Στις σύγχρονες ηλεκτρονικές συσκευές, η αποτελεσματικότητα και η συμπαγήςπηγές ενέργειας είναι κρίσιμα. Με την εξαιρετική μινιατούρα, το ελαφρύ βάρος και την υψηλή απόδοση, οι πηγές ενέργειας μεταγωγής έχουν γίνει μια απαραίτητη λύση πηγής ενέργειας στον κλάδο ηλεκτρονικών πληροφοριών. Αυτό το άρθρο θα διερευνήσει την αρχή λειτουργίας, την ταξινόμηση, τα χαρακτηριστικά και τις διαφορές μεταξύ των πηγών ενέργειας και των παραδοσιακών γραμμικών πηγών ενέργειας και θα αποκαλύψει τον τρόπο με τον οποίο αυτή η τεχνολογία πηγής ενέργειας ανταποκρίνεται στις ανάγκες των σύγχρονων ηλεκτρονικών συσκευών.
Z3PW-δύναμη-πηγή
Τι είναι η πηγή τροφοδοσίας μεταγωγής;
Η τεχνολογία πηγής τροφοδοσίας αλλάζει πάντα καθώς αναπτύσσεται και προχωρά η τεχνολογία Power Electronics. Σχεδόν όλα τα σύγχρονα ηλεκτρονικά gadgets με μικροσκοπικό μέγεθος, ελαφρύ βάρος και μεγάλη απόδοση βασίζονται στην εναλλαγή πηγών ενέργειας επί του παρόντος. Για την εκρηκτική ανάπτυξη του τομέα ηλεκτρονικών πληροφοριών του σήμερα, είναι μια απολύτως ζωτική πηγή ενέργειας.
Μια πηγή τροφοδοσίας μεταγωγής είναι μια πηγή ενέργειας που χρησιμοποιεί τη σύγχρονη τεχνολογία ηλεκτρονικής ισχύος για τον έλεγχο της αναλογίας χρόνου του σωλήνα διακόπτη για να ανοίξει και να πλησιάσει για να διατηρήσει μια σταθερή τάση εξόδου. Συνήθως αποτελείται από ένα MOSFET και έναν έλεγχο διαμόρφωσης πλάτους παλμού (PWM) IC Η πηγή τροφοδοσίας μεταγωγής.
Σχετικά με μια γραμμική πηγή τροφοδοσίας, μια πηγή ενέργειας μεταγωγής είναι το άκρο εισόδου του αμέσως διορθώνει την ισχύ AC σε ισχύ DC, στη συνέχεια κάτω από τη δράση ενός κυκλώματος ταλάντωσης υψηλής συχνότητας χρησιμοποιείται ο σωλήνας διακόπτη για τον έλεγχο του on και off ρεύμα στο ρεύμα Δημιουργήστε ένα ρεύμα παλμού υψηλής συχνότητας. Ένας επαγωγέας-ένας μετασχηματιστής υψηλής συχνότητας-αναπτύσσεται για να παράγει μια σταθερή ισχύ χαμηλής τάσης DC.
Ο πυρήνας του μετασχηματιστή είναι αντιστρόφως ανάλογος προς το τετράγωνο της λειτουργικής συχνότητας της πηγής ενέργειας μεταγωγής. Έτσι, η συχνότητα μειώνει το μέγεθος του πυρήνα. Αυτό βοηθά να μειώσει δραστικά τον μετασχηματιστή, επομένως φωτίζοντας το βάρος και τον όγκο της πηγής ενέργειας. Επιπλέον, δεδομένου ότι ρυθμίζει άμεσα το DC, η αποτελεσματικότητα αυτής της πηγής ενέργειας είναι πολύ υψηλότερη από αυτή μιας γραμμικής. Οι άνθρωποι το βρίσκουν προτιμώμενο δεδομένου ότι εξοικονομεί ηλεκτρική ενέργεια. Το κύκλωμα είναι πολύπλοκο, η συντήρηση είναι προκλητική και είναι μάλλον μολυσμένη. Ο θόρυβος της πηγής ενέργειας είναι σημαντικός και δεν είναι κατάλληλος για μερικά κυκλώματα χαμηλού θορύβου.
Χαρακτηριστικά της πηγής τροφοδοσίας
Συνήθως, ο έλεγχος του MOSFET και του Pulse Width (PWM) IC περιλαμβάνει την πηγή τροφοδοσίας μεταγωγής. Σχεδόν όλες οι ηλεκτρονικές συσκευές με τα χαρακτηριστικά του μικρού μεγέθους, του ελαφρού βάρους και της υψηλής απόδοσης χρησιμοποιούν τώρα την πηγή ενέργειας μεταγωγής χάρη στην ανάπτυξη και τη δημιουργικότητα της τεχνολογίας ηλεκτρονικών ισχύος. Η συνάφεια του είναι εμφανής.
Ταξινόμηση της πηγής τροφοδοσίας μεταγωγής
Τρεις κύριοι τύποι πηγής τροφοδοσίας μεταγωγής μπορούν συνήθως να διακριθούν από τον τρόπο που η συσκευή μεταγωγής συνδέεται στο κύκλωμα: Σειρά μεταγωγής πηγής τροφοδοσίας, παράλληλη πηγή τροφοδοσίας μεταγωγής και πηγή τροφοδοσίας μεταγωγής μετασχηματιστή.
Μεταξύ αυτών, η ώθηση, η μισή γέφυρα, η πλήρης γέφυρα και άλλες μορφές μπορούν να είναι πρόσθετες διαιρέσεις της πηγής τροφοδοσίας μεταγωγής μετασχηματιστή. Η διέγερση του μετασχηματιστή και η φάση της τάσης εξόδου επιτρέπουν σε κάποιον να το χωρίσει σε τύπο εμπρόσθιου, τύπου flyback, τύπου μονής διέγερσης, τύπου διπλής διέγερσης και άλλους τύπους.
Η διαφορά μεταξύ της πηγής ενέργειας εναλλαγής και της συνηθισμένης πηγής ενέργειας
Συνήθως, η συνηθισμένη πηγή ενέργειας είναι γραμμική. Η γραμμική πηγή ενέργειας αναφέρεται σε μια πηγή ενέργειας στην οποία ο σωλήνας ρύθμισης λειτουργεί σε γραμμική κατάσταση. Αυτό διαφέρει σε μια πηγή τροφοδοσίας μεταγωγής. Εργασία σε δύο καταστάσεις: ON - πολύ μικρή αντίσταση, OFF - πολύ μεγάλη αντίσταση, ο σωλήνας διακόπτη - με μια πηγή ενέργειας μεταγωγής - συνήθως αναφέρεται ως σωλήνας ρύθμισης.
Ένα σχετικά πρόσφατο είδος πηγής ενέργειας είναι η πηγή τροφοδοσίας. Η υψηλή απόδοση, το ελαφρύ βάρος, η τάση βήμα προς τα κάτω και η βήμα προς τα κάτω και η ισχυρή ισχύς εξόδου είναι τα οφέλη της. Ωστόσο, δεδομένου ότι το κύκλωμα λειτουργεί σε κατάσταση μεταγωγής, ο θόρυβος είναι σχετικά μεγάλος.
Παράδειγμα: πηγή τροφοδοσίας μεταγωγής buck
Η αρχή λειτουργίας της πηγής τροφοδοσίας μεταγωγής Buck είναι ουσιαστικά ότι το κύκλωμα περιλαμβάνει μια δίοδο ελεύθερου τροχού, έναν επαγωγέα αποθήκευσης ενέργειας, έναν πυκνωτή φίλτρου, έναν διακόπτη (Triode ή σωλήνα επίδρασης πεδίου στο πραγματικό κύκλωμα) κ.λπ.
Όταν ο διακόπτης είναι κλειστός, η πηγή τροφοδοσίας παρέχει ισχύ στο φορτίο μέσω του διακόπτη και του επαγωγέα και αποθηκεύει μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας στον επαγωγέα και πυκνωτή. Η αυτο-ανεξάρτητη αυτοκόλληση του επαγωγέα προκαλεί την αύξηση του ρεύματος σταδιακά μετά από το διακόπτη, εμποδίζοντας έτσι την άμεση παραγωγή να φτάσει στην τάση πηγής ενέργειας.
Ο διακόπτης είναι απενεργοποιημένος μετά από κάποιο χρονικό διάστημα. Το ρεύμα στο κύκλωμα θα παραμείνει σταθερό, δηλαδή θα συνεχίσει να ρέει από αριστερά προς τα δεξιά, λόγω της αυτοσυγκέντρωσης του επαγωγέα-που μπορεί να είναι πιο έντονα κατανοητό ως η αδρανειακή επίδραση του επαγωγέα καθορίζει το ρεύμα στο ρεύμα στο ρεύμα κύκλωμα. Το φορτίο λαμβάνει αυτό το ρεύμα. Επιστρέφει από τη ροή του εδάφους στον θετικό πόλο της ελεύθερης διόδου. περνά μέσα από τη δίοδο. Επιστρέφει στο αριστερό άκρο του επαγωγέα, δημιουργώντας έτσι ένα βρόχο.
Με τον έλεγχο του χρόνου κλεισίματος και ανοίγματος του διακόπτη (δηλ. Διαμόρφωση πλάτους PWM-παλμικού), μπορεί να ελεγχθεί η τάση εξόδου. Εάν ο χρόνος ανοίγματος και κλεισίματος ελέγχεται με ανίχνευση της τάσης εξόδου για να διατηρηθεί αμετάβλητη η τάση εξόδου, επιτυγχάνεται ο σκοπός της ρύθμισης τάσης.
Όσον αφορά τις τακτικές πηγές ενέργειας καθώς και τις πηγές τροφοδοσίας, και οι δύο διαθέτουν σωλήνες ρύθμισης τάσης και εφαρμόζουν την έννοια της ανάδρασης για να σταθεροποιήσουν την τάση. Η κύρια διάκριση είναι ότι η συνηθισμένη πηγή ενέργειας χρησιμοποιεί συνήθως την περιοχή γραμμικής ενίσχυσης του τρανζίστορ για ρύθμιση, ενώ η πηγή ενέργειας μεταγωγής χρησιμοποιεί τον σωλήνα μεταγωγής για ρύθμιση. Αντίθετα, η πηγή τροφοδοσίας μεταγωγής προσφέρει έναν ανώτερο παράγοντα κυματισμού για την έξοδο DC, μια μικρότερη χρήση ενέργειας και το μεγαλύτερο εύρος χρήσης για τάση εναλλασσόμενου ρεύματος. Η αλλαγή των παρεμβολών παλμών έχει μειονεκτήματα.
Μια συμβατική πηγή ενέργειας μεταγωγής μισής γέφυρας λειτουργεί κυρίως με βάση το γεγονός ότι οι σωλήνες διακόπτη των άνω και κάτω γέφυρες-VMOs όταν η συχνότητα είναι υψηλή-ενεργοποιείται με τη σειρά του. Πρώτον, το ρεύμα ρέει μέσα από τον σωλήνα του διακόπτη άνω γέφυρας και η λειτουργία αποθήκευσης του πηνίου του επαγωγέα χρησιμοποιείται για τη συλλογή της ηλεκτρικής ενέργειας στο πηνίο. Τελικά ο σωλήνας του διακόπτη κάτω γέφυρας είναι ενεργοποιημένος ενώ ο σωλήνας του διακόπτη κορυφής είναι απενεργοποιημένος. Ο πυκνωτής και το πηνίο του επαγωγέα συνεχίζουν να τρέχουν την πηγή ενέργειας του εξωτερικού. Η επάνω γέφυρα είναι ενεργοποιημένη για να επιτρέψει το ρεύμα στο ρεύμα μόλις απενεργοποιηθεί ο σωλήνας του διακόπτη κάτω γέφυρας. Αυτό επαναλαμβάνεται αρκετές φορές. Ονομάζεται μια πηγή τροφοδοσίας μεταγωγής, καθώς οι δύο σωλήνες διακόπτη είναι ενεργοποιημένα και απενεργοποιούνται με τη σειρά τους.
Η γραμμική πηγή ενέργειας διαφέρει. Ο σωλήνας άνω νερού αδειάζει πάντα, αφού δεν υπάρχει εμπλοκή διακόπτη. Σε περίπτωση που υπάρχει υπερβολική, θα διαρρεύσει. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο κάποιος σωλήνας ρύθμισης των γραμμικών πηγών ενέργειας παράγει πολλή θερμότητα και η μη απαραίτητη ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια. Από αυτή την άποψη, η διάρκεια ζωής του συστατικού αναμένεται να μειωθεί, επηρεάζοντας έτσι την επίδραση της τελικής χρήσης και η απόδοση μετατροπής της γραμμικής πηγής ισχύος είναι αρκετά φτωχή όταν η θερμότητα είναι υψηλή.
Κύρια διαφορά: Λειτουργία εργασίας
Ο σωλήνας ρύθμισης ηλεκτρικής ενέργειας της γραμμικής ενέργειας λειτουργεί πάντα στην περιοχή ενίσχυσης. Το ρεύμα που διέρχεται είναι συνεχής. Απαιτείται ένας μεγάλος σωλήνας ρύθμισης ηλεκτρικής ενέργειας και τοποθετείται ένας μεγάλος ψύκτης καθώς ο σωλήνας ρύθμισης προκαλεί σημαντική απώλεια ισχύος. Αν και συχνά το 40% -60% (πρέπει να αναγνωριστεί ότι είναι μια πολύ καλή γραμμική πηγή ενέργειας), η θερμότητα είναι σημαντική και η αποτελεσματικότητα είναι αρκετά φτωχή.
Η γραμμική πηγή ενέργειας λειτουργεί σε λειτουργία εργασίας με την οποία πρέπει να υπάρχει μια συσκευή βήμα προς τα κάτω από υψηλή τάση σε χαμηλή τάση. Συνήθως είναι μετασχηματιστής. Υπάρχουν άλλοι τέτοια πηγή ενέργειας KX. Στη συνέχεια, μετά τη διόρθωση, η τάση DC εξέρχεται. Με αυτή την έννοια, ο όγκος είναι τεράστιος, αρκετά ογκώδης, αναποτελεσματική και η παραγωγή θερμότητας είναι επίσης μεγάλη. Αλλά, υπάρχουν και οφέλη: μικροσκοπική κυματισμό, καλό ποσοστό προσαρμογής, μικρή εξωτερική παρεμβολή, κατάλληλη για αναλογικά κυκλώματα ή διάφορους ενισχυτές κ.λπ.
Λειτουργεί στην κατάσταση μεταγωγής, η συσκευή ισχύος της πηγής μεταγωγής Η ενέργεια Η ενέργεια αποθηκεύεται στιγμιαία μέσω του πηνίου του επαγωγέα όταν αλλάζει η τάση, επομένως η απώλεια της είναι ελάχιστη, η αποτελεσματικότητα είναι υψηλή και οι απαιτήσεις διάχυσης θερμότητας είναι χαμηλές. Ωστόσο, έχει επίσης μεγαλύτερες ανάγκες για μετασχηματιστές και επαγωγείς αποθήκευσης ενέργειας. Πρέπει να κατασκευαστεί από υλικά υψηλής διαπερατότητας και χαμηλής απώλειας. Ο μετασχηματιστής του είναι απλά ένα μικρό λόγο. Η γενική απόδοση είναι 80% έως 98%. Παρόλο που η πηγή τροφοδοσίας μεταγωγής έχει συμπαγές μέγεθος και μεγάλη απόδοση, η κυματομορφή, η τάση και ο ρυθμός ρύθμισης ρεύματος έχουν σημαντική έκπτωση σε σύγκριση με τη γραμμική πηγή ενέργειας.
Η τεχνολογία μεταγωγής πηγής ενέργειας χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο σε ηλεκτρονικές συσκευές λόγω των πλεονεκτημάτων της υψηλής απόδοσης, της μικροσκοπικής και του ελαφρού βάρους. Παρόλο που υπάρχουν προβλήματα πολυπλοκότητας κυκλωμάτων και θορύβου, αυτά τα προβλήματα επιλύονται σταδιακά μέσω της τεχνολογικής καινοτομίας και της βελτιστοποίησης του σχεδιασμού. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές γραμμικές πηγές ενέργειας, οι πηγές ενέργειας έχουν προφανή πλεονεκτήματα στην ενεργειακή απόδοση και τον όγκο, που αντιπροσωπεύουν μια νέα κατεύθυνση για την ανάπτυξη της τεχνολογίας πηγής ενέργειας. Με τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας ηλεκτρονικών ειδών ισχύος, οι πηγές ενέργειας μεταγωγής αναμένεται να επιτύχουν υψηλότερες επιδόσεις και ευρύτερες εφαρμογές στο μέλλον.
Χρόνος δημοσίευσης: 7 月 -16-2024