وضعان للتشغيل لإمدادات الطاقة المتجانسة
تتميز الدوائر المتكاملة لإمدادات الطاقة المتجانسة بمزايا التكامل العالي، والفعالية العالية من حيث التكلفة، وأبسط الدوائر الطرفية، وأفضل مؤشرات الأداء، يمكن أن تشكل مصدر طاقة تحويل معزول عالي الكفاءة بدون محول تردد. تم تقديمه في منتصف-1990، في وقت متأخر على التوالي، وهو يُظهر حيوية قوية، والآن أصبح التطوير الدولي لإمدادات الطاقة المتوسطة والصغيرة لتحويل الطاقة، وإمدادات الطاقة ذات التحويل الدقيق ووحدة إمداد الطاقة المفضلة دوائر متكاملة. تم تحسين مصدر طاقة التبديل المكون منه، من حيث التكلفة ونفس مصدر طاقة منظم الجهد الخطي القابل للمقارنة بكفاءة مصدر الطاقة بشكل كبير، وتم تقليل الحجم والوزن بشكل كبير. وهذا يخلق ظروفًا جيدة لترويج وتعميم مصادر تحويل الطاقة الجديدة.
ملامح تحويل التيار الكهربائي متجانسة
(1) TOpSWitch-II داخليًا بما في ذلك المذبذب، ومضخم الأخطاء، ومغير عرض النبض، ودائرة البوابة، وأنابيب تحويل الطاقة ذات الجهد العالي (MOSFET)، ودائرة التحيز، ودائرة حماية التيار الزائد، والحماية من الحرارة الزائدة، ودائرة إعادة ضبط التشغيل، وإيقاف التشغيل / دائرة إعادة التشغيل التلقائية. فهو يعزل المخرج تمامًا عن شبكة الطاقة عن طريق محول عالي التردد، وهو آمن للاستخدام*. إنه ينتمي إلى مصدر طاقة التبديل الذي يتم التحكم فيه حاليًا مع خرج التصريف المفتوح. بسبب استخدام دائرة CMOS، يتم تقليل استهلاك الطاقة للجهاز بشكل كبير.
(2) لا يوجد سوى ثلاثة خيوط: محطة التحكم C، المصدر S، الصرف D، يمكن مقارنتها بالمنظم الخطي ثلاثي الأطراف، ويمكن أن تكون أبسط طريقة لتشكيل محول التردد بدون مصدر طاقة تبديل الطيران. من أجل إكمال مجموعة متنوعة من وظائف التحكم والتحيز والحماية، فإن C وD عبارة عن دبوس متعدد الوظائف، مما يحقق دبوسًا متعدد الأغراض. لنأخذ محطة التحكم كمثال، فهي لها ثلاث وظائف: (1) نهاية الجهد VC للمنظم المتوازي الموجود على الرقاقة ومرحلة محرك البوابة لتوفير جهد متحيز؛ (2) يمكن لنهاية IC الحالية ضبط دورة العمل؛ (3) نهاية دائرة فرع مصدر الطاقة ونقطة اتصال مكثف إعادة التشغيل/التعويض التلقائي، من خلال مكثف الالتفافية الخارجي لتحديد تردد إعادة التشغيل التلقائي وتعويض حلقة التحكم.
(3) نطاق جهد التيار المتردد المدخل واسع للغاية. بالنسبة لإدخال الجهد الثابت، يمكن اختيار 220 فولت ± 15% تيار متردد، وسيتم تقليل الحد الأقصى لطاقة الخرج بنسبة 40% إذا كان مزودًا بنطاق واسع من التيار المتردد 85 ~ 265 فولت. نطاق تردد الإدخال لمصدر طاقة التبديل هو 47 ~ 440 هرتز.
(4) القيمة النموذجية لتردد التبديل هي 100 كيلو هرتز، ونطاق تعديل دورة التشغيل هو 1.7%~67%. تبلغ كفاءة مصدر الطاقة حوالي 80%، وتصل إلى 90%، وهو ما يقرب من ضعف مصدر الطاقة المنظم الخطي المتكامل. يتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل من 0 إلى 70 درجة أقصى درجة حرارة للوصلة Tjm=135 درجة.
(5) مبدأ التشغيل الأساسي لـ TOpSwitch-II هو استخدام تيار التغذية المرتدة IC لتنظيم دورة العمل D، لتحقيق الغرض من تنظيم الجهد. على سبيل المثال، عندما يكون جهد الخرج لمصدر طاقة التبديل VOT لسبب ما، بعد أن تقوم دائرة ردود الفعل optocoupler بعمل Ic↑→خطأ الجهد Vrt→D↓→Vo↓، بحيث يظل Vo دون تغيير. والعكس صحيح.
(6) دائرة طرفية بسيطة ومنخفضة التكلفة. تحتاج الخارجية فقط إلى توصيل مرشح المعدل والمحول عالي التردد ودائرة الحماية الأولية ودائرة التغذية المرتدة ودائرة الإخراج. يمكن أن يؤدي استخدام مثل هذه الرقائق أيضًا إلى تقليل التداخل الكهرومغناطيسي الناتج عن تحويل مصدر الطاقة.
وضعان للتشغيل لإمدادات الطاقة المتجانسة
يحتوي مصدر طاقة التحويل المتجانس على وضعين أساسيين للتشغيل: أحدهما هو الوضع المستمر CUM (الوضع المستمر)، والآخر ليس الوضع المستمر
(أ) الوضع المستمر (ب) الوضع غير المستمر
DUM (وضع متقطع). يظهر الشكل الموجي لتيار التبديل لهذين الوضعين في الشكل (أ) والشكل (ب) على التوالي. كما يتبين من الشكل، في الوضع المستمر، يبدأ تيار التحويل الأساسي من سعة معينة، ثم يرتفع إلى قيمة الذروة، ثم يعود بسرعة إلى الصفر. شكل موجة التحويل الحالية هو شبه منحرف. يشير هذا إلى أنه في الوضع المستمر، تحتوي دورة التبديل التالية على طاقة أولية لأن الطاقة المخزنة في المحول عالي التردد لا يتم إطلاقها كلها في كل دورة تبديل. يؤدي استخدام الوضع المستمر إلى تقليل ذروة تيار Ip الأساسي وIRMS الحالي RMS، مما يقلل من استهلاك الطاقة للرقاقة. ومع ذلك، فإن الوضع المستمر يتطلب زيادة في الحث الأولي Lp، مما يؤدي إلى زيادة في حجم المحول عالي التردد. باختصار، الوضع المستمر مناسب لمحولات TOpSwitch ذات الطاقة المنخفضة والمحولات ذات التردد العالي ذات الحجم الأكبر.
يرتفع تيار التحويل في الوضع المتقطع من الصفر إلى الذروة ثم ينخفض إلى الصفر. وهذا يعني أن الطاقة المخزنة في المحول عالي التردد يجب أن يتم إطلاقها بالكامل خلال كل دورة تحويل، ويكون شكل موجة تيار التحويل مثلثيًا الشكل. يحتوي الوضع المتقطع على قيم أكبر لـ Ip وIRMS، ولكنه يتطلب Lp أقل. لذلك، فهو مناسب لاستخدام TOpSwitch مع طاقة خرج أكبر مع محول صغير الحجم عالي التردد.
