هنگام انتخاب منبع تغذیه سوئیچینگ چه عناصری را باید در نظر گرفت؟
برای مهندسان، انتخاب منبع تغذیه سوئیچینگ فرآیندی است که هر بار که برای یک منبع تغذیه برنامه ریزی می کنند باید تکمیل شود. این یک سوال تک گزینه ای در سطح است، اما قبل از انتخاب نهایی، مهندسان باید عوامل زیادی را در نظر بگیرند. البته در همان لحظه اول به آن فکر کردیم بحث هزینه خواهد بود. آنچه می خواهم در مقاله امروز توضیح دهم این است که در فرآیند انتخاب منبع تغذیه سوئیچینگ، علاوه بر هزینه، باید به برخی عوامل داخلی نیز توجه کنیم تا بتوانیم مناسب ترین ماژول برق را انتخاب کنیم.
در مورد انتخاب ماژول های منبع تغذیه سوئیچینگ باید توجه داشته باشیم و قوانین زیادی را در نظر بگیریم. به عنوان مثال، ارزش اسمی سیم بیمه 1A است که به هدف در 25 درجه اشاره دارد، اما اگر تجهیزات در دمای 50 درجه کار کنند، ممکن است ارزش اسمی سیم بیمه کمتر از 1A باشد و حاشیه طراحی در این دما باید بزرگتر انتخاب شود به همین ترتیب، 1mH اندوکتانس همیشه 1mH نیست، در 1kHz است، اگر از آن در 1MHz استفاده کنید، مقدار اندوکتانس 1mH ارسال شده توسط پردازنده 1mH نیست، زیرا در 1M سیم پیچ اندوکتانس در ابتدا خازن را توزیع کرد. نقش بزرگی ایفا می کند که مقداری از اندوکتانس را جبران می کند. از دست دادن درج فیلتر IL{11}}dB زمانی است که مگاهرتز Rs/RL{12}} اهم (امپدانس منبع و امپدانس بار)، اما در عمل، رسیدن به امپدانس برای برآورده کردن این نیاز در ما دشوار است. کاربرد فیلتر، بنابراین 25dB تلفات درج تا حد زیادی کاهش می یابد. مهره ها، خازن ها، دیودها، مقاومت ها... همگی قوانین مشابهی دارند. بیایید در مورد قوانین انتخاب ماژول منبع تغذیه سوئیچینگ به غیر از هزینه صحبت کنیم. توپولوژی های بسیاری از ماژول های قدرت مانند flyback، forward، push-pull، half-bridge و full-bridge وجود دارد که هر کدام به دلیل اصول متفاوت خود در شاخص های مشخصه ای برتر هستند.
در اینجا قوانین استفاده از چندین ساختار توپولوژیکی معمولی را توضیح می دهیم. اولین مورد منبع تغذیه فلایبک است. در یک چرخه سوئیچ، هیچ تخلیه ای در طول دوره شارژ وجود ندارد. به دلیل این ویژگی، دستیابی به ویژگی های مدیریت زمان عالی و ریپل دشوار است. اگرچه می توان از طریق ذخیره انرژی بزرگ به آن دست یافت، خازن ها کمی به حل آن کمک می کنند، اما نقص اصلی بالاخره ناقص است و کمبود هوش را می توان با سخت کوشی جبران کرد، اما هنگام جبران آن و مواجهه با مشکلات بحرانی، این مشکل را برطرف می کند. قادر به غلبه بر یک مانع خاص نیست. اندوکتانس نشتی نیز بزرگ و مشکلات دیگر است، اما مزایای آن مدار ساده، کم هزینه، اندازه کوچک، بدون نیاز به اضافه کردن سیم پیچ تنظیم مجدد مغناطیسی و طرح ولتاژ ورودی نسبتا گسترده است. دقیقا به همین دلیل است که بیش از 70 درصد از کل بازار تامین برق را به خود اختصاص داده است.
بیایید در مورد ساختار توپولوژیکی دیگر منابع تغذیه سوئیچینگ مهم در بازار منبع تغذیه صحبت کنیم. ویژگی های کنترل گذرا ولتاژ خروجی منبع تغذیه فوروارد بهتر است و ظرفیت بار قوی تر است، اما معایب آن نیز واضح است. یک سلف فیلتر ذخیره انرژی بزرگ و یک دیود چرخ آزاد استفاده می شود، حجم آن زیاد است و ولتاژ الکتروموتور پشت سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور زیاد است. الزامات برای لوله سوئیچینگ بالا است (به راحتی خراب می شود و آسیب می بیند). سرعت پاسخ گذرا جریان منبع تغذیه فشار کش بسیار بالا است و ویژگی های خروجی ولتاژ عالی است. در تمام ساختارهای توپولوژیکی، این یک منبع تغذیه سوئیچینگ با بالاترین نرخ بهره برداری، بدون نشتی شار مغناطیسی و یک مدار محرک ساده است. اما نقطه ضعف آن این است که دو دستگاه سوئیچینگ به مقدار ولتاژ مقاومت بالایی نیاز دارند. دو مجموعه سیم پیچ اولیه وجود دارد و منبع تغذیه سوئیچینگ فشاری با توان خروجی کم یک نقطه ضعف است. اگر دو مبدل رو به جلو کاملاً متقارن یا متعادل نباشند، مغناطش بایاس انباشته شده پس از چندین چرخه باعث پر شدن هسته مغناطیسی می شود و در نتیجه جریان تحریک بیش از حد ترانسفورماتور فرکانس بالا ایجاد می شود و حتی به لوله سوئیچ آسیب می رساند. توان خروجی منبع تغذیه سوئیچینگ پل بسیار زیاد است، توان کاری بسیار زیاد است، مقدار ولتاژ مقاومت لوله سوئیچ نسبتا کم است و سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور فقط به یک سیم پیچ نیاز دارد. نقطه ضعف این است که قدرت کم است، یک منطقه نیمه هادی وجود خواهد داشت، و تلفات زیاد است.
مشکلات فوق ناشی از مزایا و معایب ذاتی ساختار توپولوژیکی آن است. اگرچه می توان ماژول پاور را به عنوان یک جعبه سیاه در نظر گرفت، اما این نکته ای است که در انتخاب منبع تغذیه باید به آن توجه کنیم. به دلیل راهحلهایی که میتوانند همان کارکرد را محقق کنند، میتوان یکی را به راحتی و دیگری را با تلاش فراوان محقق کرد.
