Принцип роботи імпульсного джерела живлення Три умови імпульсного джерела живлення
Принцип роботи імпульсного джерела живлення Процес роботи імпульсного джерела живлення досить простий для розуміння. У лінійному джерелі живлення силовий транзистор виконаний для роботи в лінійному режимі. На відміну від лінійного джерела живлення, імпульсний джерело живлення ШІМ змушує силовий транзистор працювати у включеному та вимкненому стані. , у цих двох станах добуток вольт-ампер, доданий до силового транзистора, дуже малий (коли він увімкнено, напруга низька, а струм великий; коли він вимкнений, напруга висока, а струм малий) / вольт на силовому пристрої Добуток амперів – це втрати, створені на силовому напівпровідниковому пристрої.
Принцип роботи імпульсного джерела живлення
Процес роботи імпульсного джерела живлення досить простий для розуміння. У лінійному джерелі живлення силовий транзистор виконаний для роботи в лінійному режимі. На відміну від лінійного джерела живлення, імпульсний блок живлення з ШІМ змушує силовий транзистор працювати у включеному та вимкненому стані. У цьому стані добуток вольт-ампер, доданий до силового транзистора, дуже малий (коли він увімкнений, напруга низька, а струм великий; коли він вимкнений, напруга висока, а струм малий) / добуток вольт-ампер на силовий пристрій - це втрати потужності напівпровідника, понесені в пристрої. Порівняно з лінійним джерелом живлення, більш ефективний робочий процес ШІМ-імпульсного джерела живлення досягається шляхом «рубки», тобто рубання вхідної постійної напруги на імпульсну напругу, амплітуда якої дорівнює амплітуді вхідної напруги. Коригування шпаруватості імпульсу здійснюється контролером імпульсного джерела живлення. Після того, як вхідна напруга розділена на прямокутну хвилю змінного струму, її амплітуду можна збільшити або зменшити за допомогою трансформатора. Збільшуючи кількість вторинних обмоток трансформатора, можна збільшити кількість груп вихідної напруги. Нарешті, ці сигнали змінного струму випрямляються та фільтруються для отримання вихідної напруги постійного струму. Основне призначення контролера - підтримувати стабільну вихідну напругу, і його робота дуже схожа на лінійну форму контролера. Тобто функціональний блок, опорна напруга та підсилювач помилки контролера можуть бути такими ж, як і лінійного регулятора. Різниця між ними полягає в тому, що вихідний сигнал підсилювача помилки (напруга помилки) проходить через блок перетворення напруги/широтно-імпульсного сигналу перед керуванням силовим транзистором. Існують два основних робочих режими імпульсного джерела живлення: пряме перетворення та підвищення перетворення. Хоча розташування їх різних частин дуже мале, робочий процес дуже різний, і кожна з них має свої переваги в конкретних застосуваннях.
Три умови імпульсного джерела живлення
перемикач
Силова електроніка працює в режимі перемикання, а не в лінійному стані
висока частота
Силові електронні пристрої працюють на високих частотах, а не на низьких, близьких до промислових частот
DC
Імпульсний джерело живлення виводить постійний струм замість змінного струму, а також може видавати високочастотний змінний струм, наприклад електронні трансформатори
Класифікація імпульсних джерел живлення
У сфері технології імпульсного джерела живлення люди одночасно розробляють відповідні силові електронні пристрої та технологію перетворення частоти комутації. Обидва сприяють один одному, щоб сприяти тому, щоб імпульсне джерело живлення стало легким, маленьким, тонким, з низьким рівнем шуму, високою надійністю, розвитком у напрямку захисту від перешкод. Імпульсні джерела живлення можна розділити на дві категорії: AC/DC і DC/DC. Існують також AC/ACDC/AC, такі як інвертори. Перетворювачі DC/DC тепер є модульними, а технологія проектування та виробничі процеси вдосконалені вдома та за кордоном. Користувачі визнали стандартизацію, але 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 описані нижче.
Тенденція розвитку технології імпульсних джерел живлення
Напрямок розвитку імпульсного джерела живлення - висока частота, висока надійність, низьке споживання, низький рівень шуму, захист від перешкод і модульність. Оскільки ключовою технологією імпульсного джерела живлення є легкість, маленький і тонкий – висока частота, тому основні іноземні виробники імпульсних джерел живлення прагнуть синхронно розробляти нові високоінтелектуальні компоненти, особливо для покращення втрати вторинного випрямляючого пристрою та в енергетичні залізні кисні (Mn? Zn) матеріали для збільшення наукових і технологічних інновацій для покращення високих магнітних характеристик на високій частоті та великій щільності магнітного потоку (Bs), а мініатюризація пристрою також є ключовою технологією. Застосування технології SMT досягло значного прогресу в імпульсних джерелах живлення. Компоненти розташовані з обох боків друкованої плати, щоб гарантувати, що імпульсне джерело живлення є легким, малим і тонким. Висока частота імпульсного джерела живлення неминуче приведе до інноваційної технології традиційної ШІМ комутації. Технологія м’якого перемикання ZVS і ZCS стала основною технологією імпульсного джерела живлення, і ефективність роботи імпульсного джерела живлення була значно покращена. Для отримання високих показників надійності виробники імпульсних блоків живлення в Сполучених Штатах зменшують навантаження на пристрої, знижуючи робочий струм і температуру переходу, що значно підвищує надійність продукції. Модуляція є загальною тенденцією в розвитку імпульсних джерел живлення. Модульні джерела живлення можуть бути використані для формування розподілених систем електропостачання, а резервні системи живлення N плюс 1 можуть бути розроблені для досягнення розширення потужності в паралельному режимі. Зважаючи на недолік високого робочого шуму імпульсного джерела живлення, якщо висока частота переслідується окремо, шум також збільшиться відповідно, і використання технології часткового резонансного перетворення схеми теоретично може досягти високої частоти та зменшити шум, але деякі Там все ще існують технічні проблеми в практичному застосуванні технології резонансного перетворення, тому в цій галузі ще потрібно виконати багато роботи, щоб зробити цю технологію практичною. Постійні інновації в технології силової електроніки роблять галузь імпульсних джерел живлення широкими перспективами розвитку. Щоб пришвидшити розвиток галузі імпульсних джерел живлення в моїй країні, ми повинні піти шляхом технологічних інновацій, вийти зі шляху спільного розвитку промисловості, освіти та досліджень із китайською специфікою та сприяти швидкому розвитку мого національна економіка країни.
Спосіб підвищення ефективності імпульсного джерела живлення в режимі очікування
скоротити початок
Для зворотного джерела живлення мікросхема керування живиться від допоміжної обмотки після запуску, а падіння напруги на пусковому резисторі становить близько 300 В. Якщо припустити, що початковий опір становить 47 кОм, споживана потужність становить майже 2 Вт. Щоб підвищити ефективність роботи в режимі очікування, цей канал резистора слід відключити після запуску. TOPSWITCH, ICE2DS02G має спеціальну схему запуску всередині, яка може відключати резистор після запуску. Якщо контролер не має спеціальної схеми запуску, конденсатор також можна підключити послідовно з резистором запуску, і втрати після запуску можуть поступово впасти до нуля. Недоліком є те, що джерело живлення не може перезапуститися самостійно, і схему можна запустити лише після відключення вхідної напруги для розрядки конденсатора.
зменшити тактову частоту
Тактова частота може бути знижена плавно або різко. Плавне зниження означає, що коли зворотний зв'язок перевищує певний поріг, тактова частота лінійно зменшується через певний модуль.
переключити режим роботи
1. QR→pWM Для імпульсних джерел живлення, що працюють у режимі високої частоти, перемикання в режим низької частоти під час очікування може зменшити втрати в режимі очікування. Наприклад, для квазірезонансного імпульсного джерела живлення (робоча частота від кількох сотень кГц до кількох МГц) у режимі очікування його можна перемкнути в режим керування широтно-імпульсною модуляцією низької частоти (десятки кГц). Чіп IRIS40xx покращує ефективність роботи в режимі очікування, перемикаючись між QR та pWM. Коли джерело живлення знаходиться під невеликим навантаженням і в режимі очікування, напруга допоміжної обмотки мала, Q1 вимикається, і резонансний сигнал не може бути переданий на термінал FB. Напруга FB нижча за порогову напругу всередині мікросхеми, і квазірезонансний режим не може бути запущений, і схема працює на нижчій частоті. Режим управління ШІМ.
2. PWM→pFM Для імпульсних джерел живлення, які працюють у режимі PWM при номінальній потужності, ви також можете переключитися на режим pFM, щоб підвищити ефективність режиму очікування, тобто фіксувати час увімкнення та регулювати час вимкнення. Чим менше навантаження, тим довше час вимкнення і вища робоча частота. Низький. Додайте сигнал очікування до його pW/виводу, за умов номінального навантаження, на виводі високий, схема працює в режимі pWM, коли навантаження нижче певного порогу, на виводі знаходиться низький рівень, схема працює в режимі pFM. Реалізація перемикання між pWM та pFM також покращує ефективність джерела живлення під час невеликого навантаження та в режимі очікування. Зменшуючи тактову частоту та перемикаючи робочий режим, робочу частоту в режимі очікування можна зменшити, ефективність у режимі очікування можна покращити, контролер може продовжувати працювати, а вихід можна правильно регулювати у всьому діапазоні навантаження. Швидко реагує, навіть коли навантаження змінюється від нуля до повного і навпаки. Падіння вихідної напруги та перевищення значень утримуються в межах допустимого діапазону.
Контрольований імпульсний режим
Контрольований імпульсний режим (BurstMode), також відомий як SkipCycleMode (SkipCycleMode), відноситься до певної ланки схеми, що керується сигналом з періодом, більшим за тактовий період ШІМ-контролера, коли він знаходиться під невеликим навантаженням або в режимі очікування, тому що вихідний імпульс ШІМ періодично є дійсним або недійсним, тому ефективність легкого навантаження та режиму очікування можна покращити шляхом зменшення кількості перемикачів і збільшення робочого циклу при постійній частоті. Цей сигнал можна додати до каналу зворотного зв’язку, вихідного каналу сигналу ШІМ, виводу ввімкнення мікросхеми ШІМ (наприклад, LM2618, L6565) або внутрішнього модуля мікросхеми (наприклад, мікросхем серії NCp1200, FSD200, L6565 і TinySwitch).
