1. Oversigt over skiftende strømforsyning
Skift af strømforsyninger en højfrekvent elektrisk energikonverteringsenhed, også kendt som switching power supply eller switching converter. Den skifter indgangsspændingen til et højfrekvent pulssignal gennem et højhastighedskoblingsrør og konverterer derefter den elektriske energi fra en form til en anden gennem behandling aftransformer, ensretterkredsløb og filtreringskredsløb, og opnår endelig en stabil lav ripple DC-spænding til strømforsyning.
Skiftende strømforsyning har fordelene ved høj effektivitet, god stabilitet, lille størrelse, let vægt, høj pålidelighed og kan tilpasses forskellige udstyrs strømbehov.
Skiftende strømforsyning er blevet meget brugt på forskellige områder, herunder industriel automation, kommunikation og ny energi. Inden for industriel automatisering giver omskifterstrømforsyning stabil strømstøtte til forskellige automationsudstyr for at sikre en effektiv og stabil drift af udstyret.
Inden for kommunikation bruges switching power supply i vid udstrækning i trådløs basestation, netværksudstyr osv. For at sikre kommunikationssystemets signaltransmissionsstabilitet og forbedre kommunikationskvaliteten. Inden for ny energi spiller omskiftning af strømforsyning en nøglerolle i sol- og vindenergisystemer, hvilket hjælper med en effektiv brug af vedvarende energi.
Skiftende strømforsyning er groft sammensat af fire hovedkomponenter: indgangskredsløb, konverter, styrekredsløb og udgangskredsløb. Det følgende er et typisk skematisk blokdiagram for skiftende strømforsyning, at mestre det er vigtigt for os at forstå skiftestrømforsyningen.
2. Klassificering af skiftende strømforsyninger
Skiftende strømforsyninger kan klassificeres efter forskellige klassifikationsstandarder. Følgende er flere almindelige klassificeringsmetoder:
1. Klassificering efter indgangseffekttype:
AC-DC switching strømforsyning: konverterer AC strøm til DC strøm.
DC-DC switching strømforsyning: konverterer DC strøm til en anden DC spænding.
2. Klassificering efter arbejdstilstand:
Single-ended switching-strømforsyning: har kun ét switch-rør, velegnet til laveffektapplikationer.
Dual-ended switching-strømforsyning: har to switch-rør, velegnet til højeffektapplikationer.
3. Klassificering efter topologi:
Ifølge topologien kan den groft opdeles i Buck, Boost, Buck-Boost, Flyback, Forward, Two-Transistor Forward, Push-Pull, Half Bridge, Full Bridge osv. Disse klassifikationsmetoder er kun en del af dem. Skiftende strømforsyninger kan også klassificeres mere detaljeret i henhold til andre specifikke krav og applikationer.
Dernæst vil vi introducere de almindeligt anvendte Flyback og Forward. Forward og flyback er to forskellige skiftende strømforsyningsteknologier. Forward switching strømforsyning refererer til en switching strømforsyning, der bruger en fremad højfrekvent transformer til at isolere den koblede energi, og den tilsvarende flyback switching strømforsyning er en flyback switching strømforsyning.
2.1 Fremadskiftende strømforsyning
Forward switching strømforsyning i strukturen er mere kompleks, men udgangseffekten er meget høj, velegnet til 100W-300W switching strømforsyning, generelt brugt i lavspænding, højstrøms switching strømforsyning, mere udbredt.
Som vist i nedenstående figur, til fremadskiftende strømforsyning, specifikt når omskifterrøret er tændt, fungerer udgangstransformatoren som et medium direkte koblet til magnetfeltenergien, elektrisk energi og magnetisk energi omdannes til hinanden, således at input og output på samme tid.
Der er også mangler i den daglige anvendelse: såsom behovet for at øge den omvendte potentialvikling (for at forhindre transformatorens primære spole genereret af det omvendte potentiale til koblingsrørets sammenbrud), den sekundære mere end en induktor til energilagringsfiltrering, så sammenlignet med flyback switching strømforsyningen, dens omkostninger er højere, og fremad switching strømforsyning transformer volumen end volumen af flyback switching strømforsyning transformer er større.
Fremadskiftende strømforsyning
2.2 Flyback skiftende strømforsyning
Som vist i figuren nedenfor refererer en flyback switching strømforsyning til en switch strømforsyning, der bruger en flyback højfrekvent transformer til at isolere input og output kredsløbene. Dens transformer spiller ikke kun rollen som omdannelse af spænding til at transmittere energi, men spiller også rollen som energilagringsinduktor. Derfor ligner flyback-transformatoren designet af en induktor. Alle kredsløb er relativt enkle og nemme at styre. Flyback er meget udbredt i laveffektapplikationer på 5W-100W.
For en flyback-omskiftende strømforsyning, når omskifterrøret er tændt, stiger strømmen af transformatorens primære induktor. Da udgangsspolen af flyback-kredsløbet har modsatte ender, slukkes udgangsdioden, transformeren lagrer energi, og belastningen forsynes med energi af udgangskondensatoren. Når omskifterrøret er slukket, vendes den induktive spænding af transformatorens primære induktor. På dette tidspunkt tændes udgangsdioden, og transformatorens energi tilføres belastningen gennem dioden, mens kondensatoren oplades.
Flyback skiftende strømforsyning
Af sammenligningen kan det ses, at transformatoren til fremadspændingen kun har funktionen som transformer, og det hele kan betragtes som et buck-kredsløb med transformer. Flyback transformer kan betragtes som en induktor med en transformer funktion, er et buck-boost kredsløb. Generelt er det fremadrettede flyback-arbejdsprincip anderledes, fremad er det primære arbejde sekundært arbejde, det sekundære fungerer ikke med en strøminduktor for at forny den nuværende, generelt CCM-tilstand.
Effektfaktoren er generelt ikke høj, og input og output og variabel driftscyklus er proportional. Flyback er det primære arbejde, det sekundære virker ikke, de to sider uafhængigt, generelt DCM-tilstand, men induktansen af transformeren vil være relativt lille, og behovet for at tilføje luftgab, så normalt egnet til små og mellemstore strømstyrker.
Fremadgående transformer er ideel, ingen energilagring, men fordi excitationsinduktansen er en endelig værdi, gør excitationsstrømmen, at kernen bliver stor, for at undgå fluxmætning har transformatoren brug for hjælpevikling til fluxnulstilling.
Flyback-transformator kan ses som en form for koblet induktans, induktans først energilagring og derefter afladet, på grund af flyback-transformatorens indgangs- og udgangsspændinger modsat polaritet, så når koblingsrøret er frakoblet, kan sekundæren leveremagnetisk kernemed en nulstillingsspænding, og dermed behøver flyback-transformatoren ikke at tilføje yderligere flux-nulstillingsvikling.
Indlægstid: 29. september 2024