การอภิปรายเกี่ยวกับ High Performance Switching DC Stabilized Power Supply
ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลัง พาวเวอร์ซัพพลายควบคุม DC แบบสวิตชิ่งประสิทธิภาพสูงจะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบไฟฟ้า ข้อได้เปรียบหลักของการสลับกระแส DC คือ: ความเสถียรในการทำงาน ความน่าเชื่อถือที่ดี น้ำหนักเบา ประสิทธิภาพสูง และใช้พลังงานต่ำ ฯลฯ แนวโน้มการพัฒนาสามารถแข่งขันได้มากกว่ากระแสสลับแบบอื่น การสลับกระแสไฟตรงจะใช้ในด้านของแหล่งจ่ายไฟของเครื่องเร่งอนุภาคและอื่นๆ หลังจากวิเคราะห์อย่างรอบด้านและพิจารณาโดยรวมแล้ว นักวิจัยด้านเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องได้ออกแบบแหล่งจ่ายไฟ DC แบบควบคุมแบบสวิตชิ่งประสิทธิภาพสูงโดยใช้โมเดลสัญญาณขนาดเล็กสำหรับการแปลงสัญญาณ DC/DC แบบสะพานควบคุมแบบเปลี่ยนเฟส
1 การวิเคราะห์แบบจำลองสัญญาณขนาดเล็กแบบไดนามิก
การเลือกโมเดลสัญญาณขนาดเล็กแบบไดนามิกนั้นมีความหลากหลาย และผลการออกแบบที่ได้รับจากการใช้โมเดลที่แตกต่างกันนั้นแตกต่างกัน แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นวัตถุควบคุมแบบไม่เชิงเส้น การใช้วิธีวิเคราะห์เพื่อเป็นแนวทางในการสร้างแบบจำลองสามารถประมาณแบบจำลองสัญญาณรบกวนขนาดเล็กในสภาวะคงที่เท่านั้น และข้อสรุปที่ได้รับเมื่อใช้แบบจำลองนี้เพื่ออธิบายสัญญาณรบกวนขนาดใหญ่นั้นไม่ถูกต้องทั้งหมด โดยพื้นฐานแล้วได้รับประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งโดยทั่วไปทำงานในสถานะคงที่ แหล่งจ่ายไฟ DC แบบสวิตชิ่งประสิทธิภาพสูงที่ออกแบบตามแบบจำลองสัญญาณรบกวนขนาดเล็ก เมื่อรวมกับการใช้วงจรเสริม สามารถทำให้ประสิทธิภาพของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งเป็นไปตามข้อกำหนดได้อย่างสมบูรณ์
2 การกำหนดดัชนีประสิทธิภาพของแหล่งจ่ายไฟ DC ที่เสถียร
2.1 ข้อกำหนดดัชนีเสถียรภาพ
จากข้อมูลที่เกี่ยวข้องและผลลัพธ์เชิงปฏิบัติ ระบบต่างๆ ควรมีระดับความทนทานที่แตกต่างกัน และลักษณะเฉพาะชั่วคราวนั้นค่อนข้างดี อย่างไรก็ตาม สำหรับแหล่งจ่ายไฟ DC ที่เสถียร ระบบต้องการให้อัตราขยายมากกว่าหรือเท่ากับ 40dB และระยะขอบต้องมากกว่าหรือเท่ากับ 30dB
2.2 ดัชนีการตอบสนองชั่วคราว
เมื่อสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลายถูกรบกวน เอาท์พุตจะได้รับผลกระทบและทำให้เกิดการกระวนกระวายใจที่สอดคล้องกัน และจะค่อยๆ กลับสู่ค่าคงที่ในที่สุด โดยปกติแล้ว เราจะใช้ช่วงโอเวอร์ชูตและระยะเวลาของเวลาการกู้คืนไดนามิกเพื่อประเมินลักษณะไดนามิก ยิ่งความถี่ครอสโอเวอร์สูง เวลาที่ใช้ในการกู้คืนไดนามิกก็จะยิ่งสั้นลง แอมพลิจูดเกินพิกัดและระยะขอบก็มีอยู่เช่นกัน
สัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด
2.3 การวิเคราะห์ความถูกต้องของแหล่งจ่ายไฟ
ความแม่นยำของแรงดันไฟฟ้ามีข้อกำหนดที่เข้มงวด และช่วงการออกแบบไม่เกิน 1‰ และการกระเพื่อมไม่เกิน 1‰ อย่างไรก็ตาม ระลอกคลื่นแบ่งออกเป็นสองส่วนคือความถี่สูงและความถี่ต่ำ ความถี่การสลับทำให้ส่วนความถี่สูงถูกระงับโดยตัวกรองเอาต์พุต ความผันผวนของกริดแนะนำส่วนความถี่ต่ำและส่วนความถี่ต่ำส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับข้อเสนอแนะเชิงลบของระบบเพื่อเอาชนะมัน
3 การวิเคราะห์และออกแบบแหล่งจ่ายไฟ DC แบบสวิตช์ประสิทธิภาพสูง
3.1 การออกแบบและประยุกต์ใช้เครือข่ายค่าตอบแทน
ในการออกแบบแหล่งจ่ายไฟที่เสถียร วิธีที่ใช้บ่อยที่สุดคือการใช้อัลกอริทึม PI หรือ PID ในการออกแบบเครือข่ายการชดเชย หลังจากชดเชยตัวควบคุม PI แล้ว ความสามารถของระบบในการต้านทานสัญญาณรบกวนความถี่สูงจะดีขึ้นอย่างมาก และข้อบกพร่องเพียงอย่างเดียวคือประสิทธิภาพไดนามิกต่ำ เมื่อมีการแนะนำอัลกอริธึมดิฟเฟอเรนเชียล ความเร็วในการตอบสนองของระบบจะดีขึ้นมาก แต่ก็มีข้อบกพร่องบางอย่างเช่นกัน: (1) การแนะนำเพิ่มเติมของจุดศูนย์มากเกินไปจะเพิ่มความไวต่อสัญญาณความถี่สูงและทำให้แอมพลิฟายเออร์อุดตันได้ง่าย . (2) กำลังขยายที่สอดคล้องกับระลอกการสลับเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้แอมพลิฟายเออร์เข้าสู่พื้นที่ไม่เชิงเส้นได้ง่าย ดังนั้น ให้ลองเลือกลีคชั้นนำเพื่อทำการชดเชยที่เกี่ยวข้องกับเครือข่ายการชดเชย
3.2 หลักการออกแบบแหล่งจ่ายไฟ DC แบบสวิตช์ประสิทธิภาพสูง
ในการออกแบบแหล่งจ่ายไฟควบคุมแบบสวิตชิ่งประสิทธิภาพสูง ตัวบ่งชี้ทางเทคนิคในอุดมคติ: (1) แรงดันไฟฟ้า AC อินพุต 220V (50Hz ~ 60Hz) (2) เอาต์พุต DC แรงดัน 5V, กระแสไฟขาออก 3A (3) เมื่อแรงดันไฟ AC อินพุตแตกต่างกันระหว่าง 180V และ 250V ความแปรผันสัมพัทธ์ของแรงดันเอาต์พุตจะน้อยกว่า 2 เปอร์เซ็นต์ (4) ความต้านทานเอาต์พุต R0 น้อยกว่า 0.1V (5) แรงดันกระเพื่อมเอาต์พุตสูงสุดต่ำกว่า 10mv
หลักการทำงานพื้นฐาน: ความถี่ในการทำงานของแหล่งจ่ายไฟที่ควบคุมการไหลด้วยตัวเองเชิงเส้นต่ำ และสภาพของท่อปรับมีขนาดใหญ่และมีประสิทธิภาพต่ำ เมื่อท่อปรับทำงานในสถานะสวิตช์ ปริมาตรมีขนาดเล็กและประสิทธิภาพสูง ตามการสร้างสัญญาณสวิตชิ่ง แหล่งจ่ายไฟ DC เสถียรชนิดสวิตชิ่งมีอยู่สองประเภท: แบบตื่นเต้นเองและแบบตื่นเต้นอื่น ๆ และสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: การเก็บพลังงานแบบเหนี่ยวนำและข้อต่อหม้อแปลงในแง่ของวิธีการถ่ายโอนพลังงาน แหล่งจ่ายไฟ DC เสถียรชนิดสวิตช์ตื่นเต้นในตัวเอง วงจรอย่างง่าย ช่วงการควบคุมแรงดันไฟฟ้าแคบ และความเสถียรของแรงดันเอาต์พุตต่ำ เป็นแหล่งจ่ายไฟ DC แบบสวิตชิ่งชนิดสวิตชิ่งที่น่าตื่นเต้น ซึ่งส่วนใหญ่อาศัยการปรับรอบการทำงานของรูปคลื่นการทำงานโดยอัตโนมัติเพื่อทำให้แรงดันเอาต์พุตคงที่ และแรงดันเอาต์พุตค่อนข้างเสถียร ประเภทการจัดเก็บพลังงานแบบเหนี่ยวนำเหมาะสำหรับใช้ในอุปกรณ์จ่ายไฟที่มีการควบคุม DC ต่ำกว่า 50W ในขณะที่ประเภทข้อต่อหม้อแปลงมักใช้ในอุปกรณ์จ่ายไฟที่มีการควบคุม DC กำลังสูง วงจรนี้ติดตั้งลิงก์ขยายสัญญาณข้อผิดพลาดป้อนกลับ ซึ่งจะปรับอัตราส่วนหน้าที่ของคลื่นสี่เหลี่ยมที่ด้านปฐมภูมิของหม้อแปลงโดยอัตโนมัติตามการเปลี่ยนแปลงของแรงดันเอาต์พุต เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการทำให้แรงดันเอาต์พุตคงที่
