1. Visión xeral da fonte de alimentación conmutada
Fonte de alimentación conmutadaé un dispositivo de conversión de enerxía eléctrica de alta frecuencia, tamén coñecido como fonte de alimentación conmutada ou conversor de conmutación. Cambia a tensión de entrada nun sinal de pulso de alta frecuencia a través dun tubo de conmutación de alta velocidade e despois converte a enerxía eléctrica dunha forma a outra mediante o procesamento detransformador, circuíto rectificador e circuíto de filtrado e, finalmente, obtén unha tensión de CC de baixa ondulación estable para a subministración de enerxía.
A fonte de alimentación conmutada ten as vantaxes de alta eficiencia, boa estabilidade, tamaño pequeno, peso lixeiro, alta fiabilidade e pódese adaptar ás diferentes necesidades de enerxía dos equipos.
A fonte de alimentación conmutada foi amplamente utilizada en varios campos, incluíndo a automatización industrial, as comunicacións e as novas enerxías. No campo da automatización industrial, a fonte de alimentación conmutada ofrece soporte de enerxía estable para varios equipos de automatización para garantir o funcionamento eficiente e estable dos equipos.
No campo da comunicación, a fonte de alimentación conmutada é amplamente utilizada na estación base sen fíos, equipos de rede, etc., para garantir a estabilidade da transmisión do sinal do sistema de comunicación e mellorar a calidade da comunicación. No eido das novas enerxías, a subministración de enerxía conmutada xoga un papel fundamental nos sistemas de enerxía solar e eólica, axudando ao uso eficaz das enerxías renovables.
A fonte de alimentación conmutada componse aproximadamente de catro compoñentes principais: circuíto de entrada, conversor, circuíto de control e circuíto de saída. O seguinte é un diagrama de bloques esquemático típico da fonte de alimentación conmutada, dominalo é importante para entender a fonte de alimentación conmutada.
2. Clasificación das fontes de alimentación conmutadas
As fontes de alimentación conmutadas pódense clasificar segundo diferentes estándares de clasificación. Os seguintes son varios métodos de clasificación comúns:
1. Clasificación por tipo de potencia de entrada:
Fonte de alimentación conmutada AC-DC: converte a enerxía AC en potencia DC.
Fonte de alimentación conmutada DC-DC: converte a enerxía DC noutra tensión DC.
2. Clasificación por modo de traballo:
Fonte de alimentación conmutada de extremo único: só ten un tubo de interruptor, axeitado para aplicacións de baixa potencia.
Fonte de alimentación conmutada de dobre extremo: ten dous tubos de interruptor, axeitados para aplicacións de alta potencia.
3. Clasificación por topoloxía:
Segundo a topoloxía, pódese dividir aproximadamente en Buck, Boost, Buck-Boost, Flyback, Forward, Two-Transistor Forward, Push-Pull, Half Bridge, Full Bridge, etc. Estes métodos de clasificación son só parte deles. As fontes de alimentación conmutadas tamén se poden clasificar con máis detalle segundo outros requisitos e aplicacións específicas.
A continuación, presentaremos o Flyback e Forward de uso habitual. Forward e flyback son dúas tecnoloxías diferentes de fonte de alimentación conmutada. A fonte de alimentación de conmutación directa refírese a unha fonte de alimentación de conmutación que usa un transformador de alta frecuencia para illar a enerxía acoplada, e a fonte de alimentación de conmutación de retroceso correspondente é unha fonte de alimentación de conmutación de retroceso.
2.1 Fonte de alimentación de conmutación directa
A fonte de alimentación de conmutación directa na estrutura é máis complexa, pero a potencia de saída é moi alta, adecuada para a fonte de alimentación de conmutación de 100W-300W, xeralmente usada en fonte de alimentación de conmutación de baixa tensión e alta corrente, máis amplamente utilizada.
Como se mostra na figura seguinte, para a fonte de alimentación de conmutación cara adiante especificamente cando o tubo de conmutación está acendido, o transformador de saída actúa como un medio directamente acoplado á enerxía do campo magnético, a enerxía eléctrica e a enerxía magnética convértense entre si, de xeito que o entrada e saída ao mesmo tempo.
Tamén hai deficiencias na aplicación diaria: como a necesidade de aumentar o enrolamento de potencial inverso (para evitar que a bobina primaria do transformador xerada polo potencial inverso á avaría do tubo de conmutación), o secundario máis dun indutor para o filtrado de almacenamento de enerxía, polo que en comparación coa fonte de alimentación de conmutación flyback, o seu custo é maior, e o volume do transformador de fonte de alimentación de conmutación cara adiante que o volume do transformador de fonte de alimentación de conmutación flyback é maior.
Fonte de alimentación de conmutación directa
2.2 Fonte de alimentación conmutada Flyback
Como se mostra na figura seguinte, unha fonte de alimentación conmutada flyback refírese a unha fonte de alimentación conmutada que usa un transformador de alta frecuencia flyback para illar os circuítos de entrada e saída. O seu transformador non só desempeña o papel de converter a tensión para transmitir enerxía, senón que tamén desempeña o papel de indutor de almacenamento de enerxía. Polo tanto, o transformador flyback é semellante ao deseño dun indutor. Todos os circuítos son relativamente sinxelos e fáciles de controlar. Flyback úsase amplamente en aplicacións de baixa potencia de 5W-100W.
Para unha fonte de alimentación de conmutación flyback, cando o tubo do interruptor está acendido, a corrente do indutor primario do transformador aumenta. Dado que a bobina de saída do circuíto de retroceso ten extremos opostos, o díodo de saída está apagado, o transformador almacena enerxía e a carga é subministrada con enerxía polo capacitor de saída. Cando se apaga o tubo do interruptor, a tensión indutiva do indutor primario do transformador invírtese. Neste momento, o díodo de saída está acendido e a enerxía do transformador entrégase á carga a través do díodo mentres se carga o capacitor.
Fuente de alimentación conmutada Flyback
A partir da comparación, pódese ver que o transformador de excitación directa só ten a función de transformador, e o conxunto pode considerarse como un circuíto buck con transformador. O transformador de retroceso pode considerarse como un indutor cunha función de transformador, é un circuíto de aumento. En xeral, o principio de funcionamento de retroceso cara adiante é diferente, o traballo secundario de cara adiante é o traballo secundario, o secundario non funciona cun indutor de corrente para renovar o modo actual, xeralmente CCM.
O factor de potencia xeralmente non é alto, e a entrada e saída e o ciclo de traballo variable son proporcionais. Flyback é o traballo principal, o secundario non funciona, os dous lados de forma independente, xeralmente en modo DCM, pero a inductancia do transformador será relativamente pequena e a necesidade de engadir un espazo de aire, polo que normalmente é axeitado para potencia pequena e mediana.
O transformador directo é ideal, sen almacenamento de enerxía, pero debido a que a inductancia de excitación é un valor finito, a corrente de excitación fai que o núcleo sexa grande, para evitar a saturación do fluxo, o transformador necesita un enrolamento auxiliar para o reinicio do fluxo.
O transformador de retroceso pódese ver como unha forma de inductancia acoplada, primeiro almacenamento de enerxía da inductancia e despois descargada, debido ás tensións de entrada e saída do transformador de retorno á polaridade oposta, polo que cando se desconecta o tubo de conmutación, o secundario pode proporcionar onúcleo magnéticocunha tensión de reinicio e, polo tanto, o transformador de retroceso non necesita engadir un enrolamento de reinicio de fluxo adicional.
Hora de publicación: 29-09-2024