طبقه بندی منابع تغذیه سوئیچینگ، توضیح مفصل منابع تغذیه AD/DC و DC/DC
طبقه بندی منابع تغذیه سوئیچینگ
زمینه مردم از فناوری منبع تغذیه سوئیچ، توسعه دستگاه های الکترونیکی قدرت مرتبط با توسعه فناوری تبدیل فرکانس سوئیچ است. ارتقای متقابل این دو باعث توسعه منابع تغذیه سوئیچ به سمت سبک، کوچک، نازک، نویز کم، قابلیت اطمینان بالا و ضد تداخل با نرخ رشد بیش از دو رقمی در هر سال می شود. منابع تغذیه سوئیچینگ را می توان به دو دسته AC/DC و DC/DC تقسیم کرد. مبدلهای DC/DC اکنون به ماژولار شدن دست یافتهاند و فناوری طراحی و فرآیند تولید آن هم در داخل و هم در سطح بینالمللی بالغ و استاندارد شده است و توسط کاربران به رسمیت شناخته شده است. با این حال، ماژولارسازی AC/DC به دلیل ویژگی های خاص خود، در فرآیند ماژولارسازی با مشکلات فنی و تولیدی پیچیده تری مواجه می شود. ساختار و ویژگی های دو نوع منبع تغذیه سوئیچینگ در زیر توضیح داده شده است.
تبدیل DC/DC
تبدیل DC/DC فرآیند تبدیل یک ولتاژ DC ثابت به یک ولتاژ DC متغیر است که به آن قطع DC نیز میگویند. دو روش وجود دارد که چاپگرها کار می کنند: یکی این است که حالت مدولاسیون عرض پالس Ts را بدون تغییر نگه دارید و T (جهانی) را تغییر دهید، و دیگری اینکه حالت مدولاسیون فرکانس T را بدون تغییر نگه دارید و T را تغییر دهید (مستعد تداخل). مدارهای خاص به دسته های زیر تقسیم می شوند:
(1) مدار باک - یک خردکن باک با ولتاژ خروجی متوسط Uo کمتر از Ui ولتاژ ورودی و قطبیت یکسان.
(2) مدار تقویت - چاپر تقویت کننده، با ولتاژ خروجی متوسط Uo بیشتر از Ui ولتاژ ورودی و همان قطبیت.
(3) مدار Buck Boost - یک قطع کننده باک یا بوست با ولتاژ خروجی متوسط Uo بیشتر یا کمتر از Ui ولتاژ ورودی، قطبیت مخالف و انتقال القایی.
(4) مدار Cuk - یک قطع کننده باک یا بوست با ولتاژ متوسط خروجی Uo بیشتر یا کمتر از رابط کاربری ولتاژ ورودی، قطب مخالف و انتقال خازن.
فناوری سوئیچینگ نرم امروزی جهشی کیفی در DC/DC ایجاد کرده است. شرکت VICOR در ایالات متحده مبدل های مختلف DC/DC سوئیچینگ نرم ECI را با توان خروجی بالای 300 وات، 600 وات، 800 وات و غیره، با چگالی توان متناظر (6، 2، 10، 17) وات بر سانتی متر مکعب طراحی و تولید کرده است. بازده (80-90) درصد . سری RM ماژولهای قدرت سوئیچینگ فرکانس بالا با استفاده از فناوری سوئیچینگ نرم، که به تازگی توسط شرکت ژاپنی NemicLambda راهاندازی شده است، دارای فرکانس سوئیچینگ ({10}}) کیلوهرتز و چگالی توان 27 W/cm3 است. از یکسو کننده های سنکرون (MOS-FET به جای دیودهای شاتکی) استفاده می کند که بازده کل مدار را تا 90 درصد بهبود می بخشد.
2.2 تبدیل AC/DC
تبدیل /DC فرآیند تبدیل AC به DC است و جریان برق می تواند دو طرفه باشد. جریان برق از منبع تغذیه به بار را "اصلاح" و جریان برق از بار به منبع برق را "اینورتر فعال" میگویند. ورودی مبدل AC/DC برق متناوب 50/60 هرتز است. به دلیل نیاز به یکسوسازی و فیلتر کردن، خازن های نسبتا بزرگ فیلتر ضروری هستند. در عین حال، با توجه به محدودیت های استاندارد (مانند UL، CCEE و غیره) و دستورالعمل های EMC (مانند IEC، FCC، CSA)، فیلتر EMC و استفاده از قطعات منطبق با استانداردها باید به سمت ورودی AC، که کوچک سازی حجم منبع تغذیه AC/DC را محدود می کند. علاوه بر این، به دلیل فرکانس بالا داخلی و ولتاژ بالا، عملکرد سوئیچ های جریان بالا، دشواری حل مشکلات سازگاری الکترومغناطیسی EMC را افزایش می دهد، که الزامات بالایی را برای طراحی مدارهای نصب با چگالی بالا ایجاد می کند. به همین دلایل، سوئیچ های ولتاژ و جریان بالا مصرف برق را افزایش داده و روند مدولارسازی مبدل های AC/DC را محدود می کند. بنابراین، اتخاذ روش های طراحی بهینه سازی سیستم قدرت برای دستیابی به درجه مشخصی از رضایت از راندمان کاری آن ضروری است.
با توجه به روش سیم کشی مدار، تبدیل AC/DC را می توان به مدار نیم موج و مدار موج کامل تقسیم کرد. با توجه به تعداد فازهای برق می توان آن را به تک فاز، سه فاز و چند فاز تقسیم کرد. با توجه به ربع کاری مدار می توان آن را به یک ربع، دو ربع، سه ربع و چهار ربع تقسیم کرد.
