تصنيف تحويل التيار الكهربائي، شرح تفصيلي لإمدادات الطاقة AD/DC وDC/DC.
تصنيف تحويل التيار الكهربائي
المجال الفني للناس لتحويل إمدادات الطاقة هو تطوير الأجهزة الإلكترونية ذات الصلة بالطاقة أثناء تطوير تكنولوجيا تحويل التردد. يعمل الاثنان بشكل متبادل على تعزيز تطوير تحويل مصدر الطاقة في اتجاه الضوء والصغير والرفيع والمنخفض الضوضاء والموثوقية العالية ومكافحة التدخل بمعدل نمو سنوي يزيد عن رقمين. يمكن تقسيم مصدر طاقة التحويل إلى فئتين: AC/DC وDC/DC. لقد تم تقسيم محول DC/DC إلى وحدات، وتم نضج تكنولوجيا التصميم وعملية الإنتاج وتوحيدها في الداخل والخارج، وقد تم الاعتراف بها من قبل المستخدمين. ومع ذلك، فإن نموذجية AC/DC واجهت مشاكل تصنيع تقنية وتكنولوجية أكثر تعقيدًا في عملية التركيب بسبب خصائصها الخاصة. تم وصف هيكل وخصائص نوعين من مصادر تحويل الطاقة أدناه.
2.1 تحويل تيار مستمر/تيار مستمر
تحويل DC/DC هو تحويل جهد DC ثابت إلى جهد DC متغير، المعروف أيضًا باسم تقطيع DC. تعمل Chopper بطريقتين، إحداهما هي أن وضع تعديل عرض النبضة Ts يظل دون تغيير، ويتغير طنًا (عالميًا)، والآخر هو أن وضع تعديل التردد طن يظل دون تغيير، ويتغير Ts (عرضة للتداخل). تتكون دائرتها المحددة من الفئات التالية:
(1) مروحية متدرجة لدائرة باك، التي يكون متوسط جهد خرجها Uo أقل من جهد الدخل Ui ولها نفس القطبية.
(2) مروحية تعزيز الدائرة، التي يكون متوسط جهد خرجها Uo أكبر من جهد الإدخال Ui، والقطبية هي نفسها.
(3) دائرة Buck-Boost أو مروحية التعزيز، التي يكون متوسط جهد خرجها Uo أكبر من أو أقل من جهد الدخل Ui، مع قطبية معاكسة وانتقال حثي.
(4) مروحية متدرجة لدائرة Cuk أو مروحية تصاعدية، يكون متوسط جهد خرجها Uo أكبر من أو أقل من جهد الإدخال UI، مع قطبية معاكسة ونقل سعوي.
في الوقت الحاضر، حققت تكنولوجيا التبديل الناعم قفزة نوعية في DC/DC. تتمتع العديد من محولات DC/DC ذات التبديل الناعم من ECI، والتي تم تصميمها وتصنيعها من قبل شركة VICOR في الولايات المتحدة، بقدرات خرج كبيرة تبلغ 300 وات، و600 وات، و800 وات، وكثافات الطاقة المقابلة هي (6، 2، 10، 17) واط/سم3، والكفاءة (80-90)%. تتميز وحدة إمداد الطاقة بتبديل عالي التردد من سلسلة RM المزودة بتقنية التبديل الناعم التي قدمتها مؤخرًا شركة NemicLambda اليابانية بتردد تحويل يبلغ (200~300) كيلو هرتز وكثافة طاقة تبلغ 27 وات/سم3. تم اعتماد المقوم المتزامن (MOS-FET بدلاً من صمام ثنائي شوتكي)، مما يحسن كفاءة الدائرة بأكملها إلى 90%.
2.2 تحويل التيار المتردد/المستمر
تحويل AC/DC يحول التيار المتردد إلى تيار مستمر، ويمكن أن يكون اتجاه تدفق الطاقة ثنائي الاتجاه. يسمى تدفق الطاقة من مصدر الطاقة إلى التحميل "التصحيح"، ويسمى تدفق الطاقة من الحمل إلى مصدر الطاقة "العاكس النشط". إن دخل محول AC/DC هو 50/60 هرتز AC، لذلك يجب تصحيحه وتصفيته، لذلك من الضروري وجود مكثف مرشح كبير نسبيًا. في الوقت نفسه، نظرًا لقيود المعايير (مثل UL وCCEE وما إلى ذلك) وتعليمات EMC (مثل IEC وFCC وCSA)، يجب إضافة مرشح EMC إلى جانب إدخال التيار المتردد والمكونات المطابقة للأول يجب استخدام معيار، مما يحد من تصغير مصدر طاقة التيار المتردد/المستمر. نظرًا للتردد الداخلي العالي والجهد العالي والتيار العالي، يكون من الصعب حل مشكلة التوافق الكهرومغناطيسي EMC، والتي تطرح أيضًا متطلبات عالية لتصميم دائرة التثبيت الداخلية عالية الكثافة. لنفس السبب، فإن مفتاح الجهد العالي والتيار العالي يزيد من استهلاك الطاقة ويحد من عملية الوحدات النمطية لمحول AC/DC. لذلك، يجب اعتماد طريقة التصميم الأمثل لنظام الطاقة لتحقيق درجة معينة من الرضا.
يمكن تقسيم تحويل التيار المتردد/المستمر إلى دائرة نصف موجة ودائرة موجة كاملة وفقًا لوضع الأسلاك في الدائرة. وفقًا لعدد مراحل الطاقة، يمكن تقسيمها إلى أحادية وثلاثية الطور ومتعددة الطور. وفقًا لربع العمل للدائرة، يمكن تقسيمها إلى ربع واحد، وربعين، وثلاثة أرباع، وأربعة أرباع.
