı sistemleri oluşturmak için modüler güç kaynakları kullanılabilir ve paralel modda kapasite genişletme elde etmek için N artı 1 yedekli güç kaynağı sistemleri tasarlanabilir. Anahtarlama güç kaynağının yüksek çalışma gürültüsünün dezavantajını hedefleyen, eğer yüksek frekans tek başına takip edilirse, gürültü de buna bağlı olarak artacaktır ve kısmi rezonans dönüştürme devresi teknolojisinin kullanımı teorik olarak yüksek frekansa ulaşabilir ve gürültüyü azaltabilir, ancak bazıları Orada rezonans dönüştürme teknolojisinin pratik uygulamasında hala teknik problemler vardır, dolayısıyla bu teknolojiyi pratik hale getirmek için bu alanda hala çok çalışma yapılması gerekmektedir. Güç elektroniği teknolojisindeki sürekli yenilik, anahtarlamalı güç kaynağı endüstrisinin geniş gelişme beklentilerine sahip olmasını sağlar. Ülkemin anahtarlamalı güç kaynağı endüstrisinin gelişimini hızlandırmak için, teknolojik yenilik yolunu tutmalı, ortak endüstri, eğitim ve araştırma geliştirme yolundan Çin karakteristiği ile çıkmalı ve hızlı gelişimine katkıda bulunmalıyız. ülkenin ulusal ekonomisi.
Anahtarlamalı Güç Kaynağının Bekleme Verimliliğini Artırma Yöntemi
kesme başlangıcı
Geri dönüş güç kaynağı için, kontrol çipine çalıştırmadan sonra yardımcı sargı tarafından güç verilir ve başlatma direncindeki voltaj düşüşü yaklaşık 300V'dir. Başlangıç direncinin 47kΩ olduğunu varsayarsak, güç tüketimi yaklaşık 2W'dır. Bekleme verimliliğini artırmak için, başlatmadan sonra bu direnç kanalı kesilmelidir. TOPSWITCH, ICE2DS02G, başlatma sonrasında direnci kapatabilen özel bir başlatma devresine sahiptir. Kontrolörün özel bir başlatma devresi yoksa, başlatma direncine seri olarak bir kondansatör de bağlanabilir ve başlatma sonrasındaki kayıp kademeli olarak sıfıra düşebilir. Dezavantajı, güç kaynağının kendini yeniden başlatamaması ve devrenin ancak kapasitörü boşaltmak için giriş voltajının bağlantısı kesildikten sonra yeniden başlatılabilmesidir.
saat frekansını azalt
Saat frekansı düzgün veya aniden azaltılabilir. Düzgün düşüş, geri besleme belirli bir eşiği aştığında, saat frekansının belirli bir modül aracılığıyla doğrusal olarak düşürülmesi anlamına gelir.
çalışma modunu değiştir
1. QR→pWM Yüksek frekans modunda çalışan güç kaynaklarını değiştirmek için bekleme sırasında düşük frekans moduna geçmek bekleme kaybını azaltabilir. Örneğin, yarı rezonans anahtarlamalı bir güç kaynağı için (birkaç yüz kHz ila birkaç MHz çalışma frekansı), bekleme sırasında düşük frekanslı bir darbe genişlik modülasyonu kontrol modu pWM'ye (onlarca kHz) değiştirilebilir. IRIS40xx çip, QR ve pWM arasında geçiş yaparak bekleme verimliliğini artırır. Güç kaynağı hafif yük ve bekleme modundayken, yardımcı sargının voltajı küçüktür, Q1 kapatılır ve rezonans sinyali FB terminaline iletilemez. FB voltajı, çip içindeki bir eşik voltajından daha düşüktür ve yarı rezonans modu tetiklenemez ve devre daha düşük bir frekansta çalışır. PWM kontrol modu.
2. pWM→pFM Nominal güçte pWM modunda çalışan güç kaynaklarını değiştirmek için, bekleme verimliliğini artırmak, yani açık zamanı sabitlemek ve kapalı zamanı ayarlamak için pFM moduna da geçebilirsiniz. Yük ne kadar düşükse, kapalı kalma süresi o kadar uzun ve çalışma frekansı o kadar yüksek olur. Düşük. Bekleme sinyalini pW/ pinine ekleyin, nominal yük koşulları altında, pin yüksektir, devre pWM modunda çalışır, yük belirli bir eşiğin altında olduğunda, pin aşağı çekilir, devre pFM modunda çalışır. pWM ve pFM arasındaki geçişin gerçekleştirilmesi, hafif yük ve bekleme durumunda güç kaynağı verimliliğini de artırır. Saat frekansını azaltarak ve çalışma modunu değiştirerek, bekleme çalışma frekansı azaltılabilir, bekleme verimliliği iyileştirilebilir, kontrolör çalışmaya devam edebilir ve çıkış tüm yük aralığında uygun şekilde düzenlenebilir. Yük sıfırdan tam yüke yükseldiğinde veya tam tersi olduğunda bile hızlı yanıt verir. Çıkış gerilim düşümü ve aşım değerleri izin verilen aralıkta tutulur.
Kontrol Edilebilir Darbe Modu
SkipCycleMode (SkipCycleMode) olarak da bilinen (BurstMode) kontrol edilebilir darbe modu, hafif yük veya bekleme koşulları altındayken pWM kontrol cihazının saat periyodundan daha büyük bir süreye sahip bir sinyal tarafından kontrol edilen devrenin belirli bir bağlantısını ifade eder; pWM Çıkış darbesinin periyodik olarak geçerli veya geçersiz olduğunu, böylece hafif yük ve bekleme verimliliğinin, anahtar sayısını azaltarak ve sabit bir frekansta görev döngüsünü artırarak iyileştirilebileceğini. Bu sinyal, geri besleme kanalına, pWM sinyal çıkış kanalına, pWM çipinin etkinleştirme pinine (LM2618, L6565 gibi) veya çipin dahili modülüne (NCp1200, FSD200, L6565 ve TinySwitch serisi çipler gibi) eklenebilir.
