تكوين دائرة إمداد الطاقة بمفتاح التيار المتردد/المستمر
تتكون الدائرة الرئيسية لمحول الطاقة AC/DC من مرشح التداخل الكهرومغناطيسي للمدخل (EMI)، ودائرة ترشيح التصحيح، ودائرة تحويل الطاقة، ودائرة تحكم pWM، ودائرة ترشيح تصحيح الإخراج. تشمل الدوائر المساعدة دوائر حماية الجهد الزائد والجهد المنخفض، ودوائر حماية الجهد الزائد والجهد المنخفض، ودوائر حماية التيار الزائد للخرج، ودوائر حماية ماس كهربائى للخرج، وما إلى ذلك.
مبدأ تصحيح مدخلات التيار المتردد ودائرة الترشيح
دائرة الحماية من الصواعق: عند حدوث ضربة صاعقة تولد جهدًا عاليًا ويتم إدخالها إلى مصدر الطاقة من خلال شبكة الطاقة، يتم استخدام دائرة مكونة من MOV1، MOV2، MOV3: F1، F2، F3، FDG1 للحماية. عندما يتجاوز الجهد المطبق على طرفي المكثف جهد التشغيل، تنخفض قيمة مقاومته، مما يؤدي إلى استهلاك طاقة الجهد العالي على المكثف. إذا كان التيار كبيرًا جدًا، فإن F1، F2، F3 سوف يحرق دائرة الحماية للمرحلة اللاحقة.
دائرة تصفية الإدخال: شبكة الترشيح المزدوجة من النوع π المكونة من C1 وL1 وC2 وC3 تُستخدم بشكل أساسي لقمع الضوضاء الكهرومغناطيسية وإشارات الفوضى لمصدر طاقة الإدخال، ومنع التداخل مع مصدر الطاقة، وكذلك منع الفوضى عالية التردد الناتجة عن مصدر الطاقة نفسه من التدخل في شبكة الكهرباء. عند تشغيل الطاقة، يجب شحن C5. نظرًا للتيار اللحظي العالي، فإن إضافة RT1 (الثرمستور) يمكن أن يمنع بشكل فعال زيادة التيار. نظرًا لاستهلاك الطاقة الفوري الكامل على المقاوم RT1، بعد فترة زمنية معينة، ترتفع درجة الحرارة وتنخفض قيمة المقاومة RT1 (RT1 هو مكون معامل درجة الحرارة السلبي). في هذا الوقت، يكون استهلاك الطاقة صغيرًا جدًا، ويمكن أن تعمل الدائرة اللاحقة بشكل طبيعي.
دائرة التصحيح والترشيح: بعد تصحيح جهد التيار المتردد بواسطة BRG1، يتم تصفيته بواسطة C5 للحصول على جهد تيار مستمر نقي نسبيًا. إذا انخفضت سعة C5، فسوف يزيد تموج التيار المتردد الناتج.
مبدأ دائرة ترشيح مدخلات التيار المستمر
1. دائرة تصفية الإدخال: شبكة الترشيح من النوع π المزدوجة المكونة من C1، L1، وC2 تستخدم بشكل رئيسي لقمع الضوضاء الكهرومغناطيسية وإشارات الفوضى لمصدر طاقة الإدخال، ومنع التداخل مع مصدر الطاقة، وكذلك منع الفوضى عالية التردد الناتجة عن مصدر الطاقة نفسه من التدخل في شبكة الكهرباء. C3 وC4 عبارة عن مكثفات أمان، في حين أن L2 وL3 عبارة عن محاثات للوضع التفاضلي.
2. R1، R2، R3، Z1، C6، Q1، Z2، R4، R5، Q2، RT1، C7 تشكل دائرة مضادة للاندفاع. في لحظة بدء التشغيل، وبسبب عدم توصيل C6 وQ2، يتدفق التيار عبر RT1 ليشكل دائرة. عندما يتم شحن الجهد الكهربي الموجود على C6 إلى القيمة المنظمة لـ Z1، فإن Q2 يوصل. إذا حدث تسرب C8 أو ماس كهربائى في دائرة المرحلة اللاحقة، فإن انخفاض الجهد الناتج عن التيار على RT1 يزداد في لحظة بدء التشغيل. يؤدي توصيل Q1 إلى عدم وجود جهد للبوابة Q2 واحتراق RT1 في وقت قصير لحماية دائرة المرحلة اللاحقة.
دائرة تحويل الطاقة لمحول الطاقة AC/DC
مبدأ عمل الترانزستور MOS:
ترانزستور تأثير المجال المعزول الأكثر استخدامًا على نطاق واسع هو MOSFET (MOSFET)، والذي يستخدم التأثير الكهروصوتي على سطح أشباه الموصلات للتشغيل. تُعرف أيضًا باسم أجهزة تأثير المجال السطحي. نظرًا لبوابتها غير الموصلة، يمكن زيادة مقاومة الإدخال بشكل كبير، حتى 105 أوم. تستخدم الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة جهد مصدر البوابة لتغيير كمية الشحنة المستحثة على سطح أشباه الموصلات، وبالتالي التحكم في تيار التصريف.
مبدأ العمل: R4، C3، R5، R6، C4، D1، D2 تشكل مخزنًا مؤقتًا ويتم توصيلها بالتوازي مع ترانزستور المفتاح MOS، مما يقلل من ضغط الجهد وEMI لترانزستور المفتاح، وتجنب الانهيار الثانوي. عندما يتم إيقاف تشغيل المفتاح Q1، يكون الملف الأساسي للمحول عرضة لتوليد ذروة الفولتية والتيارات. هذه المكونات، عند دمجها، يمكنها أن تمتص بشكل فعال ذروة الفولتية والتيارات. تشارك إشارة الذروة الحالية المقاسة من R3 في التحكم في دورة العمل لدورة العمل الحالية، وبالتالي فهي الحد الحالي لدورة العمل الحالية. عندما يصل الجهد الكهربي على R5 إلى 1 فولت، يتوقف UC3842 عن العمل ويتم إيقاف تشغيل المفتاح Q1 على الفور.
تشكل مكثفات الوصلات CGS وCGD في R1 وQ1 شبكة RC، ويؤثر شحن وتفريغ المكثفات بشكل مباشر على سرعة تبديل المفتاح. إذا كان R1 صغيرًا جدًا، فيمكن أن يتسبب بسهولة في التذبذب ويمكن أن يكون التداخل الكهرومغناطيسي كبيرًا أيضًا؛ إذا كان R1 كبيرًا جدًا، فسوف يقلل من سرعة تبديل أنبوب التبديل. عادةً ما يحد Z1 من جهد GS لترانزستورات MOS إلى أقل من 18 فولت، وبالتالي حماية ترانزستورات MOS.
إن جهد البوابة الذي يتم التحكم فيه لـ Q1 عبارة عن موجة مسننة، وكلما طالت دورة العمل، زاد وقت التوصيل لـ Q1، وزادت الطاقة المخزنة بواسطة المحول؛ عندما يتم قطع Q1، يطلق المحول الطاقة من خلال D1 وD2 وR5 وR4 وC3، مع تحقيق غرض إعادة ضبط المجال المغناطيسي، والتحضير لتخزين الطاقة ونقلها التالي للمحول. تقوم الدائرة المتكاملة بضبط دورة التشغيل لموجة المنشار ذات الدبوس ⑥ بناءً على جهد الخرج وعزم التيار، وبالتالي تثبيت تيار الخرج والجهد للجهاز بأكمله.
