1. Огляд імпульсного джерела живлення
Імпульсне джерело живленняце високочастотний пристрій перетворення електричної енергії, також відомий як імпульсний джерело живлення або імпульсний перетворювач. Він перетворює вхідну напругу на високочастотний імпульсний сигнал через високошвидкісну комутаційну трубку, а потім перетворює електричну енергію з однієї форми в іншу за допомогою обробкитрансформатор, схему випрямлення та схему фільтрації, і, нарешті, отримує стабільну низьку пульсацію постійної напруги для джерела живлення.
Імпульсне джерело живлення має такі переваги, як висока ефективність, хороша стабільність, невеликі розміри, легка вага, висока надійність і може бути адаптовано до різних потреб обладнання.
Імпульсне джерело живлення широко використовується в різних сферах, включаючи промислову автоматизацію, комунікації та нову енергетику. У сфері промислової автоматизації імпульсне джерело живлення забезпечує стабільну підтримку живлення різного обладнання автоматизації для забезпечення ефективної та стабільної роботи обладнання.
У сфері зв’язку імпульсне джерело живлення широко використовується в бездротових базових станціях, мережевому обладнанні тощо, щоб забезпечити стабільність передачі сигналу системи зв’язку та покращити якість зв’язку. У сфері нової енергетики імпульсне джерело живлення відіграє ключову роль у сонячних і вітрових енергетичних системах, допомагаючи ефективно використовувати відновлювану енергію.
Імпульсне джерело живлення приблизно складається з чотирьох основних компонентів: вхідного ланцюга, перетворювача, ланцюга керування та вихідного ланцюга. Нижче наведено типову блок-схему імпульсного джерела живлення, опанування якої важливо для нас, щоб зрозуміти імпульсне джерело живлення.
2. Класифікація імпульсних джерел живлення
Імпульсні джерела живлення можна класифікувати відповідно до різних стандартів класифікації. Нижче наведено кілька поширених методів класифікації:
1. Класифікація за типом споживаної потужності:
Імпульсне джерело живлення AC-DC: перетворює потужність змінного струму в живлення постійного струму.
Імпульсне джерело живлення DC-DC: перетворює потужність постійного струму в іншу напругу постійного струму.
2. Класифікація за режимом роботи:
Однотактний імпульсний джерело живлення: має лише одну комутаційну трубку, підходить для застосувань з низьким енергоспоживанням.
Двосторонній імпульсний джерело живлення: має дві комутаційні трубки, підходить для застосування з високою потужністю.
3. Класифікація за топологією:
Відповідно до топології його можна приблизно розділити на Buck, Boost, Buck-Boost, Flyback, Forward, Two-Transistor Forward, Push-Pull, Half Bridge, Full Bridge тощо. Ці методи класифікації є лише частиною з них. Імпульсні джерела живлення також можна класифікувати більш детально відповідно до інших конкретних вимог і застосувань.
Далі ми познайомимося з часто використовуваними Flyback і Forward. Прямий і зворотний ход — це дві різні технології імпульсних джерел живлення. Прямий імпульсний джерело живлення відноситься до імпульсного джерела живлення, яке використовує прямий високочастотний трансформатор для ізоляції зв’язаної енергії, а відповідне зворотно-імпульсне джерело живлення є зворотним імпульсним джерелом живлення.
2.1 Прямий імпульсний джерело живлення
Блок живлення прямого перемикання в структурі є більш складним, але вихідна потужність дуже висока, підходить для джерела живлення перемикання 100W-300W, як правило, використовується в імпульсному джерелі живлення низької напруги, сильному струмі, більш широко використовується.
Як показано на малюнку нижче, для джерела живлення прямого перемикання, особливо коли комутаційна трубка ввімкнена, вихідний трансформатор діє як середовище, безпосередньо пов’язане з енергією магнітного поля, електрична енергія та магнітна енергія перетворюються одна на одну, так що вхід і вихід одночасно.
Існують також недоліки в щоденному застосуванні: наприклад, необхідність збільшити обмотку зворотного потенціалу (щоб запобігти пробою первинної котушки трансформатора, створеної зворотним потенціалом, до пробою комутаційної трубки), вторинної обмотки більше ніж одного індуктора для фільтрації накопичення енергії, тому У порівнянні з імпульсним джерелом живлення з зворотним ходом, його вартість вища, а об’єм трансформатора джерела живлення з прямоходовим перемиканням більший, ніж об’єм трансформатора з зворотним ходом.
Джерело живлення прямого перемикання
2.2 Імпульсне джерело живлення
Як показано на малюнку нижче, імпульсне джерело живлення з зворотним ходом відноситься до імпульсного джерела живлення, яке використовує високочастотний трансформатор із зворотним ходом для ізоляції вхідних і вихідних кіл. Його трансформатор не тільки виконує роль перетворювача напруги для передачі енергії, але також виконує роль індуктора накопичення енергії. Таким чином, зворотний трансформатор схожий на конструкцію індуктора. Усі схеми відносно прості та легкі в управлінні. Flyback широко використовується в малопотужних системах 5-100 Вт.
Для імпульсного джерела живлення з зворотним ходом, коли комутаційна трубка вмикається, струм первинної котушки індуктивності трансформатора зростає. Оскільки вихідна котушка схеми зворотного ходу має протилежні кінці, вихідний діод вимкнений, трансформатор накопичує енергію, а навантаження живиться енергією вихідним конденсатором. Коли комутаційна трубка вимкнена, індуктивна напруга первинної котушки індуктивності трансформатора змінюється на протилежну. У цей час включається вихідний діод, і енергія трансформатора подається в навантаження через діод, одночасно заряджаючи конденсатор.
Імпульсне джерело живлення з зворотним ходом
З порівняння видно, що трансформатор прямого збудження виконує лише функцію трансформатора, і все це можна розглядати як понижувальну схему з трансформатором. Зворотний трансформатор можна розглядати як котушку індуктивності з функцією трансформатора, яка є ланцюгом підсилення. Загалом принцип роботи прямого зворотного ходу відрізняється, вперед - це первинна вторинна робота, вторинна не працює з індуктором струму для відновлення поточного, як правило, режиму CCM.
Коефіцієнт потужності, як правило, невисокий, а вхід і вихід, а також змінний робочий цикл є пропорційними. Flyback є основною роботою, вторинна не працює, обидві сторони незалежно, як правило, режим DCM, але індуктивність трансформатора буде відносно невеликою, і потрібно додати повітряний зазор, тому зазвичай підходить для малої та середньої потужності.
Прямий трансформатор є ідеальним, без накопичення енергії, але оскільки індуктивність збудження є кінцевим значенням, струм збудження робить сердечник великим, щоб уникнути насичення потоку, трансформатору потрібна допоміжна обмотка для скидання потоку.
Зворотний трансформатор можна розглядати як форму зв’язаної індуктивності, індуктивність спочатку накопичує енергію, а потім розряджається, завдяки протилежній полярності вхідної та вихідної напруги, тому, коли комутаційна трубка від’єднана, вторинна обмотка може забезпечитимагнітний сердечникз напругою скидання, і, таким чином, до зворотного трансформатора не потрібно додавати додаткову обмотку скидання потоку.
Час публікації: 29 вересня 2024 р