1. Επισκόπηση του τροφοδοτικού μεταγωγής
Τροφοδοτικό μεταγωγήςείναι μια συσκευή μετατροπής ηλεκτρικής ενέργειας υψηλής συχνότητας, γνωστή και ως τροφοδοτικό μεταγωγής ή μετατροπέας μεταγωγής. Μετατρέπει την τάση εισόδου σε ένα παλμικό σήμα υψηλής συχνότητας μέσω ενός σωλήνα μεταγωγής υψηλής ταχύτητας και στη συνέχεια μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια από τη μια μορφή στην άλλη μέσω της επεξεργασίαςμετασχηματιστής, κύκλωμα ανορθωτή και κύκλωμα φιλτραρίσματος, και τελικά αποκτά σταθερή τάση DC χαμηλής κυματισμού για τροφοδοσία ρεύματος.
Το τροφοδοτικό μεταγωγής έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής απόδοσης, της καλής σταθερότητας, του μικρού μεγέθους, του μικρού βάρους, της υψηλής αξιοπιστίας και μπορεί να προσαρμοστεί σε διαφορετικές ανάγκες ισχύος εξοπλισμού.
Η τροφοδοσία μεταγωγής έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένων των βιομηχανικών αυτοματισμών, των επικοινωνιών και της νέας ενέργειας. Στον τομέα του βιομηχανικού αυτοματισμού, η τροφοδοσία μεταγωγής παρέχει σταθερή υποστήριξη ισχύος για διάφορους εξοπλισμούς αυτοματισμού για να εξασφαλίσει την αποτελεσματική και σταθερή λειτουργία των εξοπλισμών.
Στον τομέα της επικοινωνίας, η τροφοδοσία μεταγωγής χρησιμοποιείται ευρέως σε ασύρματο σταθμό βάσης, εξοπλισμό δικτύου κ.λπ., για να διασφαλιστεί η σταθερότητα μετάδοσης σήματος του συστήματος επικοινωνίας και να βελτιωθεί η ποιότητα της επικοινωνίας. Στον τομέα της νέας ενέργειας, η μεταγωγή τροφοδοσίας διαδραματίζει βασικό ρόλο στα συστήματα ηλιακής και αιολικής ενέργειας, συμβάλλοντας στην αποτελεσματική χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Το τροφοδοτικό μεταγωγής αποτελείται κατά προσέγγιση από τέσσερα κύρια στοιχεία: κύκλωμα εισόδου, μετατροπέα, κύκλωμα ελέγχου και κύκλωμα εξόδου. Το παρακάτω είναι ένα τυπικό σχηματικό μπλοκ διάγραμμα τροφοδοσίας μεταγωγής, το οποίο είναι σημαντικό για εμάς να κατανοήσουμε την τροφοδοσία μεταγωγής.
2. Ταξινόμηση τροφοδοτικών μεταγωγής
Τα τροφοδοτικά μεταγωγής μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με διαφορετικά πρότυπα ταξινόμησης. Ακολουθούν διάφορες κοινές μέθοδοι ταξινόμησης:
1. Ταξινόμηση ανά τύπο ισχύος εισόδου:
Τροφοδοτικό μεταγωγής AC-DC: μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές ρεύμα.
Τροφοδοτικό μεταγωγής DC-DC: μετατρέπει την ισχύ DC σε άλλη τάση DC.
2. Ταξινόμηση κατά τρόπο λειτουργίας:
Τροφοδοτικό μεταγωγής ενός άκρου: έχει μόνο έναν σωλήνα διακόπτη, κατάλληλο για εφαρμογές χαμηλής ισχύος.
Τροφοδοτικό μεταγωγής διπλού άκρου: έχει δύο σωλήνες διακόπτη, κατάλληλους για εφαρμογές υψηλής ισχύος.
3. Ταξινόμηση ανά τοπολογία:
Σύμφωνα με την τοπολογία, μπορεί να χωριστεί χονδρικά σε Buck, Boost, Buck-Boost, Flyback, Forward, Two-Transistor Forward, Push-Pull, Half Bridge, Full Bridge, κ.λπ. Αυτές οι μέθοδοι ταξινόμησης είναι μόνο μέρος τους. Τα τροφοδοτικά μεταγωγής μπορούν επίσης να ταξινομηθούν με περισσότερες λεπτομέρειες σύμφωνα με άλλες ειδικές απαιτήσεις και εφαρμογές.
Στη συνέχεια, θα παρουσιάσουμε τα ευρέως χρησιμοποιούμενα Flyback και Forward. Το Forward και το Flyback είναι δύο διαφορετικές τεχνολογίες τροφοδοσίας μεταγωγής. Το τροφοδοτικό μεταγωγής προς τα εμπρός αναφέρεται σε ένα τροφοδοτικό μεταγωγής που χρησιμοποιεί έναν εμπρόσθιο μετασχηματιστή υψηλής συχνότητας για την απομόνωση της συζευγμένης ενέργειας και το αντίστοιχο τροφοδοτικό μεταγωγής flyback είναι ένα τροφοδοτικό μεταγωγής flyback.
2.1 Τροφοδοτικό μεταγωγής προς τα εμπρός
Το τροφοδοτικό μεταγωγής προς τα εμπρός στη δομή είναι πιο περίπλοκο, αλλά η ισχύς εξόδου είναι πολύ υψηλή, κατάλληλη για τροφοδοτικό μεταγωγής 100W-300W, που χρησιμοποιείται γενικά σε τροφοδοτικό μεταγωγής χαμηλής τάσης, υψηλού ρεύματος, πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο.
Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, για την παροχή ρεύματος μεταγωγής προς τα εμπρός ειδικά όταν ο σωλήνας μεταγωγής είναι ενεργοποιημένος, ο μετασχηματιστής εξόδου λειτουργεί ως μέσο που συνδέεται άμεσα με την ενέργεια του μαγνητικού πεδίου, η ηλεκτρική ενέργεια και η μαγνητική ενέργεια μετατρέπονται μεταξύ τους, έτσι ώστε η είσοδο και έξοδο ταυτόχρονα.
Υπάρχουν επίσης ελλείψεις στην καθημερινή εφαρμογή: όπως η ανάγκη αύξησης της περιέλιξης ανάστροφου δυναμικού (για να αποτραπεί η βλάβη του πρωτεύοντος πηνίου του μετασχηματιστή που δημιουργείται από το αντίστροφο δυναμικό του σωλήνα μεταγωγής), ο δευτερεύων περισσότερων του ενός επαγωγέων για φιλτράρισμα αποθήκευσης ενέργειας, σε σύγκριση με το τροφοδοτικό μεταγωγής flyback, το κόστος του είναι υψηλότερο και ο όγκος του μετασχηματιστή τροφοδοτικού μεταγωγής προς τα εμπρός από τον όγκο του μετασχηματιστή τροφοδοσίας μεταγωγής flyback είναι μεγαλύτερος.
Τροφοδοτικό μεταγωγής προς τα εμπρός
2.2 Τροφοδοτικό μεταγωγής Flyback
Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, ένα τροφοδοτικό μεταγωγής flyback αναφέρεται σε ένα τροφοδοτικό διακόπτη που χρησιμοποιεί έναν μετασχηματιστή υψηλής συχνότητας flyback για την απομόνωση των κυκλωμάτων εισόδου και εξόδου. Ο μετασχηματιστής του όχι μόνο παίζει το ρόλο της μετατροπής της τάσης για μετάδοση ενέργειας, αλλά παίζει επίσης το ρόλο του επαγωγέα αποθήκευσης ενέργειας. Επομένως, ο μετασχηματιστής flyback είναι παρόμοιος με τον σχεδιασμό ενός επαγωγέα. Όλα τα κυκλώματα είναι σχετικά απλά και εύκολα στον έλεγχο. Το Flyback χρησιμοποιείται ευρέως σε εφαρμογές χαμηλής ισχύος 5W-100W.
Για ένα τροφοδοτικό μεταγωγής flyback, όταν ο σωλήνας διακόπτη είναι ενεργοποιημένος, το ρεύμα του πρωτεύοντος επαγωγέα του μετασχηματιστή αυξάνεται. Δεδομένου ότι το πηνίο εξόδου του κυκλώματος flyback έχει αντίθετα άκρα, η δίοδος εξόδου απενεργοποιείται, ο μετασχηματιστής αποθηκεύει ενέργεια και το φορτίο τροφοδοτείται με ενέργεια από τον πυκνωτή εξόδου. Όταν ο σωλήνας διακόπτη είναι απενεργοποιημένος, η επαγωγική τάση του πρωτεύοντος επαγωγέα του μετασχηματιστή αντιστρέφεται. Αυτή τη στιγμή, η δίοδος εξόδου είναι ενεργοποιημένη και η ενέργεια του μετασχηματιστή παρέχεται στο φορτίο μέσω της διόδου, ενώ φορτίζει τον πυκνωτή.
Τροφοδοτικό μεταγωγής Flyback
Από τη σύγκριση, μπορεί να φανεί ότι ο μετασχηματιστής της προς τα εμπρός διέγερσης έχει μόνο τη λειτουργία του μετασχηματιστή και το σύνολο μπορεί να θεωρηθεί ως κύκλωμα buck με μετασχηματιστή. Ο μετασχηματιστής Flyback μπορεί να θεωρηθεί ως επαγωγέας με λειτουργία μετασχηματιστή, είναι ένα κύκλωμα buck-boost. Γενικά, η αρχή εργασίας προς τα εμπρός flyback είναι διαφορετική, προς τα εμπρός είναι η κύρια δευτερεύουσα εργασία, η δευτερεύουσα δεν λειτουργεί με έναν επαγωγέα ρεύματος για να ανανεώσει το ρεύμα, γενικά τη λειτουργία CCM.
Ο συντελεστής ισχύος γενικά δεν είναι υψηλός και ο κύκλος εισόδου και εξόδου και ο μεταβλητός κύκλος λειτουργίας είναι ανάλογος. Το Flyback είναι το κύριο έργο, το δευτερεύον δεν λειτουργεί, οι δύο πλευρές ανεξάρτητα, γενικά η λειτουργία DCM, αλλά η αυτεπαγωγή του μετασχηματιστή θα είναι σχετικά μικρή και η ανάγκη προσθήκης κενού αέρα, τόσο συνήθως κατάλληλο για μικρή και μεσαία ισχύ.
Ο μπροστινός μετασχηματιστής είναι ιδανικός, χωρίς αποθήκευση ενέργειας, αλλά επειδή η επαγωγή διέγερσης είναι μια πεπερασμένη τιμή, το ρεύμα διέγερσης κάνει τον πυρήνα να είναι μεγάλος, προκειμένου να αποφευχθεί ο κορεσμός ροής, ο μετασχηματιστής χρειάζεται βοηθητική περιέλιξη για επαναφορά ροής.
Ο μετασχηματιστής Flyback μπορεί να θεωρηθεί ως μια μορφή συζευγμένης επαγωγής, επαγωγής πρώτα αποθήκευσης ενέργειας και στη συνέχεια εκφορτίζεται, λόγω των τάσεων εισόδου και εξόδου του μετασχηματιστή αναστροφής αντίθετης πολικότητας, οπότε όταν αποσυνδεθεί ο σωλήνας μεταγωγής, ο δευτερεύων μπορεί να παρέχειμαγνητικός πυρήναςμε τάση επαναφοράς, και έτσι ο μετασχηματιστής αναστροφής δεν χρειάζεται να προσθέσει πρόσθετη περιέλιξη επαναφοράς ροής.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-29-2024