การจำแนกประเภทของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง คำอธิบายโดยละเอียดของแหล่งจ่ายไฟ AD/DC และ DC/DC
การจำแนกประเภทของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
สาขาเทคนิคของผู้คนในการเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟคือการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังที่เกี่ยวข้องในขณะที่พัฒนาเทคโนโลยีการแปลงความถี่แบบสวิตช์ ทั้งสองร่วมกันส่งเสริมการพัฒนาแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งในทิศทางของแสง ขนาดเล็ก บาง สัญญาณรบกวนต่ำ ความน่าเชื่อถือสูงและป้องกันการรบกวน โดยมีอัตราการเติบโตมากกว่าสองหลักต่อปี แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท: AC/DC และ DC/DC ตัวแปลง DC/DC ได้รับการแยกส่วน และเทคโนโลยีการออกแบบและกระบวนการผลิตได้รับการพัฒนาและเป็นมาตรฐานทั้งในและต่างประเทศ และได้รับการยอมรับจากผู้ใช้ อย่างไรก็ตาม การทำให้เป็นโมดูลของ AC/DC ประสบปัญหาการผลิตทางเทคนิคและเทคโนโลยีที่ซับซ้อนมากขึ้นในกระบวนการของการทำให้เป็นโมดูล เนื่องจากมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง โครงสร้างและคุณลักษณะของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งสองประเภทมีอธิบายไว้ด้านล่าง
2.1 การแปลงไฟฟ้ากระแสตรง/กระแสตรง
การแปลง DC/DC คือการแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงคงที่ให้เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงแบบแปรผัน หรือที่เรียกว่า DC Chopping ชอปเปอร์ทำงานในสองวิธี วิธีหนึ่งคือโหมดการมอดูเลตความกว้างพัลส์ Ts ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง โดยเปลี่ยนตัน (สากล) และอีกวิธีหนึ่งคือตันของโหมดการมอดูเลตความถี่ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง โดยเปลี่ยน Ts (มีแนวโน้มที่จะถูกรบกวน) วงจรเฉพาะประกอบด้วยประเภทต่อไปนี้:
(1) ชอปเปอร์วงจรบั๊กแบบสเต็ปดาวน์ ซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยเอาท์พุต Uo น้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุต Ui และมีขั้วเดียวกัน
(2) บูสต์วงจรบูสต์ชอปเปอร์ ซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยเอาท์พุต Uo มากกว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุต Ui และมีขั้วเท่ากัน
(3) Buck-Boost Circuit-Buck หรือ Boost Chopper ซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยเอาต์พุต Uo มากกว่าหรือน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าขาเข้า Ui โดยมีขั้วตรงข้ามและการส่งผ่านแบบเหนี่ยวนำ
(4) Cuk วงจร step-down หรือ step-up chopper ซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยเอาต์พุต Uo มากกว่าหรือน้อยกว่า UI แรงดันไฟฟ้าอินพุต โดยมีขั้วตรงข้ามและการส่งผ่านแบบ capacitive
ในปัจจุบัน เทคโนโลยีซอฟต์สวิตชิ่งได้ก้าวกระโดดเชิงคุณภาพใน DC/DC ตัวแปลง DC/DC แบบซอฟต์สวิตชิ่ง ECI จำนวนมากที่ออกแบบและผลิตโดยบริษัท VICOR ในสหรัฐอเมริกามีกำลังเอาต์พุต * ขนาดใหญ่ที่ 300W, 600W และ 800W และความหนาแน่นของพลังงานที่สอดคล้องกันคือ (6, 2, 10, 17)W/cm3 และประสิทธิภาพคือ (80-90)% โมดูลจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งความถี่สูง RM ซีรีส์พร้อมเทคโนโลยีซอฟต์สวิตชิ่งที่เพิ่งเปิดตัวโดยบริษัท NemicLambda แห่งประเทศญี่ปุ่น มีความถี่สวิตชิ่งที่ (200~300)kHz และความหนาแน่นของพลังงานที่ 27 W/cm3 มีการใช้วงจรเรียงกระแสแบบซิงโครนัส (MOS-FET แทนไดโอด Schottky) ซึ่งปรับปรุงประสิทธิภาพของวงจรทั้งหมดเป็น 90%
2.2 การแปลงไฟฟ้ากระแสสลับ/กระแสตรง
การแปลง AC/DC จะแปลง AC เป็น DC และทิศทางการไหลของพลังงานสามารถเป็นแบบสองทิศทางได้ การไหลของพลังงานจากแหล่งจ่ายไฟไปยังโหลดเรียกว่า "การแก้ไข" และการไหลของพลังงานจากโหลดไปยังแหล่งจ่ายไฟเรียกว่า "อินเวอร์เตอร์แบบแอคทีฟ" อินพุตของตัวแปลง AC/DC คือ 50/60Hz AC ดังนั้นจึงต้องมีการแก้ไขและกรอง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีตัวเก็บประจุตัวกรองที่ค่อนข้างใหญ่ ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากข้อจำกัดของมาตรฐาน (เช่น UL, CCEE เป็นต้น) และคำแนะนำของ EMC (เช่น IEC, FCC, CSA) จึงต้องเพิ่มตัวกรอง EMC ในด้านอินพุต AC และส่วนประกอบที่เป็นไปตามข้อแรก ต้องใช้มาตรฐาน ซึ่งจำกัดการย่อขนาดของแหล่งจ่ายไฟ AC/DC เนื่องจากความถี่สูงภายใน แรงดันไฟฟ้าสูงและกระแสไฟสูง การแก้ปัญหาความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าของ EMC จึงทำได้ยากขึ้น ซึ่งทำให้มีข้อกำหนดสูงสำหรับการออกแบบวงจรการติดตั้งความหนาแน่นสูงภายใน ด้วยเหตุผลเดียวกัน สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงและกระแสสูงจะเพิ่มการใช้พลังงาน และจำกัดกระบวนการแยกส่วนของตัวแปลง AC/DC ดังนั้นจึงต้องนำวิธีการออกแบบระบบไฟฟ้าให้เหมาะสมที่สุดมาใช้เพื่อให้ได้ความพึงพอใจในระดับหนึ่ง
การแปลง AC/DC สามารถแบ่งออกเป็นวงจรครึ่งคลื่นและวงจรเต็มคลื่นตามโหมดการเดินสายของวงจร ตามจำนวนเฟสพลังงาน มันสามารถแบ่งออกเป็นเฟสเดียว สามเฟส และหลายเฟส ตามจตุภาคการทำงานของวงจร มันสามารถแบ่งออกเป็นจตุภาคหนึ่ง สองจตุรัส สามจตุภาค และสี่จตุภาค
