Com a aplicação do sistema de energia, comutação de alta frequência fonte de alimentação foi mais inovadora e desenvolvida.Com a premissa de entender a tendência de desenvolvimento da comutação de alta frequência fonte de alimentação , vamos primeiro nos familiarizar com o princípio da comutação de alta frequência fonte de alimentação .
A comutação de alta frequência fonte de alimentação consiste nas seguintes partes:
1. Circuito principal
Todo o processo de entrada da rede CA e saída de CC, incluindo:
1).Filtro de entrada: tem como função filtrar a sujeira existente na rede, e também evitar que a sujeira gerada pela máquina seja realimentada à rede pública.
2).Retificação e filtragem: A energia CA da rede é diretamente retificada em uma energia CC mais suave para a transformação de próximo nível.
3).Inversor: Converta a corrente contínua retificada em corrente alternada de alta frequência, que é a parte principal da fonte de alimentação de comutação de alta frequência . Quanto maior a frequência, menor a proporção de volume, peso e potência de saída.
4).Retificação e filtragem de saída: Forneça energia CC estável e confiável de acordo com as necessidades da carga.
2. Circuito de controle
Por um lado, pegue amostras da extremidade de saída, compare-as com o padrão definido e, em seguida, controle o inversor para alterar sua frequência ou largura de pulso para obter uma saída estável.O circuito de controle executa várias medidas de proteção para toda a máquina.
3. Circuito de detecção
Além de fornecer vários parâmetros em operação no circuito de proteção, também são fornecidos vários dados do instrumento de exibição.
Fornece energia para diferentes requisitos de todos os circuitos individuais.
A segunda seção do princípio de regulação da tensão de controle do interruptor
A chave K é ligada e desligada repetidamente em intervalos de tempo e, quando a chave K é ligada, a energia de entrada E é fornecida à carga RL por meio da chave K e do circuito do filtro.Durante todo o período de ativação, a fonte de alimentação E fornece energia à carga.Quando a chave K é desligada, a entrada fonte de alimentação E interrompe o fornecimento de energia.Pode ser visto que a entrada fonte de alimentação fornece energia para a carga de forma intermitente.Para permitir que a carga obtenha fornecimento contínuo de energia, a fonte de alimentação regulada por comutação deve ter um conjunto de dispositivos de armazenamento de energia.Uma parte da energia é armazenada quando o interruptor é ligado e liberada para a carga quando o interruptor é desligado.
A tensão média EAB entre AB pode ser expressa como:
EAB=TON/T*E
Na fórmula, TON é o tempo em que o interruptor é ligado a cada vez e T é o ciclo de trabalho do interruptor ligado e desligado (ou seja, a soma do tempo de ativação TON e o tempo de desligamentoTOFF).
Pode ser visto na fórmula que o valor médio da tensão entre AB também muda alterando a relação entre o tempo de ativação e o ciclo de trabalho.Portanto, com a mudança da carga e a tensão de entrada fonte de alimentação , a relação de TON e T pode ser ajustada automaticamente para fazer com que a tensão de saída V0 permaneça a mesma.Alterar o TON no tempo e a taxa do ciclo de trabalho é alterar o ciclo de trabalho do pulso.Este método é chamado de "controle de proporção de tempo" (TimeRatioControl, abreviado como TRC).
De acordo com o princípio de controle TRC, existem três maneiras:
1).Modulação por largura de pulso (modulação por largura de pulso, abreviado como PWM)
O período de comutação é constante e o ciclo de trabalho é alterado alterando a largura do pulso.
2).Modulação de frequência de pulso (modulação de frequência de pulso, abreviado como PFM)
A largura de pulso de ativação é constante e o ciclo de trabalho é alterado alterando a frequência de comutação.Informações de: Rede de equipamentos de transmissão e distribuição
3).Modulação híbrida
A largura do pulso e a frequência de comutação não são fixas e podem ser alteradas entre si.É uma mistura dos dois métodos acima.
Em 1955, o conversor DC de transformador único de transistor push-pull auto-excitado inventado pelo americano Roger (GH. Roger) foi o início da realização de circuitos de controle de conversão de alta frequência.Transformer, em 1964, cientistas americanos propuseram a idéia de cancelar a comutação em série fonte de alimentação do transformador de frequência de energia, o que obteve uma maneira fundamental de reduzir o tamanho e o peso do p fonte de alimentação. Em 1969, devido à melhoria da resistência à tensão dos transistores de silício de alta potência e à redução do tempo de recuperação reversa do diodo, uma fonte de alimentação de comutação de 25 kHz foi finalmente fabricada.
Atualmente, as fontes de alimentação comutadas são amplamente utilizadas em quase todos os equipamentos eletrônicos, como vários equipamentos terminais e equipamentos de comunicação dominados por computadores eletrônicos devido ao seu tamanho pequeno, peso leve e alta eficiência.modo de energia.Entre as fontes chaveadas atualmente no mercado, a fonte de alimentação de 100kHz feita de transistores bipolares e a fonte de alimentação de 500kHz feita de MOS-FET foram colocados em uso prático, mas sua frequência precisa ser melhorada.Para aumentar a frequência de comutação, é necessário reduzir as perdas de comutação e, para reduzir as perdas de comutação, são necessários componentes de comutação de alta velocidade.No entanto, à medida que a velocidade de chaveamento aumenta, surtos ou ruídos podem ser gerados devido à indutância distribuída e aos capacitores no circuito ou à carga armazenada nos diodos.Desta forma, não afetará apenas o equipamento eletrônico ao redor, mas também reduzirá bastante a confiabilidade da fonte de alimentação em si.Dentre eles, para evitar o surto de tensão que ocorre com a abertura e fechamento da chave, podem ser utilizados buffers R-C ou L-C, e para o surto de corrente causado pela carga armazenada do diodo, um buffer magnético feito de um material amorfonúcleo magnético pode ser usado.No entanto, para altas frequências acima de 1MHz, deve-se usar um circuito ressonante, de modo que a tensão na chave ou a corrente através da chave seja uma onda senoidal, o que pode não apenas reduzir as perdas de comutação, mas também controlar a ocorrência de surtos.Este método de comutação é chamado de comutação ressonante.Atualmente, a pesquisa sobre esse tipo de comutação fonte de alimentação é muito ativa, porque esse método pode teoricamente reduzir a perda de comutação a zero sem aumentar muito a velocidade de comutação, e o ruído étambém pequeno, que se espera que se torne uma das altas frequências da fonte de alimentação de comutação .Maneira principal.Atualmente, muitos países do mundo estão trabalhando na pesquisa prática de conversores multiterahertz.
