หลักการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งความถี่สูง

หลักการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งความถี่สูง

แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งความถี่สูง (หรือที่รู้จักในชื่อสวิตชิ่งเรกติไฟเออร์ SMR) ให้ประสิทธิภาพสูงและการย่อขนาดผ่านการดำเนินการความถี่สูงของ MOSFET หรือ IGBT โดยความถี่สวิตชิ่งโดยทั่วไปจะควบคุมในช่วง 50-100kHz ในปีที่ผ่านมา ความจุไฟฟ้าของวงจรเรียงกระแสแบบสวิตชิ่งได้รับการขยาย ความจุเดี่ยวได้ขยายจาก 48V/12.5A, 48V/20A เป็น 48V/200A, 48V/400A แหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูงเป็นทางเลือกที่ได้รับการอัพเกรดจากวงจรเรียงกระแสแบบเดิม (วงจรเรียงกระแสแบบซิลิคอน, วงจรเรียงกระแสแบบควบคุมด้วยซิลิคอน) แหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูงที่ใช้งานง่าย ขนาดเล็ก ประสิทธิภาพสูง การทำงานที่มั่นคง ชั้นการชุบมีรายละเอียด และข้อดีอื่น ๆ ที่แน่นอนเพื่อครอบครองตลาดอย่างรวดเร็ว ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการชุบด้วยไฟฟ้า, อิเล็กโทรไลซิส, ออกซิเดชันและการรักษาพื้นผิวอื่น ๆ

หลักการของแหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูง

วงจรหลัก

อินพุตจากกริดไฟฟ้ากระแสสลับ เอาต์พุต DC ของกระบวนการทั้งหมด รวมถึง: 1 ตัวกรองอินพุต: บทบาทของตัวกรองคือการกรองการมีอยู่ของกริดที่ยุ่งเหยิง แต่ยังขัดขวางเครื่องที่สร้างโดยการป้อนกลับที่ยุ่งเหยิงไปยังกริดสาธารณะ 2 การแก้ไขและการกรอง: ตาราง AC แก้ไขโดยตรงเป็น DC ที่นุ่มนวลขึ้นสำหรับการเปลี่ยนแปลงระดับต่อไป 3. อินเวอร์เตอร์: แก้ไข DC เป็นกระแสสลับความถี่สูง นี่คือส่วนหลักของความถี่สูง ยิ่งความถี่สูง ปริมาณ น้ำหนัก และเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟก็จะยิ่งสูงขึ้น ยิ่งความถี่สูง อัตราส่วนของปริมาตร น้ำหนัก และกำลังเอาต์พุตก็จะยิ่งน้อยลง4. การแก้ไขและการกรองเอาต์พุต: ตามความต้องการของโหลด ให้แหล่งจ่ายไฟ DC ที่เสถียรและเชื่อถือได้

วงจรควบคุม

ในอีกด้านหนึ่ง ให้นำตัวอย่างจากเอาต์พุต เปรียบเทียบกับมาตรฐานที่ตั้งไว้ จากนั้นควบคุมอินเวอร์เตอร์ เปลี่ยนความถี่หรือความกว้างพัลส์เพื่อให้ได้เอาต์พุตที่เสถียร ในทางกลับกัน ตามข้อมูลที่ได้รับจากวงจรทดสอบ ระบุโดยวงจรป้องกันและจัดให้มีวงจรควบคุมเพื่อดำเนินมาตรการป้องกันที่หลากหลายสำหรับเครื่องทั้งหมด

วงจรทดสอบ

นอกเหนือจากการจัดเตรียมพารามิเตอร์ต่างๆ ในวงจรป้องกันในการทำงานแล้ว ยังให้ข้อมูลอุปกรณ์แสดงผลต่างๆ อีกด้วย

แหล่งจ่ายไฟเสริม

ให้แหล่งจ่ายไฟสำหรับความต้องการที่แตกต่างกันของวงจรเดี่ยวทั้งหมด หลักการสลับควบคุมแรงดันไฟฟ้าควบคุมสวิตช์ K ไปยังช่วงเวลาหนึ่ง ๆ ซ้ำ ๆ ในและปิดในสวิตช์ K เปิดแหล่งจ่ายไฟอินพุต E ผ่านสวิตช์ K และวงจรกรองเพื่อให้โหลด RL ในสวิตช์ทั้งหมดในช่วงเวลาเปิดไฟ จ่าย E ให้กับโหลดเพื่อให้พลังงาน เมื่อสวิตช์ K ปิด แหล่งจ่ายไฟอินพุต E จะขัดขวางการจัดหาพลังงาน จะเห็นได้ว่าการจ่ายไฟเข้าโหลดเพื่อให้พลังงานไม่สม่ำเสมอ เพื่อให้โหลดได้รับพลังงานอย่างต่อเนื่อง การจ่ายไฟแบบควบคุมแบบสวิตชิ่งจะต้องมีชุดอุปกรณ์เก็บพลังงาน ซึ่งส่วนหนึ่งของพลังงานจะเป็น เก็บไว้เมื่อสวิตช์เปิดอยู่ เมื่อสวิตช์ถูกตัดการเชื่อมต่อ เพื่อปล่อยโหลด ในรูปวงจรประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำ L, ตัวเก็บประจุ C2 และไดโอด D มีฟังก์ชันนี้ ตัวเหนี่ยวนำ L ใช้เพื่อกักเก็บพลังงาน และเมื่อตัดการเชื่อมต่อสวิตช์ พลังงานที่เก็บไว้ในตัวเหนี่ยวนำ L จะถูกปล่อยให้กับโหลดผ่านไดโอด D เพื่อให้โหลดได้รับพลังงานที่ต่อเนื่องและเสถียร เนื่องจากไดโอด D ทำให้กระแสโหลดต่อเนื่อง ดังนั้น มันถูกเรียกว่าไดโอดต่อเนื่อง ค่าเฉลี่ยของแรงดันไฟฟ้าระหว่าง AB EAB สามารถแสดงได้ในสูตรต่อไปนี้: EAB=TON / T * E โดยที่ TON สำหรับแต่ละครั้งที่เปิดสวิตช์, T สำหรับการเปิดและปิดวงจรการทำงาน ( คือเปิดเวลา TON และเวลาปิด TOFF และผลรวม) ดังที่เห็นได้จากสูตร เปลี่ยนเวลาสวิตช์และสัดส่วนของรอบการทำงาน ค่าเฉลี่ยของแรงดันไฟฟ้าระหว่าง AB ก็เปลี่ยนไปด้วย ดังนั้น เมื่อโหลดและแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟอินพุตเปลี่ยนแปลงโดยอัตโนมัติจะปรับสัดส่วนของ TON และ T จะสามารถสร้างแรงดันเอาต์พุต V0 เพื่อรักษาระดับเดิมได้ การเปลี่ยน TON ตรงเวลาและสัดส่วนของรอบการทำงานก็เป็นการเปลี่ยนรอบการทำงานของพัลส์เช่นกัน วิธีการนี้เรียกว่า "การควบคุมอัตราส่วนเวลา" (TimeRatioControl เรียกย่อว่า TRC)