การจัดกลุ่มอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
สาขาเทคโนโลยีแหล่งจ่ายไฟสลับของผู้คนคือการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังที่เกี่ยวข้องและเทคโนโลยีการแปลงความถี่สวิตช์ในเวลาเดียวกัน ทั้งสองส่งเสริมซึ่งกันและกันเพื่อส่งเสริมแหล่งจ่ายไฟสลับให้เบา เล็ก บาง เสียงต่ำ ความน่าเชื่อถือสูง การพัฒนาในทิศทางของการป้องกันการรบกวน แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: AC/DC และ DC/DC ขณะนี้ตัวแปลง DC/DC ได้รับการทำให้เป็นโมดูลแล้ว และเทคโนโลยีการออกแบบและกระบวนการผลิตได้รับการพัฒนาและได้มาตรฐานทั้งในประเทศและต่างประเทศ และได้รับการยอมรับจากผู้ใช้ การทำให้เป็นโมดูลของ AC/DC เนื่องจากลักษณะเฉพาะของมันเอง ทำให้พบปัญหาทางเทคนิคและกระบวนการผลิตที่ซับซ้อนมากขึ้นในกระบวนการของการทำให้เป็นโมดูล โครงสร้างและลักษณะของอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งทั้งสองประเภทได้อธิบายไว้ด้านล่าง
การแปลง DC/DC
การแปลง DC/DC คือการแปลงแรงดัน DC คงที่ให้เป็นแรงดัน DC แบบแปรผัน หรือที่เรียกว่า DC สับ เครื่องบดสับมีสองโหมดการทำงาน หนึ่งคือโหมดการปรับความกว้างพัลส์ Ts ไม่เปลี่ยนแปลง และตันเปลี่ยนไป (ทั่วไป) และอีกโหมดหนึ่งคือโหมดมอดูเลตความถี่ ตันไม่เปลี่ยนแปลง และ Ts เปลี่ยนไป (ง่าย ให้เกิดสัญญาณรบกวน)
วงจรเฉพาะประกอบด้วยประเภทต่อไปนี้:
(1) วงจรบั๊ก - เครื่องตัดแบบ step-down แรงดันเฉลี่ยเอาต์พุต Uo น้อยกว่าแรงดันอินพุต Ui และขั้วเหมือนกัน
(2) วงจรบูสต์ - บูสต์ชอปเปอร์ แรงดันเฉลี่ยเอาต์พุต Uo มากกว่าแรงดันอินพุต Ui และขั้วเหมือนกัน
(3) วงจรบั๊กบูสต์ - บั๊กหรือบูสต์ชอปเปอร์ แรงดันเฉลี่ยเอาท์พุต Uo มากกว่าหรือน้อยกว่าแรงดันอินพุต Ui ขั้วตรงข้าม และตัวเหนี่ยวนำถูกส่ง
(4) วงจร Cuk - บั๊กหรือบูสต์ชอปเปอร์ แรงดันเฉลี่ยเอาต์พุต Uo มากกว่าหรือน้อยกว่า UI แรงดันอินพุต ขั้วตรงข้าม และความจุถูกส่ง เทคโนโลยีซอฟต์สวิตชิ่งในปัจจุบันได้ก้าวกระโดดในเชิงคุณภาพใน DC/DC ตัวแปลง DC/DC แบบซอฟต์สวิตชิง ECI ต่างๆ ที่ออกแบบและผลิตโดยบริษัท American VICOR มีกำลังขับสูงสุด 300W, 600W, 800W เป็นต้น และความหนาแน่นของพลังงานที่สอดคล้องกันคือ (6 , 2, 10, 17) W/cm3 ประสิทธิภาพคือ (80-90) เปอร์เซ็นต์ RM series โมดูลแหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูงล่าสุดที่ใช้เทคโนโลยีซอฟต์สวิตชิ่งที่เปิดตัวโดย Japan NemicLambda Company มีความถี่สวิตช์ (200~300) kHz และความหนาแน่นของพลังงาน 27 W/cm3 Tetky diode) ประสิทธิภาพของวงจรทั้งหมดเพิ่มขึ้นเป็น 90 เปอร์เซ็นต์ .
การแปลง AC/DC
การแปลง AC/DC คือการแปลง AC เป็น DC และกระแสไฟสามารถเป็นแบบสองทิศทางได้ การไหลของพลังงานจากแหล่งพลังงานไปยังโหลดเรียกว่า "การแก้ไข" และการไหลของพลังงานจากโหลดกลับไปยังแหล่งพลังงานเรียกว่า "แอคทีฟอินเวอร์เตอร์" อินพุตของตัวแปลง AC/DC คือกระแสสลับ 50/60Hz เนื่องจากต้องแก้ไขและกรอง ตัวเก็บประจุตัวกรองที่ค่อนข้างใหญ่จึงมีความจำเป็น ในขณะเดียวกัน เนื่องจากมาตรฐานความปลอดภัย (เช่น UL, CCEE เป็นต้น) และข้อจำกัดของคำสั่ง EMC (เช่น IEC, FCC, CSA) ด้านอินพุต AC จะต้องเพิ่มการกรอง EMC และใช้ส่วนประกอบที่ตรงตามมาตรฐานความปลอดภัย ซึ่ง จำกัดการย่อขนาดของแหล่งจ่ายไฟ AC/DC นอกจากนี้ เนื่องจากความถี่สูงภายใน ไฟฟ้าแรงสูง และกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ การดำเนินการสวิตชิ่งทำให้ยากต่อการแก้ปัญหาความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าของ EMC ซึ่งทำให้มีความต้องการสูงสำหรับการออกแบบวงจรการติดตั้งความหนาแน่นสูงภายใน ด้วยเหตุผลเดียวกัน สวิตช์ไฟฟ้าแรงสูงและกระแสไฟฟ้าสูงจึงเพิ่มการใช้พลังงานและจำกัดกระบวนการทำให้เป็นโมดูลของตัวแปลง AC /DC ดังนั้นจึงจำเป็นต้องนำวิธีการออกแบบเพิ่มประสิทธิภาพระบบไฟฟ้ามาใช้เพื่อให้ประสิทธิภาพในการทำงานบรรลุความพึงพอใจในระดับหนึ่ง
การแปลง AC/DC สามารถแบ่งออกเป็นวงจรครึ่งคลื่นและวงจรเต็มคลื่นตามวิธีการเดินสายของวงจร ตามจำนวนเฟสของแหล่งจ่ายไฟ สามารถแบ่งออกเป็นเฟสเดียว สามเฟส และหลายเฟส ตามการทำงานของวงจร มันสามารถแบ่งออกเป็นควอแดรนท์หนึ่ง สองควอแดรนท์ สามควอแดรนท์ และสี่ควอแดรนท์
หลักการพื้นฐานของการสลับแหล่งจ่ายไฟ
พูดง่ายๆ ก็คือ หลักการทำงานของสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลายคือ:
1. อินพุตไฟ AC ถูกแก้ไขและกรองเป็น DC;
2. หลอดสวิตชิ่งถูกควบคุมโดยสัญญาณ PWM (การปรับความกว้างพัลส์) ความถี่สูง และเพิ่ม DC เข้ากับตัวหลักของหม้อแปลงสวิตชิ่ง
3. ด้านทุติยภูมิของหม้อแปลงสวิตชิ่งทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าความถี่สูง ซึ่งถูกแก้ไขและกรองเพื่อจ่ายโหลด
4. ส่วนเอาต์พุตจะป้อนกลับไปยังวงจรควบคุมผ่านวงจรบางอย่างเพื่อควบคุมรอบการทำงานของ PWM เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของเอาต์พุตที่เสถียร
