Ταξινόμηση τροφοδοσίας μεταγωγής, λεπτομερής επεξήγηση τροφοδοσίας AD/DC και DC/DC.
Ταξινόμηση τροφοδοσίας μεταγωγής
Ο τεχνικός τομέας της τροφοδοσίας μεταγωγής των ανθρώπων είναι η ανάπτυξη σχετικών ηλεκτρονικών συσκευών ισχύος ενώ παράλληλα αναπτύσσεται τεχνολογία μετατροπής συχνότητας μεταγωγής. Τα δύο προωθούν αμοιβαία την ανάπτυξη τροφοδοσίας μεταγωγής προς την κατεύθυνση του φωτός, του μικρού, του λεπτού, του χαμηλού θορύβου, της υψηλής αξιοπιστίας και της προστασίας από παρεμβολές με ετήσιο ρυθμό αύξησης άνω των δύο ψηφίων. Το τροφοδοτικό μεταγωγής μπορεί να χωριστεί σε δύο κατηγορίες: AC/DC και DC/DC. Ο μετατροπέας DC/DC έχει διαμορφωθεί και η τεχνολογία σχεδιασμού και η διαδικασία παραγωγής έχουν ωριμάσει και τυποποιηθεί στο εσωτερικό και στο εξωτερικό και έχουν αναγνωριστεί από τους χρήστες. Ωστόσο, η σπονδυλοποίηση του AC/DC έχει αντιμετωπίσει πιο περίπλοκα τεχνικά και τεχνολογικά προβλήματα κατασκευής στη διαδικασία της σπονδυλοποίησης λόγω των δικών του χαρακτηριστικών. Η δομή και τα χαρακτηριστικά δύο τύπων τροφοδοτικών μεταγωγής περιγράφονται παρακάτω.
2.1 Μετατροπή DC/DC
Η μετατροπή DC/DC είναι η μετατροπή μιας σταθερής τάσης συνεχούς ρεύματος σε μια μεταβλητή τάση DC, γνωστή και ως κοπή DC. Το Chopper λειτουργεί με δύο τρόπους, ο ένας είναι ότι η λειτουργία διαμόρφωσης πλάτους παλμού Ts παραμένει αμετάβλητη, αλλάζει τον τόνο (καθολική), και ο άλλος είναι ότι ο τόνος της λειτουργίας διαμόρφωσης συχνότητας παραμένει αμετάβλητος, αλλάζοντας το Ts (επιρρεπής σε παρεμβολές). Το συγκεκριμένο κύκλωμά του αποτελείται από τις ακόλουθες κατηγορίες:
(1) Κόφτης κυκλώματος Buck, του οποίου η μέση τάση εξόδου Uo είναι μικρότερη από την τάση εισόδου Ui και έχει την ίδια πολικότητα.
(2) Ο κόφτης ενίσχυσης κυκλώματος ενίσχυσης, του οποίου η μέση τάση εξόδου Uo είναι μεγαλύτερη από την τάση εισόδου Ui και η πολικότητα είναι η ίδια.
(3) Buck-Boost κύκλωμα buck ή boost chopper, του οποίου η μέση τάση εξόδου Uo είναι μεγαλύτερη ή μικρότερη από την τάση εισόδου Ui, με αντίθετη πολικότητα και επαγωγική μετάδοση.
(4) Cuk κύκλωμα-βήμα προς τα κάτω ή ανοδικό κόφτη, του οποίου η μέση τάση εξόδου Uo είναι μεγαλύτερη ή μικρότερη από την τάση εισόδου UI, με αντίθετη πολικότητα και χωρητική μετάδοση.
Σήμερα, η τεχνολογία soft-switching έχει κάνει ένα ποιοτικό άλμα σε DC/DC. Πολλοί μετατροπείς μαλακής μεταγωγής DC/DC ECI που σχεδιάστηκαν και κατασκευάστηκαν από την εταιρεία VICOR στις Ηνωμένες Πολιτείες έχουν * μεγάλες ισχύς εξόδου 300W, 600W και 800W και οι αντίστοιχες πυκνότητες ισχύος είναι (6, 2, 10, 17)W/cm3, και η απόδοση είναι (80-90)%. Μια μονάδα τροφοδοτικού μεταγωγής υψηλής συχνότητας σειράς RM με τεχνολογία soft-switching που παρουσιάστηκε πρόσφατα από την εταιρεία NemicLambda της Ιαπωνίας έχει συχνότητα μεταγωγής (200~300)kHz και πυκνότητα ισχύος 27 W/cm3. Υιοθετείται ο σύγχρονος ανορθωτής (MOS-FET αντί για δίοδο Schottky), ο οποίος βελτιώνει την απόδοση ολόκληρου του κυκλώματος στο 90%.
2.2 Μετατροπή AC/DC
Η μετατροπή AC/DC μετατρέπει το AC σε DC και η κατεύθυνση της ροής ισχύος μπορεί να είναι αμφίδρομη. Η ροή ισχύος από το τροφοδοτικό σε φορτίο ονομάζεται "ανόρθωση" και η ροή ισχύος από το φορτίο στο τροφοδοτικό ονομάζεται "ενεργός μετατροπέας". Η είσοδος του μετατροπέα AC/DC είναι 50/60 Hz AC, επομένως πρέπει να διορθωθεί και να φιλτραριστεί, επομένως είναι απαραίτητος ένας σχετικά μεγάλος πυκνωτής φίλτρου. Ταυτόχρονα, λόγω των περιορισμών των προτύπων (όπως UL, CCEE, κ.λπ.) και των οδηγιών EMC (όπως IEC, FCC, CSA), το φίλτρο EMC πρέπει να προστεθεί στην πλευρά εισόδου AC και τα εξαρτήματα να συμμορφώνονται με την πρώτη πρέπει να χρησιμοποιείται πρότυπο, το οποίο περιορίζει τη σμίκρυνση της τροφοδοσίας AC/DC. Λόγω της εσωτερικής δράσης του διακόπτη υψηλής συχνότητας, υψηλής τάσης και υψηλού ρεύματος, είναι πιο δύσκολο να λυθεί το πρόβλημα ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας EMC, το οποίο επίσης θέτει υψηλές απαιτήσεις για το σχεδιασμό του εσωτερικού κυκλώματος εγκατάστασης υψηλής πυκνότητας. Για τον ίδιο λόγο, ο διακόπτης υψηλής τάσης και υψηλού ρεύματος αυξάνει την κατανάλωση ρεύματος και περιορίζει τη διαδικασία διαμόρφωσης του μετατροπέα AC/DC. Επομένως, η μέθοδος σχεδιασμού βελτιστοποίησης του συστήματος ισχύος πρέπει να υιοθετηθεί για να επιτευχθεί ένας ορισμένος βαθμός ικανοποίησης.
Η μετατροπή AC/DC μπορεί να χωριστεί σε κύκλωμα μισού κύματος και κύκλωμα πλήρους κύματος ανάλογα με τη λειτουργία καλωδίωσης του κυκλώματος. Ανάλογα με τον αριθμό των φάσεων ισχύος, μπορεί να χωριστεί σε μονοφασικό, τριφασικό και πολυφασικό. Σύμφωνα με το λειτουργικό τεταρτημόριο του κυκλώματος, μπορεί να χωριστεί σε ένα τεταρτημόριο, δύο τεταρτημόρια, τρία τεταρτημόρια και τέσσερα τεταρτημόρια.
