طبقه بندی منابع تغذیه سوئیچینگ

طبقه بندی منابع تغذیه سوئیچینگ

منابع تغذیه سوئیچینگ را می توان به AC/DC و DC/DC تقسیم کرد. به عنوان یک منبع تغذیه ثانویه، مبدل DC/DC به ماژولارسازی پی برده است و فناوری طراحی و فرآیند تولید در داخل و خارج از کشور بالغ و استاندارد شده است و توسط کاربران به رسمیت شناخته شده است. با این حال، به دلیل ویژگی های خاص خود، برق اولیه AC/DC در فرآیند مدولارسازی با مشکلات فنی پیچیده تری و مشکلات ساخت مواجه شده است. ساختار و ویژگی های دو نوع منبع تغذیه سوئیچینگ به شرح زیر است.

منبع تغذیه سوئیچینگ 1.DC/DC

منبع تغذیه سوئیچینگ کلاس DC/DC برای تبدیل ولتاژ DC ثابت به ولتاژ DC متغیر است که به عنوان چاپر DC نیز شناخته می شود. حالت کار هلی کوپتر دارای دو است: یکی حالت مدولاسیون عرض پالس T بدون تغییر است، حالت مدولاسیون فرکانس t (جهانی) را تغییر دهید. دوم، حالت مدولاسیون فرکانس t بدون تغییر و تغییر T (آسان برای ایجاد تداخل). مدار خاص آن دارای دسته های زیر است:

① مدار باک -- خردکن باک، متوسط ​​ولتاژ خروجی UO کمتر از ولتاژ ورودی UD است، قطبیت داخل و خارج یکسان است.

② مدار تقویت - چاپر تقویت کننده، متوسط ​​ولتاژ خروجی UO بیشتر از ولتاژ ورودی UD، قطبیت در همان است.

③ مدار Buck-boost - Buck یا Boost Chopper، میانگین ولتاژ خروجی UO بزرگتر یا کمتر از ولتاژ ورودی UD است، قطبیت داخل و خارج مخالف، انتقال القایی است.

④مدار Cuk - باک یا بوست هلیکوپتر، متوسط ​​ولتاژ خروجی UO بزرگتر یا کمتر از ولتاژ ورودی UD، قطبیت داخل و خارج مخالف، انتقال خازن است.

امروزه فناوری سوئیچینگ نرم، مبدل DC/DC را به یک جهش کیفی تبدیل کرده است. شرکت های تامین برق سوئیچ VICOR در ایالات متحده طراحی و تولید انواع مبدل DC/DC سوئیچ نرم ECI، حداکثر توان خروجی 300 وات، 600 وات، 800 وات، و غیره، چگالی توان مربوطه 6  2 وات است. /cm3، 10 w/cm3، 17 w/cm3، راندمان 80٪ تا 90٪ است. سری RM، نوعی ماژول برق سوئیچینگ فرکانس بالا با فناوری سوئیچینگ نرم که توسط شرکت NemicLambda در ژاپن معرفی شده است، دارای فرکانس سوئیچینگ 200 ~ 300 کیلوهرتز و چگالی توان 27W/cm3 است. از یکسو کننده سنکرون (MOS-FET به جای دیود شاتکی) برای بهبود بازده کل مدار تا 90٪ استفاده می کند.

مبدل 2.AC/DC

مبدل AC/DC جریان متناوب را به DC تبدیل می کند و جهت جریان برق آن می تواند دو طرفه باشد. تبدیل جریان برق به بار را "اصلاح" و به انتقال جریان برق از بار به منبع تغذیه "اینورتر فعال" می گویند. ورودی مبدل AC/DC 50/60Hz AC، باید اصلاح شود، فیلتر کردن، حجم نسبتا زیادی از فیلتر خازن الکترولیتی ضروری است. در عین حال، به دلیل مشکلات ایمنی، مانند استانداردهای UL، CCEE و محدودیت‌های دستورالعمل EMC (مانند IEC، FCC، CSA)، ورودی AC باید فیلتر EMC و استفاده از قطعاتی که استانداردهای ایمنی را برآورده می‌کنند، اضافه شود، که این امر محدودیت‌ها را محدود می‌کند. منبع تغذیه AC/DC کوچک سازی بیشتر. علاوه بر این، به دلیل فرکانس بالای داخلی، ولتاژ بالا، عملکرد سوئیچینگ جریان بالا، حل مشکل EMC دشوارتر است، که همچنین الزامات بالایی را برای طراحی مدار نصب شده با چگالی بالا داخلی مطرح می کند. به همین دلیل، سوئیچ ولتاژ و جریان بالا باعث افزایش تلفات منبع تغذیه می شود که روند مدولارسازی مبدل AC/DC را محدود می کند. بنابراین، روش طراحی بهینه سیستم قدرت باید اتخاذ شود تا بازده کاری آن به درجه خاصی از رضایت برسد.

مبدل AC/DC را می توان با توجه به حالت اتصال مدار به مدار نیم موج و مدار موج کامل تقسیم کرد. با توجه به ویژگی های کنترل مدار را می توان به سه دسته غیر قابل کنترل، نیمه کنترل و کنترل کامل تقسیم کرد. با توجه به تعداد فاز توان را می توان به تک فاز، سه فاز و چند فاز تقسیم کرد. با توجه به مدار، ربع کاری را می توان به یک ربع، دو ربع، سه ربع و چهار ربع تقسیم کرد.

3. ساختار مدار

انواع مختلفی از ساختار مدار منبع تغذیه تنظیم شده سوئیچینگ وجود دارد:

(1) با توجه به حالت رانندگی، نوع خود برانگیخته و دیگر نوع هیجان زده وجود دارد.

(2) با توجه به حالت کار مبدل DC/DC، نوع برانگیخته تک سر و نوع تحریک معکوس، نوع کشش فشاری، نوع پل نیمه، نوع پل کامل، قطره  وجود دارد. نوع فشار، نوع تقویت کننده و نوع بالابر و غیره؛

(3) با توجه به ترکیب مدار، نوع رزونانس و نوع غیر تشدید وجود دارد.

(4) با توجه به حالت کنترل، نوع مدولاسیون عرض پالس (PWM)، نوع مدولاسیون فرکانس پالس (PFM) و نوع مخلوط PWM و PFM وجود دارد.

⑤ با توجه به انزوا منبع تغذیه و حالت جفت سیگنال کنترل بازخورد، نوع جدا شده، نوع غیر جدا شده و نوع کوپلینگ ترانسفورماتور، نور وجود دارد  نوع کوپلینگ برقی و غیره

ترکیبی از روش های فوق می تواند انواع منبع تغذیه تنظیم شده از نوع سوئیچینگ را تشکیل دهد. بنابراین، طراحان نیاز به ترکیب موثر با توجه به ویژگی های حالت های مختلف برای تولید منبع تغذیه تنظیم شده از نوع سوئیچینگ با کیفیت بالا برای برآورده کردن نیازها دارند.