Grupiranje prekidačkih izvora napajanja
Ljudsko polje tehnologije prekidačkog napajanja je razvoj povezanih energetskih elektroničkih uređaja i tehnologije pretvorbe frekvencije prekidača u isto vrijeme. Njih dvoje promoviraju jedni druge kako bi promicali sklopno napajanje koje je lagano, malo, tanko, niske razine buke, visoke pouzdanosti, razvoja u smjeru zaštite od ometanja. Preklopna napajanja mogu se podijeliti u dvije kategorije: AC/DC i DC/DC. DC/DC pretvarač sada je modulariziran, a tehnologija dizajna i proizvodni proces zreli su i standardizirani u zemlji i inozemstvu, te su ih korisnici prepoznali. Modularizacija AC/DC, zbog vlastitih karakteristika, u procesu modularizacije nailazi na kompliciranije tehničke i procesne proizvodne probleme. Struktura i karakteristike dviju vrsta sklopnih izvora napajanja opisani su u nastavku.
DC/DC pretvorba
DC/DC pretvorba je pretvaranje fiksnog istosmjernog napona u promjenjivi istosmjerni napon, također poznato kao DC sjeckanje. Postoje dva načina rada čopera, jedan je način modulacije širine impulsa, Ts je nepromijenjen, a ton se mijenja (uobičajeno), a drugi je način modulacije frekvencije, ton je nepromijenjen, a Ts se mijenja (lako stvarati smetnje).
Njegov specifični krug sastoji se od sljedećih kategorija:
(1) Buck sklop - silazni čoper, njegov prosječni izlazni napon Uo manji je od ulaznog napona Ui, a polaritet je isti.
(2) Krug za pojačanje - čoper za pojačanje, čiji je izlazni prosječni napon Uo veći od ulaznog napona Ui, a polaritet je isti.
(3) Buck-Boost sklop - buck ili boost chopper, njegov izlazni prosječni napon Uo je veći ili manji od ulaznog napona Ui, polaritet je suprotan, a induktivitet se prenosi.
(4) Cuk sklop - buck ili boost chopper, njegov izlazni prosječni napon Uo je veći ili manji od ulaznog napona UI, polaritet je suprotan, a kapacitet se prenosi. Današnja tehnologija mekog preklapanja napravila je kvalitativni skok u DC/DC. Različiti ECI mekani DC/DC pretvarači koje je dizajnirala i proizvela američka tvrtka VICOR imaju maksimalnu izlaznu snagu od 300W, 600W, 800W itd., a odgovarajuća gustoća snage je (6, 2, 10, 17) W/cm3, učinkovitost je (80-90) posto. Najnoviji visokofrekventni prekidački modul napajanja serije RM koji koristi tehnologiju mekog prebacivanja koju je lansirala japanska tvrtka NemicLambda ima frekvenciju prebacivanja od (200~300) kHz i gustoću snage od 27 W/cm3. Tetky dioda), učinkovitost cijelog kruga je povećana na 90 posto.
AC/DC pretvorba
AC/DC pretvorba služi za pretvaranje izmjenične struje u istosmjernu, a njezin tok snage može biti dvosmjeran. Tok snage od izvora napajanja do trošila naziva se "ispravljanje", a tok snage od opterećenja natrag do izvora napajanja naziva se "aktivni pretvarač". Ulaz AC/DC pretvarača je izmjenična struja 50/60Hz. Budući da se mora ispraviti i filtrirati, relativno veliki kondenzator filtera je bitan. U isto vrijeme, zbog sigurnosnih standarda (kao što su UL, CCEE, itd.) i ograničenja EMC direktiva (kao što su IEC, FCC, CSA), strana AC ulaza mora dodati EMC filtriranje i koristiti komponente koje zadovoljavaju sigurnosne standarde, koji ograničava minijaturizaciju AC/DC napajanja. Osim toga, zbog unutarnje visoke frekvencije, visokog napona i velike struje. Preklopno djelovanje otežava rješavanje problema elektromagnetske kompatibilnosti s EMC-om, što također postavlja visoke zahtjeve za dizajn unutarnjih strujnih krugova visoke gustoće. Iz istog razloga visokonaponski i visokostrujni prekidači povećavaju potrošnju energije i ograničavaju proces modularizacije AC/DC pretvarača, pa je potrebno usvojiti metodu projektiranja optimizacije elektroenergetskog sustava kako bi njegova radna učinkovitost dosegla određeni stupanj zadovoljstva.
AC/DC pretvorba može se podijeliti na poluvalni krug i punovalni krug prema načinu ožičenja kruga. Prema broju faza napajanja, može se podijeliti na jednofazne, trofazne i višefazne. Prema radnom kvadrantu kruga, može se podijeliti na jedan kvadrant, dva kvadranta, tri kvadranta i četiri kvadranta.
Osnovni princip prekidačkog napajanja
Jednostavno rečeno, princip rada prekidačkog napajanja je:
1. Ulazna izmjenična struja se ispravlja i filtrira u istosmjernu;
2. Preklopna cijev je kontrolirana visokofrekventnim PWM (pulsno širinskom modulacijom) signalom, a DC se dodaje primaru preklopnog transformatora;
3. Sekundarna strana sklopnog transformatora inducira visokofrekventni napon, koji se ispravlja i filtrira za napajanje opterećenja;
4. Izlazni dio se vraća u upravljački krug kroz određeni krug za kontrolu PWM radnog ciklusa kako bi se postigla svrha stabilnog izlaza.
