الفرق بين مصدر الطاقة في وضع التبديل وإمدادات الطاقة الخطية
ما هو تحويل التيار الكهربائي
تبديل مصدر الطاقة هو اختصار لتحويل مصدر طاقة منظم الجهد، ويشير عمومًا إلى محول التيار المتردد (التيار المتردد) - التيار المستمر (التيار المباشر) الذي يدخل جهد التيار المتردد ويخرج جهد التيار المستمر. يعمل أنبوب مفتاح الطاقة الموجود داخل مصدر طاقة التبديل في حالة تبديل عالية التردد، ويستهلك طاقة منخفضة جدًا. كفاءة الطاقة يمكن أن تصل إلى 75% إلى 90%، وهو ضعف أعلى من إمدادات الطاقة العادية المستقرة الخطية.
مبدأ العمل لإمدادات الطاقة في وضع التبديل
تحويل مصدر الطاقة هو نوع من مصدر الطاقة الذي يستخدم تكنولوجيا الطاقة الحديثة للتحكم في النسبة الزمنية لتشغيل وإيقاف تشغيل الترانزستورات، والحفاظ على جهد خرج ثابت. يتكون مصدر طاقة التحويل من التحكم في تعديل عرض النبض (PWM) (ترانزستورات تأثير المجال لأشباه الموصلات المعدنية).
يتكون تحويل التيار الكهربائي من أربعة أجزاء رئيسية: الدائرة الرئيسية، دائرة التحكم، دائرة الكشف، والدائرة المساعدة. تبديل مصدر الطاقة، كما يوحي الاسم، يعادل وجود باب هنا، باب واحد يسمح للتيار بالمرور والباب الآخر يمنع التيار من المرور. إذن ما هو الباب؟
تستخدم بعض مصادر تحويل الطاقة الثايرستور، بينما يستخدم البعض الآخر ترانزستورات التبديل، التي تعتمد على القاعدة وقطب التحكم (الثايرستور) بالإضافة إلى إشارات النبض لإكمال التوصيل والقطع، مما يسمح للمفتاح الإلكتروني "بالتشغيل" و"إيقاف التشغيل" بشكل مستمر، و تمكين جهاز التبديل الإلكتروني من تعديل جهد الدخل، وبالتالي تحقيق تحويل جهد DC/AC، DC/DC، بالإضافة إلى تنظيم الجهد القابل للتعديل والتلقائي لجهد الخرج.
الفرق بين مصدر الطاقة في وضع التبديل وإمدادات الطاقة الخطية
ببساطة، يمكن اعتبار تنظيم الجهد لمصدر الطاقة الخطي بمثابة تنظيم لقيمة المقاومة، وهو ما يعادل تغيير الجهد عن طريق ضبط المقاوم المنزلق، بينما يقوم مصدر طاقة التبديل بتغيير الجهد عن طريق ضبط تردد المفتاح. وفي الوقت نفسه، بالمقارنة مع إمدادات الطاقة الخطية، فإن تكلفة تحويل إمدادات الطاقة تزداد مع زيادة طاقة الخرج، ولكن معدلات نمو الاثنين مختلفة.
1. تكلفة مصدر الطاقة الخطي أعلى في الواقع من تكلفة تحويل مصدر الطاقة عند نقطة خرج طاقة معينة.
لذلك، مع تطور وابتكار تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة، تستمر تكنولوجيا إمداد الطاقة بوضع التبديل في الاختراق والابتكار. لقد أدت مشكلة التكلفة هذه بدلاً من ذلك إلى تحويل تقنية إمداد الطاقة في وضع التبديل نحو نهاية طاقة الإخراج المنخفضة، مما يوفر نطاقًا واسعًا من مساحة التطوير لإمدادات الطاقة في وضع التبديل.
2. أصبحت العلاقة بين أجهزة الطاقة الإلكترونية وعمل الناس وحياتهم وثيقة بشكل متزايد، ولا يمكن للأجهزة الإلكترونية الاستغناء عن مصادر طاقة موثوقة. بعد دخول الثمانينيات، أدركت أجهزة الكمبيوتر بالكامل مصدر طاقة وضع التبديل، وفي التسعينيات، دخلت إمدادات الطاقة وضع التبديل على التوالي في مختلف المجالات الإلكترونية والكهربائية.
في غضون عشر سنوات فقط، احتلت تقنية إمداد الطاقة بوضع التبديل بسرعة المركز الأساسي للأجهزة الإلكترونية التي تعمل بالطاقة. هل هذا فقط لأن مصادر الطاقة في وضع التبديل صغيرة الحجم؟
3. في الواقع، من الرسم التخطيطي لمصدر طاقة التبديل، يمكن فهم أنه لا يستخدم محولات تردد الطاقة الضخمة، ولأن الطاقة المبددة في أنبوب التعديل يتم تقليلها بشكل كبير، فإنه يلغي الحاجة إلى أحواض حرارة كبيرة . وهذا يقلل من حجم ووزن مصدر طاقة التبديل. ومع ذلك، فإن أكبر ميزة لإمدادات الطاقة في وضع التبديل هي استهلاك الطاقة المنخفض والكفاءة العالية. في دائرة إمداد الطاقة التبديلية، يقوم الترانزستور بالتبديل بشكل متكرر بين حالات "التشغيل" و"الإيقاف" تحت إشارة الإثارة، مع سرعة تحويل سريعة جدًا وتردد يبلغ 50 هرتز فقط، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة الطاقة.
4. إن مصدر طاقة التحويل لديه نطاق تنظيم الجهد الكهربي الواسع. يتم تنظيم جهد الخرج لمصدر طاقة التحويل من خلال دورة التشغيل لإشارة الإثارة، ويمكن تعويض تباين جهد إشارة الإدخال عن طريق تعديل التردد أو تعديل العرض. بهذه الطريقة، حتى عندما يختلف جهد شبكة الطاقة بشكل كبير، فإنه لا يزال بإمكانها ضمان جهد خرج مستقر نسبيًا.
5. تردد التشغيل لإمدادات الطاقة في وضع التبديل هو حاليًا 50 كيلو هرتز، وهو أعلى 1000 مرة من إمدادات الطاقة المنظمة الخطية. يؤدي هذا أيضًا إلى زيادة كفاءة التصفية لإمدادات الطاقة المصححة بما يقرب من 1000 مرة؛ حتى مع تصحيح نصف الموجة وترشيح المكثف، تمت زيادة الكفاءة بمقدار 500 مرة. في نفس جهد الخرج المموج، عند استخدام مصدر طاقة التبديل، تكون سعة مكثف الترشيح 1/500 ~ 1/1000 فقط من تلك الموجودة في مصدر طاقة منظم خطي.
