عناصر اساسی یک منبع تغذیه سوئیچینگ
مقدمه ای بر منبع تغذیه سوئیچینگ
درک فرآیند کار یک منبع تغذیه سوئیچینگ بسیار آسان است و سه ویژگی متمایز دارد:
سوئیچ ها: الکترونیک قدرت در حالت سوئیچینگ به جای حالت خطی کار می کند
فرکانس بالا: دستگاه های الکترونیکی قدرت در فرکانس بالا به جای فرکانس پایین نزدیک به فرکانس صنعتی کار می کنند
DC: منبع تغذیه سوئیچینگ DC را به جای AC خروجی می دهد و همچنین می تواند AC با فرکانس بالا مانند ترانسفورماتورهای الکترونیکی را خروجی دهد.
اجزای اصلی منبع تغذیه سوئیچینگ
طبقه بندی منبع تغذیه سوئیچینگ:
منبع تغذیه سوئیچینگ با توجه به توپولوژی به انواع مختلفی تقسیم می شود: باک بوست فوروارد فلای بک نیمه پل تمام پل LLC و غیره، اما در اصل، تنها دو حالت کار منبع تغذیه سوئیچینگ وجود دارد: فوروارد: زمانی که انرژی را منتقل می کند لوله سوئیچ روشن است و فلای بک: با خاموش بودن سوئیچ انرژی منتقل می شود.
محاسبات کلیدی مدار:
تبدیل توان بخش کلیدی طراحی است و فرآیند طراحی آن عمدتاً شامل انتخاب اجزای قدرت و طراحی ترانسفورماتورهای سوئیچینگ است. در این میان طراحی ترانسفورماتورهای سوئیچینگ مهمترین بخش طراحی منابع تغذیه سوئیچینگ می باشد. نتایج طراحی به طور مستقیم عملکرد منابع تغذیه سوئیچینگ را تعیین می کند. این مقاله عمدتاً اصل مدار را توضیح می دهد.
مدار حفاظت برق
1. در صورت اتصال کوتاه در ترمینال خروجی، مدار کنترل PWM می تواند جریان خروجی را در محدوده ایمن محدود کند. می تواند از روش های مختلفی برای تحقق مدار محدود کننده جریان استفاده کند. هنگامی که محدودیت جریان برق در یک اتصال کوتاه کار نمی کند، فقط یک مدار دیگر اضافه کنید.
مکانیسم تولید EMI و مهار منبع تغذیه سوئیچینگ
منابع تغذیه سوئیچینگ به سرعت در جهت فرکانس بالا و راندمان بالا در حال توسعه هستند. سرکوب EMI به یک شاخص مهم در طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ تبدیل شده است. تداخل الکترومغناطیسی (EMI) عدم سازگاری الکترومغناطیسی است. این انرژی الکترومغناطیسی مخرب از یک دستگاه الکترونیکی به دستگاه دیگر از طریق رسانایی یا تشعشع است. فرآیند دستگاه در سال های اخیر منبع تغذیه سوئیچینگ به دلیل مزایای فرکانس بالا، راندمان بالا، اندازه کوچک و خروجی پایدار به سرعت توسعه یافته است. منابع تغذیه سوئیچینگ به تدریج جایگزین منابع تغذیه تنظیم شده خطی شده اند و به طور گسترده در رایانه، ارتباطات، سیستم های کنترل خودکار، لوازم خانگی و سایر زمینه ها استفاده می شوند. با این حال، از آنجایی که منبع تغذیه سوئیچینگ در حالت فرکانس بالا کار می‌کند و di/dt و dv/dt زیاد آن، منبع تغذیه سوئیچینگ دارای کاستی‌های بسیار برجسته‌ای است - تولید سیگنال‌های تداخل الکترومغناطیسی نسبتاً قوی (EMI) آسان است. سیگنال های EMI نه تنها دارای محدوده فرکانس وسیعی هستند، بلکه دارای دامنه مشخصی هستند که از طریق رسانایی و تشعشع، محیط الکترومغناطیسی را آلوده کرده و باعث ایجاد تداخل در تجهیزات ارتباطی و محصولات الکترونیکی می شود. بنابراین نحوه کاهش یا حتی حذف مشکل EMI در منبع تغذیه سوئیچینگ به مشکلی تبدیل شده است که طراحان منبع تغذیه سوئیچینگ بسیار نگران آن هستند. این مقاله بر چهار روش سرکوب EMI لوله‌ها و دیودهای سوئیچینگ در منابع تغذیه سوئیچینگ تمرکز دارد.
