Rasprava o visokoučinkovitom prekidačkom stabiliziranom istosmjernom napajanju
Sa kontinuiranim razvojem tehnologije energetske elektronike, visokoučinkoviti prekidački DC regulirani izvori napajanja će se široko koristiti u elektroenergetskim sustavima. Glavne prednosti komutacijske istosmjerne struje su: radna stabilnost, dobra pouzdanost, mala težina, visoka učinkovitost i niska potrošnja energije itd., njegov trend razvoja je konkurentniji od drugih komutacijskih struja. Preklopna istosmjerna struja koristi se u poljima napajanja akceleratora čestica i tako dalje. Nakon sveobuhvatne analize i cjelokupnog razmatranja. Relevantni istraživači tehnologije dizajnirali su preklopno regulirano istosmjerno napajanje visokih performansi korištenjem modela malog signala DC/DC pretvorbe fazno pomaknutog upravljačkog mosta.
1. Analiza dinamičkog modela malog signala
Izbor dinamičkih modela malog signala je raznolik, a rezultati projektiranja dobiveni uporabom različitih modela su različiti. Preklopno napajanje je u biti nelinearni objekt upravljanja. Korištenje analitičke metode za usmjeravanje modeliranja može samo aproksimirati model smetnje malog signala u stabilnom stanju, a zaključak dobiven korištenjem ovog modela za objašnjenje smetnje velikih razmjera Nije sasvim točan. U osnovi ima koristi od činjenice da sklopno napajanje općenito radi u stabilnom stanju. Preklopno istosmjerno napajanje visokih performansi dizajnirano prema modelu smetnji malog signala, u kombinaciji s upotrebom pomoćnih krugova, može u potpunosti učiniti da izvedba preklopnog napajanja zadovolji zahtjeve.
2 Određivanje indeksa učinkovitosti istosmjernog stabiliziranog napajanja
2.1 Zahtjevi za indeks stabilnosti
Prema relevantnim podacima i praktičnim rezultatima, različiti sustavi trebali bi imati različite stupnjeve robusnosti, a njihove prijelazne karakteristike su relativno dobre. Međutim, za istosmjerni stabilizirani izvor napajanja, zahtijeva da margina pojačanja sustava bude veća ili jednaka 40dB, a margina faze veća ili jednaka 30dB.
2.2 Indeks prijelaznog odziva
Kada se sklopno napajanje poremeti, to će utjecati na njegov izlaz i uzrokovati odgovarajuće podrhtavanje, te se konačno postupno vratiti na stabilnu vrijednost. Obično koristimo raspon prekoračenja i duljinu dinamičkog vremena oporavka za procjenu dinamičkih karakteristika. Što je veća frekvencija križanja, to je kraće vrijeme potrebno za dinamički oporavak; amplituda prekoračenja i granica faze također postoje
u bliskoj korelaciji.
2.3 Analiza točnosti napajanja
Točnost napona ima stroge zahtjeve, a njegov dizajn raspon nije veći od 1‰, a valovitost nije veća od 1‰. Međutim, valovitost se dijeli na dva dijela, visokofrekventni i niskofrekventni. Preklopna frekvencija uzrokuje da visokofrekventni dio bude potisnut izlaznim filtrom; fluktuacija mreže uvodi niskofrekventni dio, a niskofrekventni dio uglavnom ovisi o negativnoj povratnoj sprezi sustava da bi se to prevladalo.
3 Analiza i projektiranje sklopnog istosmjerno reguliranog napajanja visokih performansi
3.1 Projektiranje i primjena kompenzacijske mreže
U projektiranju stabilnog napajanja, najčešće korištena metoda je korištenje PI ili PID algoritma za projektiranje kompenzacijske mreže. Nakon kompenzacije PI regulatora, sposobnost sustava da se odupre visokofrekventnim smetnjama znatno je poboljšana, a jedini nedostatak su loše dinamičke performanse. Kada se uvede diferencijalni algoritam, brzina odziva sustava bit će znatno poboljšana, ali postoje i određeni nedostaci: (1) Dodatno uvođenje previše nultih točaka povećat će osjetljivost na visokofrekventne signale i lako uzrokovati blokadu pojačala . (2) Povećanje koje odgovara valovitosti sklopke se povećava, što lako uzrokuje da pojačalo uđe u nelinearno područje. Stoga pokušajte odabrati vodeće kašnjenje kako biste napravili povezanu kompenzaciju s kompenzacijskom mrežom.
3.2 Načelo dizajna visokoučinkovitog prekidačkog reguliranog istosmjernog napajanja
U dizajnu visokoučinkovitog sklopnog reguliranog napajanja, njegovi idealni tehnički pokazatelji: (1) Ulazni izmjenični napon 220V (50Hz ~ 60Hz). (2) Izlazni istosmjerni napon 5V, izlazna struja 3A. (3) Kada ulazni izmjenični napon varira između 180 V i 250 V, relativna varijacija izlaznog napona je manja od 2 posto. (4) Izlazni otpor R0 manji je od 0,1 V. (5) Maksimalni izlazni napon valovitosti manji je od 10 mv.
Osnovno načelo rada: Radna frekvencija linearnog samoprotočnog reguliranog napajanja je niska, a stanje cijevi za podešavanje je veliko i učinkovitost je niska. Kada cijev za podešavanje radi u stanju sklopke, volumen je mali, a učinkovitost visoka. Prema generiranju sklopnih signala, postoje dvije vrste prekidačkih istosmjernih stabiliziranih izvora napajanja: samopobudni i drugi pobudni, a mogu se podijeliti u dvije kategorije: induktivno pohranjivanje energije i transformatorsko spajanje u smislu metoda prijenosa energije. DC stabilizirano napajanje tipa samopobudnog prekidača, jednostavnog strujnog kruga, uskog raspona regulacije napona i stabilnosti niskog izlaznog napona. To je uzbudljivo DC stabilizirano napajanje tipa prebacivanja, koje se uglavnom oslanja na automatsko podešavanje radnog ciklusa radnog valnog oblika za stabilizaciju izlaznog napona, a izlazni napon je prilično stabilan. Induktivni tip pohrane energije prikladan je za upotrebu u istosmjernim reguliranim napajanjima ispod 50 W, dok se tip transformatorske spojke često koristi u istosmjernim reguliranim napajanjima velike snage. Krug je opremljen vezom za pojačanje greške povratne sprege, koja automatski podešava omjer rada pravokutnog vala na primarnoj strani transformatora prema promjeni izlaznog napona, kako bi se postigla svrha stabilizacije izlaznog napona.
