Класифікація імпульсних джерел живлення, докладне пояснення джерел живлення AD/DC і DC/DC
Класифікація імпульсних джерел живлення
Народна сфера технології перемикачів живлення полягає в розробці відповідних силових електронних пристроїв при розробці технології перетворення частоти перемикачів. Взаємне просування обох сторін сприяє розвитку імпульсних блоків живлення в напрямку легких, малих, тонких, з низьким рівнем шуму, високою надійністю та захистом від перешкод із темпом зростання понад дві цифри щороку. Імпульсні джерела живлення можна розділити на дві категорії: AC/DC і DC/DC. Перетворювачі DC/DC тепер досягли модульності, а технологія проектування та виробничий процес були зрілими та стандартизованими як усередині країни, так і за кордоном, і були визнані користувачами. Однак модульність AC/DC, через свої особливості, стикається з більш складними технічними та виробничими проблемами в процесі модульації. Структура та характеристики двох типів імпульсних джерел живлення пояснюються нижче.
Перетворення DC/DC
Перетворення постійного струму в постійний струм — це процес перетворення постійної напруги постійного струму в змінну напругу постійного струму, також відомий як відсікання постійного струму. Є два способи роботи чопперів: один полягає в тому, щоб підтримувати режим широтно-імпульсної модуляції Ts незмінним і змінювати T (універсальний), а інший полягає в тому, щоб підтримувати режим частотної модуляції T незмінним і змінювати T (схильний до перешкод). Конкретні схеми поділяються на такі категорії:
(1) Понижувальна схема - понижувальний переривник із середньою вихідною напругою Uo, меншою за вхідну напругу Ui, і тієї ж полярності.
(2) Схема підсилення – переривник підсилення із середньою вихідною напругою Uo, що перевищує вхідну напругу Ui, і має однакову полярність.
(3) Схема підсилення понижувального ефекту – понижувальний або підсилювальний переривник із середньою вихідною напругою Uo, більшою або меншою за вхідну напругу Ui, протилежною полярністю та індуктивною передачею.
(4) Схема Cuk - понижуючий або підвищувальний переривник з вихідною середньою напругою Uo, більшою або меншою за вхідну напругу UI, протилежною полярністю та пропускною здатністю конденсатора.
Сучасна технологія м'якого перемикання зробила якісний стрибок у DC/DC. Компанія VICOR у Сполучених Штатах розробила та виготовила різноманітні перетворювачі постійного струму/постійного струму з м’яким перемиканням ECI з високою вихідною потужністю 300 Вт, 600 Вт, 800 Вт тощо, відповідною щільністю потужності (6, 2, 10, 17) Вт/см3 та ефективність (80-90) відсотків . Серія RM високочастотних комутаційних силових модулів, що використовують технологію м’якого комутування, нещодавно запущена японською компанією NemicLambda, має частоту комутації (200-300) кГц і щільність потужності 27 Вт/см3. Він використовує синхронні випрямлячі (MOS-FET замість діодів Шотткі), що покращує ефективність усієї схеми до 90 відсотків.
2.2 Перетворення AC/DC
Перетворення постійного струму – це процес перетворення змінного струму на постійний, і потік потужності може бути двонаправленим. Потік потужності від джерела живлення до навантаження називається «випрямленням», а потік потужності від навантаження назад до джерела живлення називається «активним інвертором». Вхід перетворювача змінного струму в постійний струм 50/60 Гц. У зв’язку з необхідністю випрямлення та фільтрації необхідні відносно великі конденсатори фільтра. У той же час, через обмеження стандартів (таких як UL, CCEE тощо) і директив щодо електромагнітної сумісності (таких як IEC, FCC, CSA), фільтрація електромагнітної сумісності та використання компонентів, які відповідають стандартам, повинні бути додані до Сторона входу змінного струму, що обмежує мініатюризацію об’єму джерела живлення змінного/постійного струму. Крім того, через внутрішню високу частоту, високу напругу Дія сильнострумових перемикачів ускладнює вирішення проблем електромагнітної сумісності ЕМС, що висуває високі вимоги до проектування внутрішніх установок з високою щільністю. Через ті ж причини вимикачі високої напруги та сильного струму збільшують споживання електроенергії та обмежують процес модуляції перетворювачів змінного/постійного струму. Отже, необхідно прийняти методи оптимізації проектування енергосистеми, щоб досягти певного ступеня задоволення її ефективністю роботи.
Перетворення змінного струму в постійний струм можна розділити на напівхвильову та повнохвильову ланцюги відповідно до способу підключення схеми. За кількістю фаз живлення його можна розділити на однофазний, трифазний і багатофазний. Відповідно до робочого квадранта схеми, його можна розділити на один квадрант, два квадранти, три квадранти та чотири квадранти.
