Principi de funcionament de la commutació de la font d'alimentació Tres condicions de commutació de la font d'alimentació
Principi de funcionament de la font d'alimentació de commutació El procés de treball de la font d'alimentació de commutació és bastant fàcil d'entendre. A la font d'alimentació lineal, el transistor de potència funciona en mode lineal. A diferència de la font d'alimentació lineal, la font d'alimentació de commutació PWM fa que el transistor de potència funcioni en estat d'encesa i apagat. , en aquests dos estats, el producte volt-ampere afegit al transistor de potència és molt petit (quan està encès, la tensió és baixa i el corrent és gran; quan s'apaga, la tensió és alta i el corrent és petit) / volts al dispositiu de potència El producte Ampere és la pèrdua generada al dispositiu semiconductor de potència.
Principi de funcionament de la commutació d'alimentació
El procés de treball de la font d'alimentació de commutació és bastant fàcil d'entendre. A la font d'alimentació lineal, el transistor de potència funciona en un mode lineal. A diferència de la font d'alimentació lineal, la font d'alimentació de commutació pwm fa que el transistor de potència funcioni en els estats d'encesa i apagat. En l'estat, el producte volt-ampere afegit al transistor de potència és molt petit (quan s'encén, la tensió és baixa i el corrent és gran; quan s'apaga, la tensió és alta i el corrent és petit) / el producte volt-ampere del dispositiu de potència són les pèrdues de semiconductors de potència incorregudes en el dispositiu. En comparació amb la font d'alimentació lineal, el procés de treball més eficient de la font d'alimentació de commutació pwm s'aconsegueix "picant", és a dir, tallant la tensió de CC d'entrada en una tensió de pols l'amplitud del qual és igual a l'amplitud de la tensió d'entrada. El cicle de treball del pols s'ajusta pel controlador de la font d'alimentació de commutació. Una vegada que la tensió d'entrada es talla en una ona quadrada de CA, la seva amplitud es pot augmentar o baixar mitjançant un transformador. En augmentar el nombre de bobinatges secundaris del transformador, es pot augmentar el nombre de grups de tensió de sortida. Finalment, aquestes formes d'ona de CA es rectifiquen i es filtren per obtenir una tensió de sortida de CC. L'objectiu principal del controlador és mantenir estable la tensió de sortida i el seu funcionament és molt similar a la forma lineal del controlador. És a dir, el bloc funcional, la referència de tensió i l'amplificador d'error del controlador es poden dissenyar per ser el mateix que el del regulador lineal. La diferència entre ells és que la sortida de l'amplificador d'error (tensió d'error) passa per una unitat de conversió de voltatge/amplada de pols abans de conduir el transistor de potència. Hi ha dos modes de treball principals de commutació de la font d'alimentació: conversió directa i conversió boost. Tot i que la disposició de les seves diferents parts és molt petita, el procés de treball és molt diferent i cadascuna té els seus propis avantatges en aplicacions específiques.
Tres condicions de commutació d'alimentació
interruptor
L'electrònica de potència funciona en un estat de commutació en lloc d'un estat lineal
alta freqüència
Els dispositius electrònics de potència funcionen a freqüències altes en lloc de freqüències baixes properes a les freqüències industrials
DC
La font d'alimentació de commutació emet CC en lloc de CA i també pot produir CA d'alta freqüència, com ara transformadors electrònics
Classificació de la font d'alimentació commutada
En el camp de la tecnologia d'alimentació de commutació, la gent està desenvolupant dispositius electrònics de potència relacionats i tecnologia de conversió de freqüència de commutació al mateix temps. Els dos es promouen mútuament per promoure la font d'alimentació de commutació a la llum, petita, prim, baix soroll, alta fiabilitat, desenvolupament en la direcció de l'anti-jamming. Les fonts d'alimentació de commutació es poden dividir en dues categories: AC/DC i DC/DC. També hi ha AC/ACDC/AC com inversors. Els convertidors DC/DC s'han modularitzat i la tecnologia de disseny i els processos de producció s'han madurat a casa i a l'estranger. L'estandardització ha estat reconeguda pels usuaris, però la modularització d'AC/DC, per les seves pròpies característiques, es troba amb problemes tècnics i de fabricació de processos més complicats en el procés de modularització. A continuació es descriuen l'estructura i les característiques dels dos tipus de fonts d'alimentació de commutació.
Tendència de desenvolupament de tecnologia d'alimentació de commutació
La direcció de desenvolupament de la font d'alimentació de commutació és d'alta freqüència, alta fiabilitat, baix consum, baix soroll, anti-interferències i modularització. Com que la tecnologia clau de la font d'alimentació de commutació és lleugera, petita i prima és d'alta freqüència, de manera que els principals fabricants estrangers de fonts d'alimentació de commutació es comprometen a desenvolupar de forma sincrònica nous components d'alta intel·ligència, especialment per millorar la pèrdua del dispositiu de rectificació secundari, i en els materials d'oxigen de ferro (Mn? Zn) per augmentar la innovació científica i tecnològica per millorar l'alt rendiment magnètic a alta freqüència i gran densitat de flux magnètic (Bs), i la miniaturització del dispositiu també és una tecnologia clau. L'aplicació de la tecnologia SMT ha avançat molt en la commutació de fonts d'alimentació. Els components estan disposats a banda i banda de la placa de circuit per garantir que la font d'alimentació de commutació sigui lleugera, petita i prima. L'alta freqüència de la font d'alimentació de commutació innovarà inevitablement la tecnologia de commutació PWM tradicional. La tecnologia de commutació suau de ZVS i ZCS s'ha convertit en la tecnologia principal de la font d'alimentació de commutació, i l'eficiència de treball de la font de commutació s'ha millorat molt. Per als indicadors d'alta fiabilitat, els fabricants de fonts d'alimentació de commutació als Estats Units redueixen l'estrès dels dispositius reduint el corrent de funcionament i la temperatura de la unió, la qual cosa millora molt la fiabilitat dels productes. La modularització és la tendència general en el desenvolupament de fonts d'alimentació commutades. Les fonts d'alimentació modulars es poden utilitzar per formar sistemes d'alimentació distribuïts, i els sistemes d'alimentació redundants N més 1 es poden dissenyar per aconseguir una ampliació de capacitat en mode paral·lel. Tenint com a objectiu el desavantatge d'un alt soroll de funcionament de la font d'alimentació de commutació, si l'alta freqüència es persegueix sol, el soroll també augmentarà en conseqüència, i l'ús de la tecnologia de circuits de conversió de ressonància parcial teòricament pot aconseguir alta freqüència i reduir el soroll, però alguns hi ha Encara hi ha problemes tècnics en l'aplicació pràctica de la tecnologia de conversió ressonant, de manera que encara cal fer molta feina en aquest camp per fer que aquesta tecnologia sigui pràctica. La innovació contínua de la tecnologia d'electrònica de potència fa que la indústria de la font d'alimentació de commutació tingui àmplies perspectives de desenvolupament. Per accelerar el desenvolupament de la indústria del subministrament d'energia de commutació del meu país, hem de prendre el camí de la innovació tecnològica, sortir del camí del desenvolupament conjunt de la indústria, l'educació i la investigació amb característiques xineses i contribuir al ràpid desenvolupament del meu economia nacional del país.
El mètode per millorar l'eficiència en espera de la commutació d'alimentació
tallar l'inici
Per a la font d'alimentació flyback, el xip de control s'alimenta pel bobinatge auxiliar després de l'inici i la caiguda de tensió a la resistència d'arrencada és d'uns 300 V. Suposant que la resistència inicial és de 47 kΩ, el consum d'energia és de gairebé 2 W. Per millorar l'eficiència en espera, aquest canal de resistència s'ha de tallar després de l'inici. TOPSWITCH, ICE2DS02G té un circuit d'arrencada especial a l'interior, que pot apagar la resistència després de l'engegada. Si el controlador no té un circuit d'arrencada especial, també es pot connectar un condensador en sèrie amb la resistència d'arrencada i la pèrdua després de l'arrencada pot baixar gradualment a zero. El desavantatge és que la font d'alimentació no pot reiniciar-se per si mateixa i el circuit només es pot iniciar de nou després de desconnectar la tensió d'entrada per descarregar el condensador.
reduir la freqüència del rellotge
La freqüència del rellotge es pot reduir de manera suau o brusca. Un descens suau significa que quan la retroalimentació supera un determinat llindar, la freqüència del rellotge es redueix linealment a través d'un mòdul específic.
canviar el mode de treball
1. QR→pWM Per canviar fonts d'alimentació que funcionen en mode d'alta freqüència, canviar al mode de baixa freqüència durant el mode d'espera pot reduir la pèrdua d'espera. Per exemple, per a una font d'alimentació de commutació quasi ressonant (freqüència de treball de diversos centenars de kHz a diversos MHz), es pot canviar a un mode de control de modulació d'amplada de pols de baixa freqüència pWM (desenes de kHz) durant el mode d'espera. El xip IRIS40xx millora l'eficiència en espera canviant entre QR i pWM. Quan la font d'alimentació està en mode de càrrega lleugera i d'espera, la tensió del bobinatge auxiliar és petita, Q1 està apagada i el senyal de ressonància no es pot transmetre al terminal FB. La tensió FB és inferior a una tensió llindar dins del xip i el mode de quasi-ressonància no es pot activar i el circuit funciona a una freqüència més baixa. Mode de control PWM.
2. pWM→pFM Per canviar fonts d'alimentació que funcionen en mode pWM amb potència nominal, també podeu canviar al mode pFM per millorar l'eficiència en espera, és a dir, per fixar l'hora d'encesa i ajustar l'hora d'apagada. Com més baixa sigui la càrrega, més llarg serà el temps d'inactivitat i més gran serà la freqüència de funcionament. Baix. Afegiu el senyal d'espera al seu pW/pin, en condicions de càrrega nominal, el pin és alt, el circuit funciona en mode pWM, quan la càrrega està per sota d'un determinat llindar, el pin es baixa, el circuit funciona en mode pFM. Adonar-se del canvi entre pWM i pFM també millora l'eficiència de la font d'alimentació durant la càrrega lleugera i l'estat d'espera. Reduint la freqüència del rellotge i canviant el mode de treball, es pot reduir la freqüència de funcionament en espera, es pot millorar l'eficiència en espera, el controlador es pot mantenir en funcionament i la sortida es pot regular correctament en tot el rang de càrrega. Reacciona ràpidament fins i tot quan la càrrega puja de zero a plena càrrega i viceversa. La caiguda de tensió de sortida i els valors de superació es mantenen dins de l'interval permès.
Mode de pols controlable
El mode de pols controlable (BurstMode), també conegut com SkipCycleMode (SkipCycleMode), fa referència a un determinat enllaç del circuit controlat per un senyal amb un període més gran que el període de rellotge del controlador pWM quan es troba en condicions de càrrega lleugera o en espera, de manera que que el pWM El pols de sortida és vàlid o no vàlid periòdicament, de manera que l'eficiència de la càrrega lleugera i de l'espera es pot millorar reduint el nombre d'interruptors i augmentant el cicle de treball a una freqüència constant. Aquest senyal es pot afegir al canal de retroalimentació, al canal de sortida del senyal pWM, al pin d'habilitació del xip pWM (com ara LM2618, L6565) o al mòdul intern del xip (com els xips de la sèrie NCp1200, FSD200, L6565 i TinySwitch).
