طبقه بندی منبع تغذیه سوئیچینگ، توضیح دقیق منبع تغذیه AD/DC و DC/DC.
طبقه بندی منبع تغذیه سوئیچینگ
زمینه فنی مردم از منبع تغذیه سوئیچینگ، توسعه دستگاه های الکترونیکی قدرت مرتبط با توسعه فناوری تبدیل فرکانس سوئیچینگ است. این دو به طور متقابل توسعه منبع تغذیه سوئیچینگ را در جهت نور، کوچک، نازک، نویز کم، قابلیت اطمینان بالا و ضد تداخل با نرخ رشد سالانه بیش از دو رقم ترویج می کنند. منبع تغذیه سوئیچینگ را می توان به دو دسته AC/DC و DC/DC تقسیم کرد. مبدل DC/DC ماژولار شده است و تکنولوژی طراحی و فرآیند تولید در داخل و خارج از کشور بلوغ و استاندارد شده است و توسط کاربران به رسمیت شناخته شده است. با این حال، مدولارسازی AC/DC به دلیل ویژگیهای خاص خود، در فرآیند مدولارسازی با مشکلات فنی و فنی پیچیدهتری در ساخت مواجه شده است. ساختار و ویژگی های دو نوع منبع تغذیه سوئیچینگ در زیر توضیح داده شده است.
2.1 تبدیل DC/DC
تبدیل DC/DC برای تبدیل یک ولتاژ DC ثابت به یک ولتاژ DC متغیر است که به آن قطع DC نیز میگویند. Chopper به دو صورت کار می کند، یکی این که حالت مدولاسیون عرض پالس Ts بدون تغییر باقی می ماند و تن (جهانی) تغییر می کند، و دیگری این که تن مد مدولاسیون فرکانس بدون تغییر باقی می ماند و Ts را تغییر می دهد (مستعد تداخل). مدار خاص آن از دسته های زیر تشکیل شده است:
(1) هلی کوپتر گام به گام مدار باک که میانگین ولتاژ خروجی آن Uo کمتر از ولتاژ ورودی Ui است و قطبیت یکسانی دارد.
(2) چاپر تقویت کننده مدار، که میانگین ولتاژ خروجی آن Uo بیشتر از ولتاژ ورودی Ui است و قطبیت آن یکسان است.
(3) باک-بوست مدار-باک یا بوست چاپر، که متوسط ولتاژ خروجی آن Uo بزرگتر یا کمتر از Ui ولتاژ ورودی است، با قطبیت مخالف و انتقال القایی.
(4) Cuk مدار گام به گام یا قطع کننده پله بالا، که متوسط ولتاژ خروجی Uo بزرگتر یا کمتر از رابط کاربری ولتاژ ورودی است، با قطب مخالف و انتقال خازنی.
امروزه فناوری سوئیچینگ نرم جهشی کیفی در DC/DC ایجاد کرده است. بسیاری از مبدل های DC/DC سوئیچینگ نرم ECI که توسط شرکت VICOR در ایالات متحده طراحی و تولید شده اند دارای توان خروجی بزرگ 300W، 600W و 800W هستند و چگالی توان مربوطه (6، 2، 10، 17)W/cm3، و کارایی ({10}})٪ است. ماژول منبع تغذیه سوئیچینگ فرکانس بالا سری RM با فناوری سوئیچینگ نرم که به تازگی توسط شرکت NemicLambda ژاپن معرفی شده است دارای فرکانس سوئیچینگ (200~300) کیلوهرتز و چگالی توان 27 W/cm3 است. یکسو کننده سنکرون (MOS-FET به جای دیود شاتکی) اتخاذ شده است که بازده کل مدار را تا 90٪ بهبود می بخشد.
2.2 تبدیل AC/DC
تبدیل AC/DC AC را به DC تبدیل می کند و جهت جریان برق آن می تواند دو طرفه باشد. جریان برق از منبع تغذیه به بار را "اصلاح" و جریان برق از بار به منبع تغذیه "اینورتر فعال" نامیده می شود. ورودی مبدل AC/DC 50/60 هرتز AC است، بنابراین باید یکسو و فیلتر شود، بنابراین یک خازن فیلتر نسبتاً بزرگ ضروری است. در عین حال، با توجه به محدودیت های استاندارد (مانند UL، CCEE و غیره) و دستورالعمل های EMC (مانند IEC، FCC، CSA)، فیلتر EMC باید به سمت ورودی AC اضافه شود و قطعات مطابق با اول باشد. باید از استاندارد استفاده شود که کوچک سازی منبع تغذیه AC/DC را محدود می کند. به دلیل عملکرد سوئیچ با فرکانس بالا، ولتاژ بالا و جریان بالا، حل مشکل سازگاری الکترومغناطیسی EMC دشوارتر است، که همچنین الزامات بالایی را برای طراحی مدار نصب با چگالی بالا داخلی مطرح می کند. به همین دلیل، سوئیچ ولتاژ بالا و جریان بالا مصرف برق را افزایش می دهد و روند مدولارسازی مبدل AC/DC را محدود می کند. بنابراین، روش طراحی بهینه سازی سیستم قدرت باید برای دستیابی به درجه خاصی از رضایت اتخاذ شود.
با توجه به حالت سیم کشی مدار، تبدیل AC/DC را می توان به مدار نیم موج و مدار تمام موج 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.
