مبدأ العمل لتحويل مصدر الطاقة ثلاثة شروط لتبديل مصدر الطاقة
مبدأ العمل لمزود الطاقة المحول من السهل جدًا فهم عملية تشغيل مصدر طاقة التبديل. في مزود الطاقة الخطي ، يتم تصنيع ترانزستور الطاقة للعمل في الوضع الخطي. على عكس مزود الطاقة الخطي ، فإن مصدر طاقة التبديل PWM يجعل ترانزستور الطاقة يعمل في حالة التشغيل والإيقاف. ، في هاتين الحالتين ، يكون ناتج فولت أمبير المضاف إلى ترانزستور الطاقة صغيرًا جدًا (عند تشغيله ، يكون الجهد منخفضًا والتيار كبير ؛ وعندما يتم إيقاف تشغيله ، يكون الجهد مرتفعًا والتيار يكون صغير) / فولت على جهاز الطاقة منتج الأمبير هو الخسارة الناتجة عن جهاز أشباه موصلات الطاقة.
مبدأ العمل لتحويل التيار الكهربائي
من السهل جدًا فهم عملية تشغيل مصدر طاقة التبديل. في مزود الطاقة الخطي ، يتم تصنيع ترانزستور الطاقة للعمل في الوضع الخطي. على عكس مزود الطاقة الخطي ، فإن مصدر طاقة التبديل pwm يجعل ترانزستور الطاقة يعمل في حالات التشغيل والإيقاف. في الحالة ، يكون منتج فولت أمبير المضاف إلى ترانزستور الطاقة صغيرًا جدًا (عند تشغيله ، يكون الجهد منخفضًا والتيار كبير ؛ عند إيقاف تشغيله ، يكون الجهد مرتفعًا والتيار صغير) / منتج volt-ampere الموجود على جهاز الطاقة هو خسائر أشباه موصلات الطاقة المتكبدة على الجهاز. بالمقارنة مع مصدر الطاقة الخطي ، يتم تحقيق عملية التشغيل الأكثر كفاءة لمزود طاقة التبديل pwm عن طريق "التقطيع" ، أي تقطيع جهد الدخل DC إلى جهد نبضي تتساوى اتساعه مع سعة جهد الدخل. يتم ضبط دورة عمل النبض بواسطة وحدة التحكم في مصدر طاقة التبديل. بمجرد تقطيع جهد الدخل إلى موجة مربعة من التيار المتردد ، يمكن تصعيد اتساعها لأعلى أو لأسفل من خلال محول. من خلال زيادة عدد اللفات الثانوية للمحول ، يمكن زيادة عدد مجموعات جهد الخرج. أخيرًا ، يتم تصحيح أشكال موجة التيار المتردد هذه وتصفيتها للحصول على جهد خرج تيار مستمر. الغرض الرئيسي من وحدة التحكم هو الحفاظ على استقرار جهد الخرج ، وتشغيلها مشابه جدًا للشكل الخطي لوحدة التحكم. وهذا يعني أن الكتلة الوظيفية ومرجع الجهد ومضخم الخطأ لوحدة التحكم يمكن تصميمها لتكون مماثلة لتلك الخاصة بالمنظم الخطي. الفرق بينهما هو أن خرج مضخم الخطأ (جهد الخطأ) يمر عبر وحدة تحويل عرض الجهد / النبض قبل قيادة ترانزستور الطاقة. هناك نوعان من أوضاع العمل الرئيسية لتبديل مصدر الطاقة: التحويل الأمامي والتحويل المعزز. على الرغم من أن ترتيب أجزائها المختلفة صغير جدًا ، إلا أن عملية العمل مختلفة جدًا ، ولكل منها مزاياها الخاصة في تطبيقات معينة.
ثلاثة شروط لتبديل مصدر الطاقة
يُحوّل
تعمل إلكترونيات الطاقة في حالة تبديل بدلاً من حالة خطية
تردد عالي
تعمل أجهزة الطاقة الإلكترونية بترددات عالية بدلاً من الترددات المنخفضة القريبة من الترددات الصناعية
العاصمة
ينتج مصدر طاقة التبديل التيار المستمر بدلاً من التيار المتردد ويمكنه أيضًا إخراج تيار متردد عالي التردد مثل المحولات الإلكترونية
تصنيف تحويل التيار الكهربائي
في مجال تبديل تكنولوجيا إمداد الطاقة ، يقوم الناس بتطوير الأجهزة الإلكترونية ذات الصلة بالطاقة وتبديل تكنولوجيا تحويل التردد في نفس الوقت. يقوم الاثنان بالترويج لبعضهما البعض لتعزيز تحويل مصدر الطاقة إلى ضوء ، صغير ، رقيق ، ضوضاء منخفضة ، موثوقية عالية ، تطوير في اتجاه مكافحة التشويش. يمكن تقسيم إمدادات الطاقة التحويلية إلى فئتين: AC / DC و DC / DC. هناك أيضا AC / ACDC / AC مثل العواكس. لقد تم الآن تشكيل محولات DC / DC ، ونضجت تكنولوجيا التصميم وعمليات الإنتاج في الداخل والخارج. تم التعرف على التوحيد القياسي من قبل المستخدمين ، ولكن توحيد AC / DC ، نظرًا لخصائصه الخاصة ، يواجه مشاكل تقنية وتصنيعية أكثر تعقيدًا في عملية النمذجة. يتم وصف هيكل وخصائص نوعي تحويل إمدادات الطاقة أدناه.
اتجاه التنمية لتحويل تكنولوجيا امدادات الطاقة
اتجاه تطوير تبديل مصدر الطاقة هو التردد العالي والموثوقية العالية والاستهلاك المنخفض والضوضاء المنخفضة ومكافحة التداخل والوحدة النمطية. نظرًا لأن التكنولوجيا الرئيسية لتبديل مصدر الطاقة هي خفيفة وصغيرة ورقيقة وذات تردد عالٍ ، لذلك تلتزم كبرى شركات تصنيع إمداد الطاقة بالتبديل الأجنبي بتطوير مكونات جديدة عالية الذكاء بشكل متزامن ، وخاصة لتحسين فقد جهاز التصحيح الثانوي ، وفي مواد أكسجين الحديد (Mn؟ Zn) لزيادة الابتكار العلمي والتكنولوجي لتحسين الأداء المغناطيسي العالي عند التردد العالي وكثافة التدفق المغناطيسي الكبيرة (Bs) ، كما أن تصغير الجهاز هو أيضًا تقنية أساسية. لقد حقق تطبيق تقنية SMT تقدمًا كبيرًا في تحويل إمدادات الطاقة. يتم ترتيب المكونات على جانبي لوحة الدائرة لضمان أن يكون مصدر طاقة التحويل خفيفًا وصغيرًا ورقيقًا. سيؤدي التردد العالي لتحويل مصدر الطاقة إلى ابتكار تقنية تبديل PWM التقليدية. أصبحت تقنية التبديل الناعمة لـ ZVS و ZCS هي التكنولوجيا السائدة لتبديل مصدر الطاقة ، وقد تم تحسين كفاءة العمل لتحويل مصدر الطاقة بشكل كبير. بالنسبة لمؤشرات الموثوقية العالية ، فإن تبديل مصنعي إمدادات الطاقة في الولايات المتحدة يقلل من الضغط على الأجهزة عن طريق تقليل درجة حرارة التشغيل الحالية والتقاطع ، مما يحسن بشكل كبير من موثوقية المنتجات. النمذجة هي الاتجاه العام في تطوير تبديل إمدادات الطاقة. يمكن استخدام وحدات الإمداد بالطاقة لتكوين أنظمة إمداد طاقة موزعة ، ويمكن تصميم أنظمة إمداد الطاقة الزائدة عن الحاجة N plus 1 لتحقيق توسيع السعة في الوضع المتوازي. تهدف إلى الإضرار بضوضاء التشغيل العالية لمصدر طاقة التبديل ، إذا تم متابعة التردد العالي بمفرده ، فستزداد الضوضاء أيضًا وفقًا لذلك ، ويمكن أن يؤدي استخدام تقنية دائرة تحويل الرنين الجزئي نظريًا إلى تحقيق تردد عالٍ وتقليل الضوضاء ، ولكن هناك بعض لا تزال مشاكل تقنية في التطبيق العملي لتكنولوجيا تحويل الرنين ، لذلك لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به في هذا المجال لجعل هذه التكنولوجيا عملية. يجعل الابتكار المستمر لتكنولوجيا إلكترونيات الطاقة صناعة تحويل إمدادات الطاقة لديها آفاق تطوير واسعة. من أجل تسريع تطوير صناعة تبديل إمدادات الطاقة في بلدي ، يجب علينا أن نسلك طريق الابتكار التكنولوجي ، والخروج من طريق التطوير المشترك للصناعة والتعليم والبحث بالخصائص الصينية ، والمساهمة في التطور السريع لبلدي. الاقتصاد الوطني للبلد.
طريقة تحسين الكفاءة الاحتياطية لتحويل التيار الكهربائي
قطع البداية
بالنسبة لمزود الطاقة flyback ، يتم تشغيل شريحة التحكم بواسطة الملف الإضافي بعد بدء التشغيل ، ويبلغ انخفاض الجهد على المقاوم بدء التشغيل حوالي 300 فولت. بافتراض أن مقاومة البدء هي 47kΩ ، فإن استهلاك الطاقة يقارب 2W. لتحسين كفاءة الاستعداد ، يجب قطع قناة المقاوم هذه بعد بدء التشغيل. TOPSWITCH ، يحتوي ICE2DS02G على دائرة بدء تشغيل خاصة بالداخل ، والتي يمكنها إيقاف تشغيل المقاوم بعد بدء التشغيل. إذا لم يكن لدى وحدة التحكم دائرة بدء تشغيل خاصة ، فيمكن أيضًا توصيل مكثف في سلسلة بمقاوم بدء التشغيل ، ويمكن أن تنخفض الخسارة بعد بدء التشغيل تدريجيًا إلى الصفر. العيب هو أن مزود الطاقة لا يمكن إعادة تشغيل نفسه ، ولا يمكن تشغيل الدائرة مرة أخرى إلا بعد فصل جهد الدخل لتفريغ المكثف.
تقليل تردد الساعة
يمكن تصغير تردد الساعة بسلاسة أو فجأة. يعني الانحدار السلس أنه عندما تتجاوز التغذية المرتدة حدًا معينًا ، فإن تردد الساعة ينخفض خطيًا من خلال وحدة نمطية معينة.
تبديل وضع العمل
1. QR → pWM لتبديل مصادر الطاقة التي تعمل في وضع التردد العالي ، فإن التبديل إلى وضع التردد المنخفض أثناء الاستعداد يمكن أن يقلل من فقدان الاستعداد. على سبيل المثال ، بالنسبة لمزود طاقة التحويل شبه الرنان (تردد العمل من عدة مئات من كيلوهرتز إلى عدة ميجاهرتز) ، يمكن تحويله إلى وضع التحكم في تعديل عرض النبض بتردد منخفض pWM (عشرات من كيلو هرتز) أثناء الاستعداد. تعمل شريحة IRIS40xx على تحسين كفاءة الاستعداد من خلال التبديل بين QR و pWM. عندما يكون مصدر الطاقة تحت الحمل الخفيف ووضع الاستعداد ، يكون جهد الملف المساعد صغيرًا ، ويتم إيقاف تشغيل Q1 ، ولا يمكن إرسال إشارة الرنين إلى محطة FB. يكون جهد FB أقل من جهد العتبة داخل الشريحة ، ولا يمكن تشغيل وضع شبه الرنين ، وتعمل الدائرة بتردد أقل. وضع التحكم PWM.
2. pWM → pFM لتبديل مصادر الطاقة التي تعمل في وضع pWM عند الطاقة المقدرة ، يمكنك أيضًا التبديل إلى وضع pFM لتحسين كفاءة الاستعداد ، أي لإصلاح الوقت وضبط وقت التوقف. كلما انخفض الحمل ، زاد وقت التوقف عن العمل وزاد تردد التشغيل. قليل. أضف إشارة الاستعداد إلى pW / pin الخاص بها ، في ظل ظروف الحمل المقدرة ، يكون الدبوس مرتفعًا ، وتعمل الدائرة في وضع pWM ، عندما يكون الحمل أقل من عتبة معينة ، يتم سحب الدبوس منخفضًا ، وتعمل الدائرة في وضع pFM. إن تحقيق التبديل بين pWM و pFM يحسن أيضًا من كفاءة إمداد الطاقة أثناء الحمل الخفيف وحالة الاستعداد. من خلال تقليل تردد الساعة وتبديل وضع العمل ، يمكن تقليل تردد التشغيل في وضع الاستعداد ، ويمكن تحسين كفاءة الاستعداد ، ويمكن الاحتفاظ بوحدة التحكم قيد التشغيل ، ويمكن تنظيم الإخراج بشكل صحيح في نطاق التحميل الكامل. يستجيب بسرعة حتى عندما يرتفع الحمل من صفر إلى حمولة كاملة والعكس صحيح. يتم الاحتفاظ بقيم انخفاض جهد الخرج وقيم التجاوز ضمن النطاق المسموح به.
وضع النبض القابل للتحكم
(BurstMode) وضع النبض الذي يمكن التحكم فيه ، والمعروف أيضًا باسم SkipCycleMode (SkipCycleMode) ، يشير إلى ارتباط معين من الدائرة يتم التحكم فيه بواسطة إشارة ذات فترة زمنية أكبر من فترة ساعة وحدة التحكم في pWM عندما يكون تحت الحمل الخفيف أو ظروف الاستعداد ، لذلك أن نبض الخرج يكون صالحًا أو غير صالح بشكل دوري ، بحيث يمكن تحسين كفاءة الحمل الخفيف والاستعداد عن طريق تقليل عدد المفاتيح وزيادة دورة العمل بتردد ثابت. يمكن إضافة هذه الإشارة إلى قناة التغذية الراجعة ، وقناة إخراج إشارة pWM ، ودبوس التمكين لشريحة pWM (مثل LM2618 ، L6565) أو الوحدة الداخلية للرقاقة (مثل رقائق سلسلة NCp1200 و FSD200 و L6565 و TinySwitch).
