Princip rada prekidačkog napajanja Tri uvjeta prekidačkog napajanja
Princip rada prekidačkog napajanja Radni proces prekidačkog napajanja prilično je lako razumjeti. U linearnom izvoru napajanja, tranzistor snage je napravljen da radi u linearnom načinu rada. Za razliku od linearnog napajanja, PWM prekidački izvor napajanja čini da tranzistor snage radi u uključenom i isključenom stanju. , u ova dva stanja, umnožak volt-ampera dodan tranzistoru snage je vrlo malen (kada je uključen, napon je nizak, a struja velika; kada je isključen, napon je visok, a struja je mali) / volti na uređaju za napajanje Amperski umnožak je gubitak generiran na uređaju za napajanje poluvodičem.
Princip rada prekidačkog napajanja
Proces rada sklopnog napajanja prilično je lako razumjeti. U linearnom izvoru napajanja, tranzistor snage je napravljen da radi u linearnom načinu rada. Za razliku od linearnog napajanja, PWM prekidački izvor napajanja čini da tranzistor snage radi u uključenom i isključenom stanju. U tom stanju, umnožak volt-ampera dodan tranzistoru snage je vrlo malen (kada je uključen, napon je nizak, a struja velika; kada je isključen, napon je visok, a struja mala) / umnožak volt-amper na uređaju za napajanje su gubici poluvodiča snage nastali na uređaju. U usporedbi s linearnim napajanjem, učinkovitiji radni proces pwm prekidačkog napajanja postiže se "sjeckanjem", odnosno sjeckanjem ulaznog istosmjernog napona u impulsni napon čija je amplituda jednaka amplitudi ulaznog napona. Radni ciklus impulsa podešava regulator sklopnog napajanja. Nakon što je ulazni napon podijeljen u izmjenični kvadratni val, njegova amplituda se može povećati ili smanjiti kroz transformator. Povećanjem broja sekundarnih namota transformatora može se povećati broj izlaznih naponskih grupa. Na kraju, ti AC valni oblici se ispravljaju i filtriraju kako bi se dobio istosmjerni izlazni napon. Glavna svrha regulatora je održavati izlazni napon stabilnim, a njegov rad je vrlo sličan linearnom obliku regulatora. Drugim riječima, funkcionalni blok, referentni napon i pojačalo pogreške regulatora mogu biti projektirani tako da budu isti kao kod linearnog regulatora. Razlika između njih je u tome što izlaz pojačala pogreške (napon pogreške) prolazi kroz jedinicu za pretvorbu napona/širine impulsa prije pokretanja tranzistora snage. Postoje dva glavna načina rada prekidačkog napajanja: pretvorba naprijed i pretvorba pojačanja. Iako je raspored njihovih različitih dijelova vrlo mali, proces rada je vrlo različit, a svaki ima svoje prednosti u određenim primjenama.
Tri uvjeta prekidačkog napajanja
sklopka
Energetska elektronika radi u stanju sklopke, a ne u linearnom stanju
visoka frekvencija
Energetski elektronički uređaji rade na visokim frekvencijama, a ne na niskim frekvencijama blizu industrijskih frekvencija
DC
Preklopno napajanje daje istosmjernu struju umjesto izmjenične struje, a također može emitirati visokofrekventnu izmjeničnu struju kao što su elektronički transformatori
Klasifikacija sklopnog napajanja
U području tehnologije prekidačkog napajanja, ljudi istovremeno razvijaju povezane energetske elektroničke uređaje i tehnologiju pretvorbe frekvencije prekidača. Njih dvoje promiču jedni druge kako bi promicali sklopno napajanje na svjetlo, 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. Postoje i AC/ACDC/AC kao što su pretvarači. DC/DC pretvarači sada su modularizirani, a tehnologija dizajna i proizvodni procesi sazrijeli su u zemlji i inozemstvu. Standardizacija je prepoznata od strane korisnika, ali 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.
Trend razvoja tehnologije prekidačkog napajanja
Smjer 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 inozemni proizvođači prekidačkog napajanja predani sinkronom razvoju novih visokointeligentnih komponenti, posebno za poboljšanje gubitka sekundarnog uređaja za ispravljanje, i u materijali snage željezo kisik (Mn? Zn) za povećanje znanstvenih i tehnoloških inovacija za poboljšanje visokih magnetskih performansi na visokoj frekvenciji i velikoj gustoći magnetskog toka (Bs), a minijaturizacija uređaja također je ključna tehnologija. Primjenom SMT tehnologije veliki je napredak u sklopnim napajanjima. Komponente su raspoređene na obje strane tiskane ploče kako bi se osiguralo da je sklopno napajanje lagano, malo i tanko. Visoka frekvencija prekidačkog napajanja neizbježno će inovirati tradicionalnu PWM tehnologiju prebacivanja. Tehnologija mekog prebacivanja ZVS i ZCS postala je glavna tehnologija sklopnog napajanja, a radna učinkovitost sklopnog napajanja znatno je poboljšana. Za visoke pokazatelje pouzdanosti, proizvođači prekidačkih izvora napajanja u Sjedinjenim Državama smanjuju opterećenje uređaja smanjenjem radne struje i temperature spoja, što uvelike poboljšava pouzdanost proizvoda. Modularizacija je opći trend u razvoju sklopnih izvora napajanja. Modularna napajanja mogu se koristiti za formiranje distribuiranih sustava napajanja, a N plus 1 redundantni sustavi napajanja mogu se dizajnirati za postizanje proširenja kapaciteta u paralelnom načinu rada. Ciljajući na nedostatak visoke radne buke sklopnog napajanja, ako se visoka frekvencija traži sama, buka će se također povećati u skladu s tim, a korištenje tehnologije kruga djelomične rezonantne pretvorbe može teoretski postići visoku frekvenciju i smanjiti buku, ali neki postoje još uvijek postoje tehnički problemi u praktičnoj primjeni tehnologije rezonantne pretvorbe, tako da još uvijek treba obaviti puno posla u ovom području kako bi ova tehnologija postala praktična. Stalne inovacije tehnologije energetske elektronike čine industriju prekidačkog napajanja širokim izgledima za razvoj. Kako bismo ubrzali razvoj industrije prekidačkog napajanja u mojoj zemlji, moramo krenuti putem tehnoloških inovacija, napustiti put zajedničkog razvoja industrije, obrazovanja i istraživanja s kineskim karakteristikama i pridonijeti brzom razvoju moje nacionalno gospodarstvo zemlje.
Metoda poboljšanja učinkovitosti prekidačkog napajanja u stanju mirovanja
cut start
Za flyback napajanje, kontrolni čip se napaja iz pomoćnog namota nakon pokretanja, a pad napona na otporniku za pokretanje je oko 300 V. Uz pretpostavku da je početni otpor 47 kΩ, potrošnja energije je gotovo 2 W. Kako bi se poboljšala učinkovitost pripravnog stanja, ovaj kanal otpornika mora biti odsječen nakon pokretanja. TOPSWITCH, ICE2DS02G ima poseban krug za pokretanje unutra, koji može isključiti otpornik nakon pokretanja. Ako regulator nema poseban krug za pokretanje, kondenzator se također može spojiti u seriju s otpornikom za pokretanje, a gubitak nakon pokretanja može postupno pasti na nulu. Nedostatak je u tome što se napajanje ne može samo od sebe ponovno pokrenuti, a krug se može ponovno pokrenuti tek nakon odspajanja ulaznog napona radi pražnjenja kondenzatora.
smanjiti frekvenciju takta
Frekvencija takta može se smanjiti glatko ili naglo. Glatko opadanje znači da kada povratna sprega prijeđe određeni prag, frekvencija takta se linearno smanjuje kroz određeni modul.
prebacite način rada
1. QR→pWM Za prekidačke izvore napajanja koji rade u visokofrekventnom načinu rada, prebacivanje u niskofrekventni način rada tijekom 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 način upravljanja modulacijom širine pulsa pWM (desetke kHz) tijekom stanja mirovanja. Čip IRIS40xx poboljšava učinkovitost pripravnosti prebacivanjem između QR i pWM. Kada je napajanje pod malim opterećenjem iu stanju pripravnosti, napon pomoćnog namota je mali, Q1 je isključen, a signal rezonancije ne može se prenijeti na FB terminal. FB napon je niži od napona praga unutar čipa, a kvazi-rezonantni mod se ne može pokrenuti, a krug radi na nižoj frekvenciji. PWM način upravljanja.
2. pWM→pFM Za prekidačke izvore napajanja koji rade u pWM načinu rada pri nazivnoj snazi, možete se također prebaciti na pFM način rada kako biste poboljšali učinkovitost pripravnosti, odnosno kako biste fiksirali vrijeme uključenja i prilagodili vrijeme isključenja. Što je manje opterećenje, to je duže vrijeme isključenja i veća radna frekvencija. Niska. Dodajte signal pripravnosti na njegov pW/ pin, pod uvjetima nazivnog opterećenja, pin je visok, krug radi u pWM modu, kada je opterećenje ispod određenog praga, pin je povučen nisko, krug radi u pFM modu. Realizacija prebacivanja između pWM i pFM također poboljšava učinkovitost napajanja tijekom malog opterećenja i stanja pripravnosti. Smanjenjem frekvencije takta i prebacivanjem načina rada, radna frekvencija u stanju pripravnosti može se smanjiti, učinkovitost u stanju pripravnosti može se poboljšati, regulator može nastaviti raditi, a izlaz se može pravilno regulirati u cijelom rasponu opterećenja. Brzo reagira čak i kada opterećenje raste od nule do punog opterećenja i obrnuto. Vrijednosti pada izlaznog napona i prekoračenja održavaju se unutar dopuštenog raspona.
Kontrolirani pulsni način rada
(BurstMode) kontrolirani impulsni način, također poznat kao SkipCycleMode (SkipCycleMode), odnosi se na određenu vezu kruga kontroliranu signalom s periodom većom od takta pWM kontrolera kada je pod malim opterećenjem ili u stanju pripravnosti, tako da da je pWM izlazni impuls periodički valjan ili nevažeći, tako da se učinkovitost malog opterećenja i pripravnosti može poboljšati smanjenjem broja sklopki i povećanjem radnog ciklusa pri konstantnoj frekvenciji. Ovaj signal se može dodati kanalu povratne sprege, izlaznom kanalu pWM signala, pinu za uključivanje pWM čipa (kao što je LM2618, L6565) ili unutarnjem modulu čipa (kao što su NCp1200, FSD200, L6565 i čipovi serije TinySwitch).
