1. Преглед на импулсното захранване
Импулсно захранванее високочестотно устройство за преобразуване на електрическа енергия, известно също като импулсно захранване или превключващ преобразувател. Той превключва входното напрежение във високочестотен импулсен сигнал чрез високоскоростна превключваща тръба и след това преобразува електрическата енергия от една форма в друга чрез обработката натрансформатор, токоизправителна верига и филтрираща верига и накрая получава стабилно постоянно напрежение с ниска пулсация за захранване.
Импулсното захранване има предимствата на висока ефективност, добра стабилност, малък размер, леко тегло, висока надеждност и може да се адаптира към различни нужди от захранване на оборудването.
Импулсното захранване се използва широко в различни области, включително индустриална автоматизация, комуникации и нова енергия. В областта на промишлената автоматизация импулсното захранване осигурява стабилна захранваща поддръжка за различни автоматизирани съоръжения, за да се осигури ефективна и стабилна работа на оборудването.
В областта на комуникацията импулсното захранване се използва широко в безжични базови станции, мрежово оборудване и др., За да се осигури стабилност на предаването на сигнала на комуникационната система и да се подобри качеството на комуникацията. В областта на новата енергия импулсното захранване играе ключова роля в системите за слънчева и вятърна енергия, като спомага за ефективното използване на възобновяема енергия.
Импулсното захранване се състои грубо от четири основни компонента: входна верига, преобразувател, управляваща верига и изходна верига. Следното е типична блокова схема на импулсно захранване, овладяването на което е важно за нас да разберем импулсното захранване.
2. Класификация на импулсните захранвания
Импулсните захранвания могат да бъдат класифицирани според различни класификационни стандарти. Следват няколко често срещани метода за класификация:
1. Класификация по тип входна мощност:
AC-DC превключващо захранване: преобразува променлив ток в постоянен ток.
DC-DC импулсно захранване: преобразува DC мощност в друго DC напрежение.
2. Класификация по режим на работа:
Импулсно захранване с един край: има само една превключваща тръба, подходяща за приложения с ниска мощност.
Импулсно захранване с два края: има две превключващи тръби, подходящи за приложения с висока мощност.
3. Класификация по топология:
Според топологията може грубо да се раздели на Buck, Boost, Buck-Boost, Flyback, Forward, Two-Transistor Forward, Push-Pull, Half Bridge, Full Bridge и т.н. Тези методи за класификация са само част от тях. Импулсните захранващи устройства също могат да бъдат класифицирани по-подробно според други специфични изисквания и приложения.
След това ще представим често използваните Flyback и Forward. Forward и flyback са две различни технологии за импулсно захранване. Превключващо захранване с права посока се отнася до импулсно захранване, което използва преден високочестотен трансформатор за изолиране на свързаната енергия, а съответното импулсно захранване с обратен ход е импулсно захранване с обратно движение.
2.1 Превключващо захранване
Превключващото захранване в структурата е по-сложно, но изходната мощност е много висока, подходяща за превключващо захранване от 100W-300W, обикновено използвано при превключващо захранване с ниско напрежение, висок ток, по-широко използвано.
Както е показано на фигурата по-долу, за захранване с превключване, особено когато превключващата тръба е включена, изходният трансформатор действа като среда, директно свързана с енергията на магнитното поле, електрическата енергия и магнитната енергия се преобразуват една в друга, така че вход и изход едновременно.
Има и недостатъци в ежедневното приложение: като необходимостта от увеличаване на намотката с обратен потенциал (за предотвратяване на разрушаването на първичната намотка на трансформатора, генерирана от обратния потенциал на превключващата тръба), вторичният повече от един индуктор за филтриране на съхранение на енергия, така че в сравнение с импулсното захранване с обратна връзка, цената му е по-висока и обемът на трансформатора на захранването с превключване в обратна посока е по-голям от обема на трансформатора с импулсно захранване с обратно движение.
Превключващо захранване
2.2 Flyback импулсно захранване
Както е показано на фигурата по-долу, импулсно захранване с обратно движение се отнася до захранващо устройство с превключване, което използва високочестотен трансформатор с обратно движение за изолиране на входните и изходните вериги. Неговият трансформатор не само играе ролята на преобразуване на напрежение за предаване на енергия, но също така играе ролята на индуктор за съхранение на енергия. Следователно обратният трансформатор е подобен на дизайна на индуктор. Всички вериги са относително прости и лесни за управление. Flyback се използва широко в приложения с ниска мощност от 5W-100W.
За импулсно захранване с обратно движение, когато превключващата тръба е включена, токът на първичния индуктор на трансформатора се повишава. Тъй като изходната намотка на обратната верига има противоположни краища, изходният диод е изключен, трансформаторът съхранява енергия и товарът се захранва с енергия от изходния кондензатор. Когато превключващата тръба е изключена, индуктивното напрежение на първичния индуктор на трансформатора се обръща. По това време изходният диод е включен и енергията на трансформатора се подава към товара през диода, докато зарежда кондензатора.
Flyback импулсно захранване
От сравнението може да се види, че трансформаторът на предното възбуждане има само функцията на трансформатор и всичко може да се разглежда като верига с трансформатор. Обратният трансформатор може да се разглежда като индуктор с трансформаторна функция, е верига за усилване на долара. Като цяло принципът на работа на обратния ход е различен, напред е основната работа, вторичната работа, вторичната не работи с токов индуктор за подновяване на текущия, обикновено режим CCM.
Факторът на мощността обикновено не е висок, а входът и изходът и променливият работен цикъл са пропорционални. Flyback е основната работа, вторичната не работи, двете страни независимо, обикновено DCM режим, но индуктивността на трансформатора ще бъде сравнително малка и необходимостта от добавяне на въздушна междина, така че обикновено е подходяща за малка и средна мощност.
Предният трансформатор е идеален, без съхранение на енергия, но тъй като индуктивността на възбуждане е крайна стойност, токът на възбуждане прави ядрото голямо, за да се избегне насищане на потока, трансформаторът се нуждае от спомагателна намотка за нулиране на потока.
Обратният трансформатор може да се разглежда като форма на свързана индуктивност, като индуктивността първо съхранява енергия и след това се разрежда, поради противоположния поляритет на входното и изходното напрежение на обратния трансформатор, така че когато превключващата тръба е изключена, вторичният може да осигуримагнитна сърцевинас нулиращо напрежение и по този начин обратноходовият трансформатор не се нуждае от добавяне на допълнителна намотка за нулиране на потока.
Време на публикуване: 29 септември 2024 г