(A) El principio de composición de la fuente de alimentación conmutada.
1.1 Circuito de entrada
Circuito de filtro lineal, circuito de supresión de sobretensiones, circuito rectificador.
Función: Convierta la fuente de alimentación de CA de la red de entrada en la fuente de alimentación de entrada de CC de la fuente de alimentación conmutada que cumpla con los requisitos.
1.1.1 Circuito de filtro lineal
Suprimir armónicos y ruido.
1.1.2 Circuito de filtro de sobretensiones
Suprimir la sobretensión de la red
1.1.3 Circuito rectificador
Convertir CA a CC
Hay dos tipos: tipo de entrada de condensador y tipo de entrada de bobina de choque. La mayoría de las fuentes de alimentación conmutadas son las primeras.
1.2 Circuito de conversión
Contiene circuito de conmutación, circuito de aislamiento de salida (convertidor), etc. Es el canal principal parafuente de alimentación conmutadaconversión y completa la modulación de corte y la salida de la forma de onda de la fuente de alimentación con energía.
El tubo de alimentación conmutado en este nivel es su dispositivo central.
1.2.1 Circuito de conmutación
Modo de conducción: autoexcitado, excitado externamente
Circuito de conversión: aislado, no aislado, resonante
Dispositivos de potencia: Los más utilizados son GTR, MOSFET, IGBT
Modo de modulación: PWM, PFM e híbrido. PWM es el más utilizado.
1.2.2 Salida del convertidor
Dividido en eje libre y eje con. No se requiere ningún eje para la rectificación de media onda y la rectificación con duplicador de corriente. Se requiere eje para onda completa.
1.3 Circuito de control
Proporcione pulsos rectangulares modulados al circuito de accionamiento para ajustar el voltaje de salida.
Circuito de referencia: proporciona referencia de voltaje. Como por ejemplo referencia paralela LM358, AD589, referencia serie AD581, REF192, etc.
Circuito de muestreo: Toma toda o parte de la tensión de salida.
Amplificación de comparación: compare la señal de muestreo con la señal de referencia para generar una señal de error para controlar el circuito PM de la fuente de alimentación.
Conversión V/F: convierte la señal de voltaje de error en una señal de frecuencia.
Oscilador: genera onda de oscilación de alta frecuencia
Circuito de control base: convierte la señal de oscilación modulada en una señal de control adecuada para controlar la base del tubo del interruptor.
1.4 Circuito de salida
Rectificación y filtrado
Rectifique el voltaje de salida en CC pulsante y aliselo en un voltaje CC de baja ondulación. La tecnología de rectificación de salida ahora tiene métodos de rectificación de media onda, onda completa, potencia constante, duplicación de corriente, sincrónico y otros.
(B) Análisis de varias fuentes de alimentación topológicas.
2.1 Convertidor reductor
Circuito reductor: el interruptor reductor, la polaridad de entrada y salida son las mismas.
Dado que el producto voltio-segundo de la carga y descarga del inductor es igual en estado estable, voltaje de entrada Ui, voltaje de salida Uo; por lo tanto:
(Ui-Uo)ton=Uotoff
Uiton-Uoton=Uo*toff
Ui*ton=Uo(ton+toff)
Uo/Ui=ton/(ton+toff)=▲
Es decir, la relación de voltaje de entrada y salida es:
Uo/Ui=▲ (ciclo de trabajo)
Topología del circuito reductor
Cuando se enciende el interruptor, la potencia de entrada es filtrada por el inductor L y el capacitor C para proporcionar corriente al extremo de la carga; cuando se apaga el interruptor, el inductor L continúa fluyendo a través del diodo para mantener la corriente de carga continua. El voltaje de salida no excederá el voltaje de entrada debido al ciclo de trabajo.
2.2 Convertidor de impulso
Circuito de refuerzo: el interruptor de impulso, la polaridad de entrada y salida son las mismas.
Usando el mismo método, de acuerdo con el principio de que el producto voltio-segundo de carga y descarga del inductor L es igual en estado estacionario, se puede derivar la relación de voltaje: Uo/Ui=1/(1-▲）
Topología del circuito de refuerzo
El tubo interruptor Q1 y la carga de este circuito están conectados en paralelo. Cuando se enciende el tubo del interruptor, la corriente pasa a través del inductor L1 para suavizar la onda y la fuente de alimentación carga el inductor L1. Cuando se apaga el tubo del interruptor, el inductor L se descarga a la carga y a la fuente de alimentación, y el voltaje de salida será el voltaje de entrada Ui+UL, por lo que tiene un efecto de refuerzo.
2.3 Convertidor de retorno
Circuito Buck-Boost: Boost/Buck Chopper, la polaridad de entrada y salida son opuestas y el inductor se transmite.
Relación de voltaje: Uo/Ui=-▲/(1-▲）
Topología del circuito Buck-Boost
Cuando S está activado, la fuente de alimentación de carga solo carga el inductor. Cuando S está apagado, la fuente de alimentación se descarga a la carga a través del inductor para lograr la transmisión de energía.
Por lo tanto, el inductor L aquí es un dispositivo para transmitir energía.
(C) Campos de aplicación
El circuito de fuente de alimentación conmutada tiene las ventajas de alta eficiencia, tamaño pequeño, peso ligero y voltaje de salida estable, por lo que se usa ampliamente en comunicaciones, computadoras, automatización industrial, electrodomésticos y otros campos. Por ejemplo, en el campo de la informática, la fuente de alimentación conmutada se ha convertido en la corriente principal de la fuente de alimentación de la computadora, lo que puede garantizar el funcionamiento estable de los equipos informáticos; En el campo de las nuevas energías, la fuente de alimentación conmutada también desempeña un papel importante como dispositivo que puede convertir energía de forma estable.
En resumen, el circuito de fuente de alimentación conmutada es un circuito de conversión de energía eficiente y confiable. Su principio de funcionamiento es principalmente convertir la energía eléctrica de entrada en una salida de potencia de CC estable y confiable mediante conversión de conmutación de alta frecuencia y filtrado de rectificación.
Hora de publicación: 10 de octubre de 2024