1. Visió general de la font d'alimentació de commutació
Font d'alimentació commutadaés un dispositiu de conversió d'energia elèctrica d'alta freqüència, també conegut com a font d'alimentació de commutació o convertidor de commutació. Canvia la tensió d'entrada en un senyal de pols d'alta freqüència mitjançant un tub de commutació d'alta velocitat i després converteix l'energia elèctrica d'una forma a una altra mitjançant el processament detransformador, circuit rectificador i circuit de filtrat, i finalment s'obté una tensió de CC de baixa ondulació estable per a l'alimentació.
La font d'alimentació de commutació té els avantatges d'una alta eficiència, bona estabilitat, mida petita, pes lleuger, alta fiabilitat i es pot adaptar a les diferents necessitats d'energia dels equips.
La font d'alimentació commutada s'ha utilitzat àmpliament en diversos camps, com ara l'automatització industrial, les comunicacions i les noves energies. En el camp de l'automatització industrial, la font d'alimentació de commutació proporciona un suport d'alimentació estable per a diversos equips d'automatització per garantir el funcionament eficient i estable dels equips.
En l'àmbit de la comunicació, la font d'alimentació de commutació s'utilitza àmpliament a l'estació base sense fil, equips de xarxa, etc., per garantir l'estabilitat de la transmissió del senyal del sistema de comunicació i millorar la qualitat de la comunicació. En l'àmbit de les noves energies, la commutació d'alimentació té un paper clau en els sistemes d'energia solar i eòlica, ajudant a l'ús efectiu de les energies renovables.
La font d'alimentació de commutació es compon aproximadament de quatre components principals: circuit d'entrada, convertidor, circuit de control i circuit de sortida. El següent és un diagrama de blocs esquemàtic típic de la font d'alimentació de commutació, és important que entenem la font d'alimentació de commutació.
2. Classificació de les fonts d'alimentació commutades
Les fonts d'alimentació de commutació es poden classificar segons diferents estàndards de classificació. Els següents són diversos mètodes de classificació comuns:
1. Classificació per tipus de potència d'entrada:
Font d'alimentació de commutació AC-DC: converteix l'alimentació AC en potència DC.
Font d'alimentació de commutació DC-DC: converteix l'energia DC en una altra tensió DC.
2. Classificació per mode de treball:
Font d'alimentació de commutació d'un sol extrem: només té un tub d'interruptor, adequat per a aplicacions de baixa potència.
Font d'alimentació de commutació de doble extrem: té dos tubs de commutació, adequats per a aplicacions d'alta potència.
3. Classificació per topologia:
Segons la topologia, es pot dividir aproximadament en Buck, Boost, Buck-Boost, Flyback, Forward, Two-Transistor Forward, Push-Pull, Half Bridge, Full Bridge, etc. Aquests mètodes de classificació són només una part d'ells. Les fonts d'alimentació de commutació també es poden classificar amb més detall segons altres requisits i aplicacions específiques.
A continuació, presentarem els Flyback i Forward que s'utilitzen habitualment. Forward i flyback són dues tecnologies diferents d'alimentació de commutació. La font d'alimentació de commutació cap endavant es refereix a una font d'alimentació de commutació que utilitza un transformador d'alta freqüència cap endavant per aïllar l'energia acoblada, i la font d'alimentació de commutació de retorn corresponent és una font d'alimentació de commutació de retorn.
2.1 Font d'alimentació de commutació directa
La font d'alimentació de commutació cap endavant a l'estructura és més complexa, però la potència de sortida és molt alta, adequada per a fonts d'alimentació de commutació de 100 W-300 W, generalment utilitzada en fonts d'alimentació de commutació de baixa tensió i gran corrent, més àmpliament utilitzada.
Com es mostra a la figura següent, per a la font d'alimentació de commutació directa específicament quan el tub de commutació està encès, el transformador de sortida actua com un mitjà directament acoblat a l'energia del camp magnètic, l'energia elèctrica i l'energia magnètica es converteixen entre si, de manera que el entrada i sortida al mateix temps.
També hi ha deficiències en l'aplicació diària: com la necessitat d'augmentar el bobinat de potencial invers (per evitar que la bobina primària del transformador generada pel potencial invers a la ruptura del tub de commutació), el secundari més d'un inductor per al filtratge d'emmagatzematge d'energia, de manera que en comparació amb la font d'alimentació de commutació flyback, el seu cost és més gran i el volum del transformador de la font d'alimentació de commutació cap endavant que el volum del transformador de la font d'alimentació de commutació flyback és més gran.
Font d'alimentació de commutació directa
2.2 Font d'alimentació commutada Flyback
Com es mostra a la figura següent, una font d'alimentació de commutació flyback es refereix a una font d'alimentació de commutació que utilitza un transformador d'alta freqüència flyback per aïllar els circuits d'entrada i sortida. El seu transformador no només té el paper de convertir la tensió per transmetre energia, sinó que també juga el paper d'inductor d'emmagatzematge d'energia. Per tant, el transformador flyback és similar al disseny d'un inductor. Tots els circuits són relativament senzills i fàcils de controlar. Flyback s'utilitza àmpliament en aplicacions de baixa potència de 5W-100W.
Per a una font d'alimentació de commutació flyback, quan s'encén el tub de l'interruptor, augmenta el corrent de l'inductor primari del transformador. Com que la bobina de sortida del circuit de retorn té extrems oposats, el díode de sortida s'apaga, el transformador emmagatzema energia i la càrrega és subministrada amb energia pel condensador de sortida. Quan s'apaga el tub de l'interruptor, la tensió inductiva de l'inductor primari del transformador s'inverteix. En aquest moment, el díode de sortida s'encén i l'energia del transformador es subministra a la càrrega a través del díode mentre es carrega el condensador.
Font d'alimentació commutada Flyback
A partir de la comparació, es pot veure que el transformador d'excitació directa només té la funció de transformador, i el conjunt es pot considerar com un circuit buck amb transformador. El transformador de retrocés es pot considerar com un inductor amb una funció de transformador, és un circuit d'augment de reducció. En general, el principi de funcionament de retrocés cap endavant és diferent, cap endavant és el treball secundari de treball principal, el secundari no funciona amb un inductor de corrent per renovar el corrent, generalment el mode CCM.
El factor de potència generalment no és elevat, i l'entrada i sortida i el cicle de treball variable són proporcionals. Flyback és l'obra principal, la secundària no funciona, les dues cares de manera independent, generalment en mode DCM, però la inductància del transformador serà relativament petita i la necessitat d'afegir espai d'aire, per la qual cosa normalment és adequat per a potències petites i mitjanes.
El transformador cap endavant és ideal, sense emmagatzematge d'energia, però com que la inductància d'excitació és un valor finit, el corrent d'excitació fa que el nucli sigui gran, per tal d'evitar la saturació de flux, el transformador necessita bobinatge auxiliar per a la restabliment del flux.
El transformador flyback es pot veure com una forma d'inductància acoblada, la inductància primer emmagatzematge d'energia i després descarregada, a causa de les tensions d'entrada i sortida del transformador flyback de polaritat oposada, de manera que quan el tub de commutació està desconnectat, el secundari pot proporcionar elnucli magnèticamb una tensió de reinici i, per tant, el transformador de retorn no necessita afegir bobinatge de restabliment de flux addicional.
Hora de publicació: 29-set-2024