Jaké faktory je třeba vzít v úvahu při výběru regulovaného napájení
Pro inženýry je výběr spínaného zdroje procesem, který je třeba dokončit pokaždé, když plánují napájení. Na první pohled je to otázka s jednou volbou, ale před konečným výběrem musí inženýři zvážit mnoho faktorů. Samozřejmě jsme na to mysleli v první chvíli. Bude to otázka nákladů. V dnešním článku chci vysvětlit, že v procesu výběru spínaného zdroje musíme kromě nákladů věnovat pozornost některým vnitřním faktorům, abychom vybrali ten nejvhodnější napájecí modul.
Při výběru modulů spínaných zdrojů je třeba věnovat pozornost a zvážit mnoho pravidel. Například nominální hodnota pojistného drátu je 1A, což se týká cíle při 25 stupních, ale pokud zařízení pracuje při 50 stupních, nominální hodnota pojistného drátu může být nižší než 1A a návrhová rezerva při této teplotě musí být vybrán Větší. Stejně tak 1mH indukčnosti není vždy 1mH, je to na 1kHz, pokud to použijete na 1MHz, hodnota 1mH indukčnosti vyslané procesorem není 1mH, protože na 1M indukčnost cívka Rozložená kapacita zpočátku hraje velkou roli, což vykompenzuje část indukčnosti. Vložný útlum filtru IL=25dB je při MHz Rs/RL=50 ohmech (impedance zdroje a impedance zátěže), ale v praxi je obtížné dosáhnout impedance, která by tento požadavek splnila v našem použití filtru, takže 25dB Vložný útlum bude výrazně snížen. Korálky, kondenzátory, diody, rezistory... vše má podobná pravidla. Promluvme si o pravidlech výběru spínaného napájecího modulu jinak, než je cena. Existuje mnoho topologií výkonových modulů, jako je flyback, forward, push-pull, half-bridge a full-bridge, z nichž každý je lepší v určitých charakteristických ukazatelích kvůli svým odlišným principům.
Zde vysvětlíme pravidla použití několika typických topologických struktur. Prvním je flyback napájení. V jednom cyklu spínače nedojde během doby nabíjení k žádnému vybití. Kvůli této vlastnosti je obtížné dosáhnout vynikajícího řízení času a charakteristik zvlnění. I když toho lze dosáhnout pomocí velkých zásobníků energie, kondenzátory to trochu pomáhají vyřešit, ale principiální vada je přeci jen chybná a nedostatek inteligence lze kompenzovat tvrdou prací, ale když to vynahradíte a narazíte na kritické problémy, nedokáže překonat určitou překážku. Svodová indukčnost je také velká a další problémy, ale její výhody jsou jednoduchý obvod, nízká cena, malá velikost, není třeba přidávat magnetické resetovací vinutí a schéma vstupního napětí je poměrně široké. Právě díky tomu tvoří více než 70 procent celkového trhu s dodávkami elektřiny.
Promluvme si o topologické struktuře dalších důležitých spínaných zdrojů na trhu s napájecími zdroji. Charakteristiky přechodového řízení výstupního napětí dopředného napájecího zdroje jsou lepší a zatížitelnost je silnější, ale jeho nevýhody jsou také zřejmé. Je použita velká tlumivka akumulačního filtru a volnoběžná dioda, objem je velký a zpětné elektromotorické napětí primární cívky transformátoru je vysoké. Požadavky na spínací trubici jsou vysoké (snadná porucha a poškození). Rychlost přechodové odezvy napájecího zdroje push-pull je velmi vysoká a výstupní napěťové charakteristiky jsou vynikající. Mezi všemi topologickými strukturami se jedná o spínaný napájecí zdroj s nejvyšší mírou využití, bez úniku magnetického toku a jednoduchým budicím obvodem. Jeho nevýhodou však je, že obě spínací zařízení potřebují vysokou hodnotu výdržného napětí; existují dvě sady primárních cívek a nevýhodou je push-pull spínaný zdroj s nízkým výkonem. Pokud dva dopředné měniče nejsou zcela symetrické nebo vyvážené, nahromaděný magnetismus předpětí po několika cyklech způsobí zaplnění magnetického jádra, což vede k nadměrnému budícímu proudu vysokofrekvenčního transformátoru a dokonce k poškození spínací trubice. Výstupní výkon můstkového spínaného zdroje je velmi velký, pracovní výkon je velmi vysoký, hodnota výdržného napětí spínací trubice je relativně nízká a primární cívka transformátoru potřebuje pouze jedno vinutí. Nevýhodou je nízký výkon, bude tam polovodivá oblast a ztráta je velká.
Výše uvedené problémy jsou způsobeny inherentními výhodami a nevýhodami jeho topologické struktury. Přestože můžeme napájecí modul považovat za černou skříňku, je to také bod, kterému bychom měli věnovat pozornost při výběru napájecího zdroje. Díky řešením, která mohou realizovat stejnou funkci, lze jedno realizovat snadno a druhé s velkým úsilím.
