Diskuse o vysoce výkonném spínaném stejnosměrném stabilizovaném napájecím zdroji
S neustálým vývojem technologie výkonové elektroniky budou vysoce výkonné spínané stejnosměrné regulované napájecí zdroje široce používány v energetických systémech. Hlavní výhody spínaného stejnosměrného proudu jsou: pracovní stabilita, dobrá spolehlivost, nízká hmotnost, vysoká účinnost a nízká spotřeba energie atd., jeho vývojový trend je konkurenceschopnější než u jiných spínacích proudů. Spínací stejnosměrný proud se používá v oblastech napájení urychlovačů částic a podobně. Po komplexní analýze a celkovém zvážení. Relevantní technologičtí výzkumníci navrhli vysoce výkonný spínaný DC regulovaný napájecí zdroj pomocí fázově posunutého řídicího můstku DC/DC konverze malého signálu.
1 Analýza dynamického modelu malého signálu
Výběr dynamických modelů s malým signálem je rozmanitý a výsledky návrhu získané použitím různých modelů se liší. Spínaný zdroj je v podstatě nelineárním řídicím objektem. Použití analytické metody k vedení modelování může pouze aproximovat model malého rušení signálu v ustáleném stavu a závěr získaný při použití tohoto modelu k vysvětlení rušení velkého rozsahu není zcela přesný. V zásadě těží z toho, že spínaný zdroj obecně funguje v ustáleném stavu. Vysoce výkonný spínaný stejnosměrný zdroj navržený podle modelu rušení s malým signálem v kombinaci s použitím pomocných obvodů může výkon spínaného zdroje zcela splnit požadavky.
2 Stanovení indexu výkonu stejnosměrného stabilizovaného napájecího zdroje
2.1 Požadavky na index stability
Podle relevantních údajů a praktických výsledků by různé systémy měly mít různé stupně robustnosti a jejich přechodové charakteristiky jsou relativně dobré. Pro stejnosměrný stabilizovaný napájecí zdroj však vyžaduje, aby zisková rezerva systému byla větší nebo rovna 40 dB a fázová rezerva byla větší nebo rovna 30 dB.
2.2 Index přechodné odezvy
Při narušení spínaného zdroje bude ovlivněn jeho výstup a způsobí odpovídající jitter a nakonec se postupně vrátí na stabilní hodnotu. K vyhodnocení dynamických charakteristik obvykle používáme rozsah překmitu a délku doby dynamické obnovy. Čím vyšší je dělicí frekvence, tím kratší je čas potřebný pro dynamické zotavení; existuje také amplituda překmitu a fázové rozpětí
v těsné korelaci.
2.3 Analýza přesnosti napájení
Přesnost napětí má přísné požadavky a jeho konstrukční rozsah není větší než 1‰ a zvlnění není větší než 1‰. Zvlnění je však rozděleno na dvě části, vysokofrekvenční a nízkofrekvenční. Spínací frekvence způsobí, že vysokofrekvenční část je potlačena výstupním filtrem; fluktuace sítě zavádí nízkofrekvenční část a nízkofrekvenční část závisí hlavně na negativní zpětné vazbě systému, aby ji překonala.
3 Analýza a návrh vysoce výkonného spínaného DC regulovaného zdroje
3.1 Návrh a aplikace kompenzační sítě
Při návrhu stabilního napájení je nejčastěji používanou metodou použití PI nebo PID algoritmu pro návrh kompenzační sítě. Po kompenzaci PI regulátoru se výrazně zlepší schopnost systému odolávat vysokofrekvenčnímu rušení a jediným nedostatkem je špatný dynamický výkon. Když je zaveden diferenciální algoritmus, rychlost odezvy systému se výrazně zlepší, ale existují také určité nedostatky: (1) Dodatečné zavedení příliš mnoha nulových bodů zvýší citlivost na vysokofrekvenční signály a snadno způsobí zablokování zesilovače. . (2) Zvětšení odpovídající spínacímu zvlnění se zvyšuje, což snadno způsobí, že zesilovač vstoupí do nelineární oblasti. Proto se snažte vybrat přední zpoždění, abyste provedli související kompenzaci kompenzační síti.
3.2 Princip konstrukce vysoce výkonného spínaného stejnosměrného regulovaného zdroje
V konstrukci vysoce výkonného spínaného regulovaného napájecího zdroje jsou jeho ideální technické ukazatele: (1) Vstupní střídavé napětí 220V (50Hz ~ 60Hz). (2) Výstupní stejnosměrné napětí 5V, výstupní proud 3A. (3) Když se vstupní střídavé napětí mění mezi 180 V a 250 V, je relativní změna výstupního napětí menší než 2 procenta. (4) Výstupní odpor R0 je menší než 0,1V. (5) Maximální výstupní zvlnění napětí je nižší než 10 mv.
Základní pracovní princip: Pracovní frekvence lineárně regulovaného napájecího zdroje s vlastním průtokem je nízká a stav nastavovací trubice je velký a účinnost je nízká. Když nastavovací trubice pracuje ve stavu spínače, objem je malý a účinnost je vysoká. Podle generování spínacích signálů existují dva typy spínacích stejnosměrných stabilizovaných napájecích zdrojů: samobuzené a jinak buzené a lze je rozdělit do dvou kategorií: indukční akumulace energie a transformátorová vazba z hlediska způsobů přenosu energie. Stabilizovaný stejnosměrný napájecí zdroj s automatickým buzením, jednoduchý obvod, úzký rozsah regulace napětí a nízká stabilita výstupního napětí. Jedná se o vzrušující spínaný stejnosměrný stabilizovaný napájecí zdroj, který se hlavně spoléhá na automatické nastavení pracovního cyklu pracovního průběhu pro stabilizaci výstupního napětí a výstupní napětí je poměrně stabilní. Indukční typ akumulace energie je vhodný pro použití ve stejnosměrných regulovaných napájecích zdrojích pod 50 W, zatímco typ s transformátorovou spojkou se často používá u vysokovýkonných stejnosměrných regulovaných napájecích zdrojů. Obvod je vybaven zpětnovazebním zesilovacím článkem chyby, který automaticky upravuje poměr střídy obdélníkové vlny na primární straně transformátoru podle změny výstupního napětí tak, aby bylo dosaženo účelu stabilizace výstupního napětí.
