Klasifikace spínaných napájecích zdrojů, podrobné vysvětlení AD/DC a DC/DC napájecích zdrojů
Klasifikace spínaných napájecích zdrojů
Lidovou oblastí technologie spínacích zdrojů napájení je vyvíjet související výkonová elektronická zařízení a zároveň vyvíjet technologii přeměny frekvence spínačů. Vzájemná podpora obou podporuje vývoj spínaných napájecích zdrojů směrem k lehkým, malým, tenkým, s nízkou hlučností, vysokou spolehlivostí a rušením s tempem růstu přes dvě číslice ročně. Spínané zdroje lze rozdělit do dvou kategorií: AC/DC a DC/DC. DC/DC měniče nyní dosáhly modularizace a konstrukční technologie a výrobní proces byly vyzrálé a standardizované jak v tuzemsku, tak v mezinárodním měřítku a byly uznány uživateli. Modularizace AC/DC však díky svým vlastním vlastnostem naráží v procesu modularizace na složitější technické a výrobní problémy. Struktura a charakteristiky dvou typů spínaných zdrojů jsou vysvětleny níže.
DC/DC konverze
DC/DC konverze je proces přeměny pevného stejnosměrného napětí na proměnlivé stejnosměrné napětí, známé také jako DC sekání. Existují dva způsoby, jak choppery fungují: jedním je ponechat režim modulace šířky pulzu Ts beze změny a změnit T (univerzální) a druhým je ponechat režim frekvenční modulace T nezměněný a změnit T (náchylný k rušení). Konkrétní obvody jsou rozděleny do následujících kategorií:
(1) Buck obvod - buck chopper s průměrným výstupním napětím Uo menším než vstupní napětí Ui a stejnou polaritou.
(2) Boost obvod - boost chopper, s průměrným výstupním napětím Uo vyšším než vstupní napětí Ui a stejnou polaritou.
(3) Obvod Buck Boost – buck nebo boost chopper s průměrným výstupním napětím Uo větším nebo menším než vstupní napětí Ui, opačnou polaritou a indukčním přenosem.
(4) Obvod Cuk - buck nebo boost chopper s výstupním průměrným napětím Uo větším nebo menším než vstupní napětí UI, opačnou polaritou a přenosem kondenzátoru.
Dnešní technologie měkkého přepínání udělala kvalitativní skok v oblasti DC/DC. Společnost VICOR Company ve Spojených státech navrhla a vyrobila různé měkce spínané DC/DC měniče ECI s vysokým výstupním výkonem 300 W, 600 W, 800 W atd., odpovídajícími hustotami výkonu (6, 2, 10, 17) W/cm3 a účinnost (80-90) procent . Řada vysokofrekvenčních spínacích výkonových modulů RM využívajících technologii měkkého přepínání, nově spuštěná japonskou společností NemicLambda, má spínací frekvenci (200-300) kHz a hustotu výkonu 27 W/cm3. Využívá synchronní usměrňovače (MOS-FET místo Schottkyho diod), což zlepšuje účinnost celého obvodu na 90 procent.
2.2 Konverze AC/DC
Přeměna /DC je proces přeměny AC na DC a tok energie může být obousměrný. Tok energie ze zdroje energie do zátěže se nazývá „usměrnění“ a tok energie ze zátěže zpět do zdroje energie se nazývá „aktivní invertor“. Vstup AC/DC měniče je 50/60Hz AC napájení. Vzhledem k nutnosti usměrnění a filtrace jsou nezbytné poměrně velké filtrační kondenzátory. Zároveň kvůli omezení norem (např. UL, CCEE atd.) a směrnic EMC (např. IEC, FCC, CSA) musí být do normy přidáno filtrování EMC a použití komponent, které odpovídají normám. AC vstupní strana, která omezuje miniaturizaci objemu AC/DC napájecího zdroje. Navíc díky vnitřnímu vysokofrekvenčnímu a vysokonapěťovému působení vysokoproudových spínačů se zvyšuje obtížnost řešení problémů s elektromagnetickou kompatibilitou EMC, což klade vysoké požadavky na návrh vnitřních instalačních obvodů s vysokou hustotou. Ze stejných důvodů vysokonapěťové a vysokoproudové spínače zvyšují spotřebu energie a omezují proces modularizace AC/DC měničů. Proto je nutné přijmout metody návrhu optimalizace energetického systému, aby bylo dosaženo určitého stupně spokojenosti s jeho pracovní efektivitou.
Převod AC/DC lze rozdělit na obvod s poloviční vlnou a obvod s plnou vlnou podle způsobu zapojení obvodu. Podle počtu výkonových fází jej lze rozdělit na jednofázové, třífázové a vícefázové. Podle pracovního kvadrantu obvodu jej lze rozdělit na jeden kvadrant, dva kvadranty, tři kvadranty a čtyři kvadranty.
