1. Prezentare generală a sursei de alimentare cu comutare
Sursa de alimentare comutatoareeste un dispozitiv de conversie a energiei electrice de înaltă frecvență, cunoscut și sub denumirea de sursă de alimentare cu comutare sau convertor de comutare. Comută tensiunea de intrare într-un semnal de impuls de înaltă frecvență printr-un tub de comutare de mare viteză și apoi convertește energia electrică dintr-o formă în alta prin procesareatransformator, circuitul redresor și circuitul de filtrare și, în cele din urmă, obține o tensiune continuă de ondulare scăzută stabilă pentru alimentarea cu energie.
Sursa de alimentare comutată are avantajele unei eficiențe ridicate, stabilitate bună, dimensiuni mici, greutate redusă, fiabilitate ridicată și poate fi adaptată la diferitele nevoi de alimentare ale echipamentelor.
Sursa de alimentare cu comutare a fost utilizată pe scară largă în diverse domenii, inclusiv automatizări industriale, comunicații și energie nouă. În domeniul automatizării industriale, sursa de alimentare în comutație oferă suport stabil de putere pentru diverse echipamente de automatizare pentru a asigura funcționarea eficientă și stabilă a echipamentelor.
În domeniul comunicațiilor, alimentarea cu comutare este utilizată pe scară largă în stația de bază fără fir, echipamentele de rețea etc., pentru a asigura stabilitatea transmisiei semnalului a sistemului de comunicații și pentru a îmbunătăți calitatea comunicației. În domeniul energiei noi, alimentarea cu comutare joacă un rol cheie în sistemele de energie solară și eoliană, ajutând la utilizarea eficientă a energiei regenerabile.
Sursa de comutare este compusă aproximativ din patru componente principale: circuit de intrare, convertor, circuit de control și circuit de ieșire. Următoarea este o diagramă bloc schematică obișnuită a sursei de alimentare în comutație, stăpânirea este importantă pentru noi să înțelegem sursa de alimentare în comutație.
2. Clasificarea surselor de alimentare în comutație
Sursele de alimentare în comutație pot fi clasificate în funcție de diferite standarde de clasificare. Următoarele sunt câteva metode comune de clasificare:
1. Clasificare după tipul de putere de intrare:
Sursă de alimentare comutată AC-DC: transformă puterea AC în putere DC.
Sursă de alimentare comutată DC-DC: transformă puterea DC într-o altă tensiune DC.
2. Clasificare după modul de lucru:
Sursă de alimentare comutată cu un singur capăt: are un singur tub de comutare, potrivită pentru aplicații cu putere redusă.
Sursă de alimentare cu comutare cu două capete: are două tuburi de comutare, potrivite pentru aplicații de mare putere.
3. Clasificare după topologie:
Conform topologiei, poate fi împărțit aproximativ în Buck, Boost, Buck-Boost, Flyback, Forward, Two-Tranzistor Forward, Push-Pull, Half Bridge, Full Bridge etc. Aceste metode de clasificare sunt doar o parte din ele. Sursele de alimentare cu comutare pot fi, de asemenea, clasificate mai detaliat în funcție de alte cerințe și aplicații specifice.
În continuare, vom introduce Flyback și Forward utilizate în mod obișnuit. Forward și flyback sunt două tehnologii diferite de alimentare cu comutare. Sursa de alimentare cu comutație directă se referă la o sursă de alimentare cu comutație care utilizează un transformator de înaltă frecvență direct pentru a izola energia cuplată, iar sursa de alimentare cu comutare flyback corespunzătoare este o sursă de alimentare cu comutație flyback.
2.1 Alimentare cu comutare directă
Sursa de alimentare cu comutație directă în structură este mai complexă, dar puterea de ieșire este foarte mare, potrivită pentru sursa de comutație de 100W-300W, utilizată în general în sursa de comutație de joasă tensiune, curent mare, utilizată mai pe scară largă.
După cum se arată în figura de mai jos, pentru alimentarea cu comutare directă în mod specific atunci când tubul de comutare este pornit, transformatorul de ieșire acționează ca un mediu direct cuplat la energia câmpului magnetic, energia electrică și energia magnetică sunt convertite una la alta, astfel încât intrare și ieșire în același timp.
Există, de asemenea, deficiențe în aplicarea zilnică: cum ar fi necesitatea de a crește înfășurarea potențialului invers (pentru a preveni bobina primară a transformatorului generată de potențialul invers la defectarea tubului de comutare), secundarul mai mult de un inductor pentru filtrarea de stocare a energiei, deci în comparație cu sursa de alimentare cu comutație flyback, costul acesteia este mai mare, iar volumul transformatorului sursei de alimentare cu comutare înainte este mai mare decât volumul transformatorului de alimentare cu comutare flyback.
Alimentare cu comutare directă
2.2 Sursă de alimentare cu comutare Flyback
După cum se arată în figura de mai jos, o sursă de alimentare cu comutație flyback se referă la o sursă de alimentare comutatoare care utilizează un transformator de înaltă frecvență pentru a izola circuitele de intrare și ieșire. Transformatorul său nu numai că joacă rolul de a converti tensiunea pentru a transmite energie, dar joacă și rolul de inductor de stocare a energiei. Prin urmare, transformatorul flyback este similar cu designul unui inductor. Toate circuitele sunt relativ simple și ușor de controlat. Flyback este utilizat pe scară largă în aplicații cu putere redusă de 5W-100W.
Pentru o sursă de alimentare cu comutare flyback, atunci când tubul comutatorului este pornit, curentul inductorului primar al transformatorului crește. Deoarece bobina de ieșire a circuitului flyback are capete opuse, dioda de ieșire este oprită, transformatorul stochează energie, iar sarcina este furnizată cu energie de către condensatorul de ieșire. Când tubul comutatorului este oprit, tensiunea inductivă a inductorului primar al transformatorului este inversată. În acest moment, dioda de ieșire este pornită, iar energia transformatorului este furnizată sarcinii prin diodă, în timp ce se încarcă condensatorul.
Sursă de alimentare comutatoare Flyback
Din comparație, se poate observa că transformatorul de excitație înainte are doar funcția de transformator, iar întregul poate fi privit ca un circuit buck cu transformator. Transformatorul Flyback poate fi privit ca un inductor cu o funcție de transformator, este un circuit buck-boost. În general, principiul de funcționare înainte flyback este diferit, înainte este munca primară secundară, secundarul nu funcționează cu un inductor de curent pentru a reînnoi curentul, în general, modul CCM.
Factorul de putere nu este în general mare, iar intrarea și ieșirea și ciclul de lucru variabil sunt proporționale. Flyback este lucrarea primară, secundarul nu funcționează, cele două părți în mod independent, în general, modul DCM, dar inductanța transformatorului va fi relativ mică și necesitatea de a adăuga spațiu de aer, deci de obicei potrivit pentru putere mică și medie.
Transformatorul direct este ideal, fără stocare de energie, dar deoarece inductanța de excitație este o valoare finită, curentul de excitație face ca miezul să fie mare, pentru a evita saturarea fluxului, transformatorul are nevoie de înfășurare auxiliară pentru resetarea fluxului.
Transformatorul flyback poate fi văzut ca o formă de inductanță cuplată, inductanță mai întâi stocarea energiei și apoi descărcată, datorită tensiunilor de intrare și ieșire ale transformatorului flyback, polarității opuse, astfel încât atunci când tubul de comutare este deconectat, secundarul poate oferimiez magneticcu o tensiune de resetare și, prin urmare, transformatorul flyback nu trebuie să adauge înfășurare suplimentară de resetare a fluxului.
Ora postării: 29-sept-2024