Classificatie van schakelvoedingen, gedetailleerde uitleg van AD/DC- en DC/DC-voedingen
Classificatie van schakelvoedingen
Het vakgebied van de schakelvoedingstechnologie van mensen is het ontwikkelen van gerelateerde vermogenselektronische apparaten, terwijl de technologie voor schakelfrequentieconversie wordt ontwikkeld. De wederzijdse promotie van de twee bevordert de ontwikkeling van schakelvoedingen in de richting van licht, klein, dun, weinig ruis, hoge betrouwbaarheid en anti-interferentie met een groeipercentage van meer dan twee cijfers per jaar. Schakelvoedingen kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën: AC/DC en DC/DC. DC/DC-converters hebben nu modularisering bereikt en de ontwerptechnologie en het productieproces zijn volwassen en gestandaardiseerd, zowel nationaal als internationaal, en worden door gebruikers erkend. De modularisering van AC/DC stuit, vanwege zijn eigen kenmerken, echter op complexere technische en productieproblemen tijdens het modulariseringsproces. Hieronder worden de structuur en kenmerken van twee typen schakelende voedingen uitgelegd.
DC/DC-conversie
DC/DC-conversie is het proces waarbij een vaste gelijkspanning wordt omgezet in een variabele gelijkspanning, ook wel DC-chopping genoemd. Er zijn twee manieren waarop choppers werken: de ene is om de pulsbreedtemodulatiemodus Ts ongewijzigd te houden en T te veranderen (universeel), en de andere is om de frequentiemodulatiemodus T onveranderd te houden en T te veranderen (gevoelig voor interferentie). De specifieke circuits zijn onderverdeeld in de volgende categorieën:
(1) Buck-circuit - een buck-chopper met een gemiddelde uitgangsspanning Uo die lager is dan de ingangsspanning Ui en dezelfde polariteit.
(2) Boostcircuit - boostchopper, met een gemiddelde uitgangsspanning Uo groter dan de ingangsspanning Ui en dezelfde polariteit.
(3) Buck Boost-circuit - een buck- of boost-chopper met een gemiddelde uitgangsspanning Uo groter of kleiner dan de ingangsspanning Ui, tegengestelde polariteit en inductieve transmissie.
(4) Cuk-circuit - een buck- of boost-chopper met een gemiddelde uitgangsspanning Uo groter of kleiner dan de ingangsspanning UI, tegengestelde polariteit en condensatortransmissie.
De huidige soft-switchingtechnologie heeft een kwalitatieve sprong voorwaarts gemaakt op het gebied van DC/DC. VICOR Company in de Verenigde Staten heeft verschillende ECI zacht schakelende DC/DC-converters ontworpen en vervaardigd met een hoog uitgangsvermogen van 300 W, 600 W, 800 W, enz., overeenkomstige vermogensdichtheden van (6, 2, 10, 17) W/cm3, en efficiëntie van (80-90) procent . De RM-serie hoogfrequente schakelende voedingsmodules die gebruikmaken van zachte schakeltechnologie, onlangs gelanceerd door het Japanse bedrijf NemicLambda, heeft een schakelfrequentie van (200-300) kHz en een vermogensdichtheid van 27 W/cm3. Het maakt gebruik van synchrone gelijkrichters (MOS-FET in plaats van Schottky-diodes), waardoor de efficiëntie van het hele circuit tot 90 procent verbetert.
2.2 AC/DC-conversie
/DC-conversie is het proces waarbij wisselstroom in gelijkstroom wordt omgezet, en de stroomstroom kan bidirectioneel zijn. De stroomstroom van de stroombron naar de belasting wordt "rectificatie" genoemd, en de stroomstroom van de belasting terug naar de stroombron wordt "actieve omvormer" genoemd. De ingang van de AC/DC-converter is 50/60 Hz wisselstroom. Vanwege de noodzaak voor gelijkrichting en filtering zijn relatief grote filtercondensatoren essentieel. Tegelijkertijd moeten, vanwege de beperkingen van normen (zoals UL, CCEE, enz.) en EMC-richtlijnen (zoals IEC, FCC, CSA), EMC-filtering en het gebruik van componenten die aan de normen voldoen, worden toegevoegd aan de AC-ingangszijde, die de miniaturisatie van het AC/DC-voedingsvolume beperkt. Bovendien vergroot de werking van hogestroomschakelaars, vanwege de interne hoogfrequente, hoogspanningsschakelaars, de moeilijkheid bij het oplossen van EMC-elektromagnetische compatibiliteitsproblemen, wat hoge eisen stelt aan het ontwerp van interne installatiecircuits met hoge dichtheid. Om dezelfde redenen verhogen hoogspannings- en hogestroomschakelaars het energieverbruik en beperken ze het modulariseringsproces van AC/DC-converters. Daarom is het noodzakelijk om ontwerpmethoden voor de optimalisatie van het energiesysteem toe te passen om een zekere mate van tevredenheid over de werkefficiëntie te bereiken.
AC/DC-conversie kan worden onderverdeeld in een halfgolfcircuit en een volledig golfcircuit, afhankelijk van de bedradingsmethode van het circuit. Afhankelijk van het aantal stroomfasen kan het worden onderverdeeld in eenfasig, driefasig en meerfasig. Volgens het werkkwadrant van het circuit kan het worden verdeeld in één kwadrant, twee kwadranten, drie kwadranten en vier kwadranten.
