Classificação da fonte de alimentação chaveada, explicação detalhada da fonte de alimentação AD/DC e DC/DC.
Classificação da fonte de alimentação chaveada
O campo técnico popular de comutação de fontes de alimentação é o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos de potência relacionados, ao mesmo tempo em que desenvolve tecnologia de conversão de frequência de comutação. Os dois promovem mutuamente o desenvolvimento de fontes de alimentação chaveadas na direção de luz, pequena, fina, baixo ruído, alta confiabilidade e anti-interferência com uma taxa de crescimento anual de mais de dois dígitos. A fonte de alimentação chaveada pode ser dividida em duas categorias: AC/DC e DC/DC. O conversor DC/DC foi modularizado e a tecnologia de design e o processo de produção foram amadurecidos e padronizados no país e no exterior e foram reconhecidos pelos usuários. No entanto, a modularização do AC/DC encontrou problemas técnicos e tecnológicos de fabricação mais complicados no processo de modularização devido às suas próprias características. A estrutura e as características de dois tipos de fontes de alimentação chaveadas são descritas abaixo.
2.1 Conversão CC/CC
A conversão DC/DC consiste em converter uma tensão DC fixa em uma tensão DC variável, também conhecida como corte DC. O Chopper funciona de duas maneiras, uma é que o modo de modulação por largura de pulso Ts permanece inalterado, mudando ton (universal), e a outra é que o modo de modulação de frequência ton permanece inalterado, mudando Ts (propenso a interferências). Seu circuito específico consiste nas seguintes categorias:
(1) Chopper redutor do circuito Buck, cuja tensão média de saída Uo é menor que a tensão de entrada Ui e tem a mesma polaridade.
(2) Chopper de reforço do circuito, cuja tensão média de saída Uo é maior que a tensão de entrada Ui e a polaridade é a mesma.
(3) Circuito Buck-Boost-buck ou boost chopper, cuja tensão média de saída Uo é maior ou menor que a tensão de entrada Ui, com polaridade oposta e transmissão indutiva.
(4) Chopper redutor ou intensificador do circuito Cuk, cuja tensão média de saída Uo é maior ou menor que a tensão de entrada UI, com polaridade oposta e transmissão capacitiva.
Hoje em dia, a tecnologia de soft-switching deu um salto qualitativo em DC/DC. Muitos conversores DC/DC de comutação suave ECI projetados e fabricados pela VICOR Company nos Estados Unidos têm * grandes potências de saída de 300W, 600W e 800W, e as densidades de potência correspondentes são (6, 2, 10, 17)W/cm3, e a eficiência é (80-90)%. Um módulo de fonte de alimentação de comutação de alta frequência da série RM com tecnologia de comutação suave recentemente introduzido pela NemicLambda Company do Japão tem uma frequência de comutação de (200 ~ 300) kHz e uma densidade de potência de 27 W/cm3. É adotado o retificador síncrono (MOS-FET em vez do diodo Schottky), o que melhora a eficiência de todo o circuito em 90%.
2.2 Conversão CA/CC
A conversão AC/DC converte AC em DC e sua direção de fluxo de energia pode ser bidirecional. O fluxo de potência da fonte de alimentação para a carga é denominado "retificação" e o fluxo de potência da carga para a fonte de alimentação é denominado "inversor ativo". A entrada do conversor AC/DC é 50/60 Hz AC, portanto deve ser retificada e filtrada, portanto é necessário um capacitor de filtro relativamente grande. Ao mesmo tempo, devido às restrições dos padrões (como UL, CCEE, etc.) e instruções EMC (como IEC, FCC, CSA), o filtro EMC deve ser adicionado ao lado da entrada CA e aos componentes em conformidade com o primeiro padrão deve ser usado, o que limita a miniaturização da fonte de alimentação CA/CC. Devido à ação interna do interruptor de alta frequência, alta tensão e alta corrente, é mais difícil resolver o problema de compatibilidade eletromagnética EMC, que também apresenta altos requisitos para o projeto do circuito de instalação interno de alta densidade. Pelo mesmo motivo, a chave de alta tensão e alta corrente aumenta o consumo de energia e limita o processo de modularização do conversor CA/CC. Portanto, o método de projeto de otimização do sistema de potência deve ser adotado para atingir um certo grau de satisfação.
A conversão AC/DC pode ser dividida em circuito de meia onda e circuito de onda completa de acordo com o modo de fiação do circuito. De acordo com o número de fases de potência, pode ser dividido em monofásico, trifásico e multifásico. De acordo com o quadrante de trabalho do circuito, ele pode ser dividido em um quadrante, dois quadrantes, três quadrantes e quatro quadrantes.
