การจำแนกประเภทของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง คำอธิบายโดยละเอียดของแหล่งจ่ายไฟ AD/DC และ DC/DC
การจำแนกประเภทของอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
เทคโนโลยีการจ่ายไฟแบบสวิตช์ของผู้คนคือการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังที่เกี่ยวข้องในขณะที่พัฒนาเทคโนโลยีการแปลงความถี่ของสวิตช์ การส่งเสริมร่วมกันของทั้งสองส่งเสริมการพัฒนาแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์ให้มีน้ำหนักเบา ขนาดเล็ก บาง มีเสียงรบกวนต่ำ มีความน่าเชื่อถือสูง และป้องกันการรบกวน โดยมีอัตราการเติบโตมากกว่าสองหลักในแต่ละปี แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท: AC/DC และ DC/DC ขณะนี้ตัวแปลง DC/DC ประสบความสำเร็จในการแบ่งแยกส่วน และเทคโนโลยีการออกแบบและกระบวนการผลิตได้รับการพัฒนาและเป็นมาตรฐานทั้งในประเทศและต่างประเทศ และได้รับการยอมรับจากผู้ใช้ อย่างไรก็ตาม การทำให้เป็นโมดูลของ AC/DC เนื่องจากคุณลักษณะเฉพาะของตัวเอง ทำให้เกิดปัญหาทางเทคนิคและการผลิตที่ซับซ้อนมากขึ้นในกระบวนการของการทำให้เป็นโมดูล โครงสร้างและลักษณะของอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งสองประเภทมีอธิบายไว้ด้านล่าง
การแปลงไฟฟ้ากระแสตรง/กระแสตรง
การแปลง DC/DC เป็นกระบวนการแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงคงที่ให้เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงแบบแปรผัน หรือที่เรียกว่า DC Chopping สับเปอร์ทำงานสองวิธี วิธีแรกคือรักษาโหมดการปรับความกว้างพัลส์ Ts ไม่เปลี่ยนแปลง และเปลี่ยน T (สากล) และวิธีที่สองคือรักษาโหมดการปรับความถี่ T ไม่เปลี่ยนแปลง และเปลี่ยน T (มีแนวโน้มที่จะถูกรบกวน) วงจรเฉพาะแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:
(1) วงจรบั๊ก - บั๊กชอปเปอร์ที่มีแรงดันเอาต์พุตเฉลี่ย Uo น้อยกว่าแรงดันอินพุต Ui และมีขั้วเดียวกัน
(2) วงจรบูสต์ - บูสต์ชอปเปอร์ โดยมีแรงดันเอาต์พุตเฉลี่ย Uo มากกว่าแรงดันอินพุต Ui และมีขั้วเดียวกัน
(3) วงจร Buck Boost - วงจร Buck หรือ Boost ที่มีแรงดันเอาต์พุตเฉลี่ย Uo มากกว่าหรือน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุต Ui ขั้วตรงข้าม และการส่งผ่านแบบเหนี่ยวนำ
(4) วงจร Cuk - บัคหรือบูสต์ชอปเปอร์ที่มีแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยเอาท์พุต Uo มากกว่าหรือน้อยกว่า UI แรงดันไฟฟ้าอินพุต ขั้วตรงข้าม และการส่งผ่านตัวเก็บประจุ
เทคโนโลยีซอฟต์สวิตชิ่งในปัจจุบันได้ก้าวกระโดดเชิงคุณภาพใน DC/DC บริษัท VICOR ในสหรัฐอเมริกาได้ออกแบบและผลิตตัวแปลง DC/DC แบบซอฟต์สวิตชิ่ง ECI ต่างๆ ที่มีกำลังเอาต์พุตสูง 300W, 600W, 800W ฯลฯ โดยมีความหนาแน่นพลังงานที่สอดคล้องกันที่ (6, 2, 10, 17) W/cm3 และ ประสิทธิภาพ (80-90) เปอร์เซ็นต์ โมดูลพลังงานสวิตชิ่งความถี่สูงซีรีส์ RM ที่ใช้เทคโนโลยีซอฟต์สวิตชิ่ง เปิดตัวใหม่โดยบริษัทญี่ปุ่น NemicLambda มีความถี่สวิตชิ่งที่ (200-300) kHz และความหนาแน่นของพลังงานที่ 27 W/cm3 ใช้วงจรเรียงกระแสแบบซิงโครนัส (MOS-FET แทนไดโอด Schottky) ซึ่งปรับปรุงประสิทธิภาพของวงจรทั้งหมดเป็น 90 เปอร์เซ็นต์ .
2.2 การแปลงไฟฟ้ากระแสสลับ/กระแสตรง
การแปลง /DC เป็นกระบวนการแปลง AC เป็น DC และการไหลของพลังงานสามารถเป็นแบบสองทิศทางได้ การไหลของพลังงานจากแหล่งพลังงานไปยังโหลดเรียกว่า "การแก้ไข" และการไหลของพลังงานจากโหลดกลับไปยังแหล่งพลังงานเรียกว่า "อินเวอร์เตอร์แบบแอคทีฟ" อินพุตตัวแปลง AC/DC คือไฟ AC 50/60Hz เนื่องจากความจำเป็นในการแก้ไขและการกรอง ตัวเก็บประจุตัวกรองที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่จึงมีความจำเป็น ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากข้อจำกัดของมาตรฐาน (เช่น UL, CCEE เป็นต้น) และคำสั่งของ EMC (เช่น IEC, FCC, CSA) จึงต้องเพิ่มการกรอง EMC และการใช้ส่วนประกอบที่เป็นไปตามมาตรฐานลงใน ด้านอินพุต AC ซึ่งจำกัดการย่อขนาดของปริมาณแหล่งจ่ายไฟ AC/DC นอกจากนี้ เนื่องจากความถี่สูงภายใน แรงดันไฟฟ้าสูง การทำงานของสวิตช์กระแสสูงเพิ่มความยากในการแก้ปัญหาความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าของ EMC ซึ่งทำให้มีข้อกำหนดสูงสำหรับการออกแบบวงจรการติดตั้งภายในที่มีความหนาแน่นสูง ด้วยเหตุผลเดียวกัน สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงและกระแสไฟสูงจึงเพิ่มการใช้พลังงานและจำกัดกระบวนการแยกส่วนของตัวแปลง AC/DC ดังนั้นจึงจำเป็นต้องนำวิธีการออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพระบบไฟฟ้ามาใช้เพื่อให้บรรลุความพึงพอใจในประสิทธิภาพการทำงานในระดับหนึ่ง
การแปลง AC/DC สามารถแบ่งออกเป็นวงจรครึ่งคลื่นและวงจรคลื่นเต็มตามวิธีการเดินสายของวงจร ตามจำนวนเฟสพลังงาน มันสามารถแบ่งออกเป็นเฟสเดียว สามเฟส และหลายเฟส ตามจตุภาคการทำงานของวงจร มันสามารถแบ่งออกเป็นจตุภาคหนึ่ง สองจตุภาค สามจตุภาค และสี่จตุภาค
