Classificació de les fonts d'alimentació de commutació, explicació detallada de les fonts d'alimentació AD/DC i DC/DC

Classificació de les fonts d'alimentació de commutació, explicació detallada de les fonts d'alimentació AD/DC i DC/DC

Classificació de les fonts d'alimentació commutades

El camp de la gent de la tecnologia d'alimentació de commutació és desenvolupar dispositius electrònics de potència relacionats mentre es desenvolupa la tecnologia de conversió de freqüència de commutació. La promoció mútua dels dos promou el desenvolupament de fonts d'alimentació d'interruptor cap a lleugeres, petites, primes, de baix soroll, alta fiabilitat i antiinterferències amb una taxa de creixement de més de dos dígits cada any. Les fonts d'alimentació de commutació es poden dividir en dues categories: AC/DC i DC/DC. Els convertidors DC/DC ara han aconseguit la modularització, i la tecnologia de disseny i el procés de producció han estat madurs i estandarditzats tant a nivell nacional com internacional, i han estat reconeguts pels usuaris. Tanmateix, la modularització d'AC/DC, per les seves pròpies característiques, es troba amb problemes tècnics i de fabricació més complexos en el procés de modularització. A continuació s'expliquen l'estructura i les característiques de dos tipus de fonts d'alimentació de commutació.

Conversió DC/DC

La conversió DC/DC és el procés de convertir una tensió de CC fixa en una tensió de CC variable, també coneguda com a tall de CC. Hi ha dues maneres en què funcionen els choppers: una és mantenir el mode de modulació d'amplada de pols Ts sense canvis i canviar T (universal), i l'altra és mantenir el mode de modulació de freqüència T sense canvis i canviar T (propens a interferències). Els circuits específics es divideixen en les següents categories:

(1) Circuit Buck: un picador buck amb una tensió de sortida mitjana Uo inferior a la tensió d'entrada Ui i la mateixa polaritat.

(2) Circuit boost - Chopper boost, amb una tensió de sortida mitjana Uo superior a la tensió d'entrada Ui i la mateixa polaritat.

(3) Circuit Buck Boost: un picador buck o boost amb una tensió de sortida mitjana Uo superior o inferior a la tensió d'entrada Ui, polaritat oposada i transmissió inductiva.

(4) Circuit Cuk: un picador buck o boost amb una tensió mitjana de sortida Uo superior o inferior a la tensió d'entrada UI, polaritat oposada i transmissió del condensador.

La tecnologia de commutació suau actual ha fet un salt qualitatiu en DC/DC. L'empresa VICOR als Estats Units ha dissenyat i fabricat diversos convertidors CC/CC de commutació suau ECI amb una gran potència de sortida de 300 W, 600 W, 800 W, etc., densitats de potència corresponents de (6, 2, 10, 17) W/cm3 i eficiència de (80-90)%. La sèrie RM de mòduls de commutació d'alta freqüència que utilitzen tecnologia de commutació suau, llançada recentment per l'empresa japonesa NemicLambda, té una freqüència de commutació de (200-300) kHz i una densitat de potència de 27 W/cm3. Utilitza rectificadors síncrons (MOS-FET en lloc de díodes Schottky), que milloren l'eficiència de tot el circuit fins al 90%.

2.2 Conversió AC/DC

La conversió /DC és el procés de conversió de CA en CC i el flux d'energia pot ser bidireccional. El flux d'energia de la font d'alimentació a la càrrega s'anomena "rectificació" i el flux d'energia de la càrrega a la font d'alimentació s'anomena "inversor actiu". L'entrada del convertidor AC/DC és de 50/60Hz de potència CA. A causa de la necessitat de rectificació i filtratge, els condensadors de filtre relativament grans són essencials. Al mateix temps, a causa de les limitacions dels estàndards (com UL, CCEE, etc.) i directives EMC (com IEC, FCC, CSA), s'ha d'afegir al filtratge EMC i l'ús de components que compleixin les normes. El costat d'entrada de CA, que limita la miniaturització del volum de la font d'alimentació CA/CC. A més, a causa de l'alta freqüència interna i l'alta tensió, l'acció dels interruptors d'alta corrent augmenta la dificultat de resoldre problemes de compatibilitat electromagnètica EMC, la qual cosa planteja requisits elevats per al disseny de circuits interns d'instal·lació d'alta densitat. Per les mateixes raons, els interruptors d'alta tensió i alt corrent augmenten el consum d'energia i limiten el procés de modularització dels convertidors AC/DC. Per tant, és necessari adoptar mètodes de disseny d'optimització del sistema d'alimentació per aconseguir un cert grau de satisfacció en la seva eficiència laboral.

La conversió AC/DC es pot dividir en circuit de mitja ona i circuit d'ona completa segons el mètode de cablejat del circuit. Segons el nombre de fases de potència, es pot dividir en monofàsica, trifàsica i multifàsica. Segons el quadrant de treball del circuit, es pot dividir en un quadrant, dos quadrants, tres quadrants i quatre quadrants.