Discussie over DC-gestabiliseerde DC-voeding met hoge prestaties
Met de voortdurende ontwikkeling van vermogenselektronicatechnologie, zullen hoogwaardige schakelende DC-gereguleerde voedingen op grote schaal worden gebruikt in voedingssystemen. De belangrijkste voordelen van het schakelen van gelijkstroom zijn: werkstabiliteit, goede betrouwbaarheid, lichtgewicht, hoog rendement en laag stroomverbruik, enz., De ontwikkelingstrend is competitiever dan andere schakelstromen. Schakelende gelijkstroom wordt gebruikt op het gebied van voeding van deeltjesversnellers enzovoort. Na een uitgebreide analyse en algehele afweging. Relevante technologieonderzoekers hebben een krachtige schakelende DC-gereguleerde voeding ontworpen door gebruik te maken van een in fase verschoven besturingsbrug DC/DC-conversie klein-signaalmodel.
1 Analyse van dynamisch klein signaalmodel
De selectie van dynamische modellen met klein signaal is divers en de ontwerpresultaten die worden verkregen door verschillende modellen te gebruiken, zijn verschillend. De schakelende voeding is in wezen een niet-lineair besturingsobject. Het gebruik van de analytische methode als leidraad voor de modellering kan het kleine signaalverstoringsmodel in de stabiele toestand alleen benaderen, en de conclusie die wordt verkregen wanneer dit model wordt gebruikt om de grootschalige storing te verklaren, is niet helemaal nauwkeurig. Het profiteert in feite van het feit dat de schakelende voeding over het algemeen in een stabiele toestand werkt. De krachtige schakelende gelijkstroomvoeding die is ontworpen volgens het model met kleine signaalstoringen, gecombineerd met het gebruik van hulpcircuits, kan ervoor zorgen dat de prestaties van de schakelende voeding volledig voldoen aan de vereisten.
2 Bepaling van de prestatie-index van de DC-gestabiliseerde voeding
2.1 Eisen aan de stabiliteitsindex
Volgens relevante gegevens en praktische resultaten zouden verschillende systemen een verschillende mate van robuustheid moeten hebben en zijn hun voorbijgaande kenmerken relatief goed. Voor een DC-gestabiliseerde voeding is echter vereist dat de versterkingsmarge van het systeem groter is dan of gelijk is aan 40 dB, en dat de fasemarge groter is dan of gelijk is aan 30 dB.
2.2 Tijdelijke responsindex
Wanneer de schakelende voeding wordt verstoord, zal de uitvoer worden beïnvloed en overeenkomstige jitter veroorzaken, en uiteindelijk geleidelijk terugkeren naar een stabiele waarde. Gewoonlijk gebruiken we het overschrijdingsbereik en de lengte van de dynamische hersteltijd om de dynamische kenmerken te evalueren. Hoe hoger de crossover-frequentie, hoe korter de tijd die nodig is voor dynamisch herstel; de overschrijdingsamplitude en fasemarge bestaan ook
in nauw verband.
2.3 Analyse van de nauwkeurigheid van de voeding
De spanningsnauwkeurigheid heeft strikte eisen en het ontwerpbereik is niet groter dan 1‰ en de rimpel is niet groter dan 1‰. De rimpel is echter verdeeld in twee delen, hoge frequentie en lage frequentie. De schakelfrequentie zorgt ervoor dat het hoogfrequente deel wordt onderdrukt door het uitgangsfilter; de netfluctuatie introduceert het laagfrequente deel en het laagfrequente deel hangt voornamelijk af van de negatieve feedback van het systeem om het te overwinnen.
3 Analyse en ontwerp van krachtige schakelende DC-gereguleerde voeding
3.1 Ontwerp en toepassing compensatienetwerk
Bij het ontwerp van een stabiele voeding is de meest gebruikte methode om het PI- of PID-algoritme te gebruiken om het compensatienetwerk te ontwerpen. Nadat de PI-regelaar is gecompenseerd, is het vermogen van het systeem om hoogfrequente interferentie te weerstaan aanzienlijk verbeterd en is de enige tekortkoming slechte dynamische prestaties. Wanneer het differentiële algoritme wordt geïntroduceerd, zal de reactiesnelheid van het systeem aanzienlijk worden verbeterd, maar er zijn ook bepaalde gebreken: (1) De extra introductie van te veel nulpunten zal de gevoeligheid voor hoogfrequente signalen vergroten en gemakkelijk versterkerblokkades veroorzaken . (2) De vergroting die overeenkomt met de schakelrimpel neemt toe, waardoor de versterker gemakkelijk het niet-lineaire gebied binnengaat. Probeer daarom de leidende vertraging te kiezen om gerelateerde compensatie aan het compensatienetwerk te geven.
3.2 Ontwerpprincipe van krachtige schakelende DC-gereguleerde voeding
In het ontwerp van een krachtige, geschakelde voeding, zijn de ideale technische indicatoren: (1) Ingangswisselspanning 220V (50Hz ~ 60Hz). (2) DC-uitgangsspanning 5V, uitgangsstroom 3A. (3) Wanneer de ingangswisselspanning varieert tussen 180V en 250V, is de relatieve variatie van de uitgangsspanning minder dan 2 procent. (4) De uitgangsweerstand R0 is minder dan 0,1 V. (5) De maximale uitgangsrimpelspanning is lager dan 10mv.
Basiswerkingsprincipe: de werkfrequentie van de lineaire zelfstroom-gereguleerde voeding is laag, en de staat van de instelbuis is groot en de efficiëntie is laag. Wanneer de instelbuis in de schakeltoestand werkt, is het volume klein en is de efficiëntie hoog. Volgens het genereren van schakelsignalen zijn er twee soorten DC-gestabiliseerde voedingen van het schakelende type: zelfbekrachtigd en andere opgewonden, en kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën: inductieve energieopslag en transformatorkoppeling in termen van energieoverdrachtsmethoden. Self-excited switch-type DC gestabiliseerde voeding, eenvoudig circuit, smal spanningsregelingsbereik en lage uitgangsspanningsstabiliteit. Het is een opwindende DC-gestabiliseerde voeding van het schakelende type, die voornamelijk berust op het automatisch aanpassen van de werkcyclus van de werkgolfvorm om de uitgangsspanning te stabiliseren, en de uitgangsspanning is redelijk stabiel. Het inductieve energieopslagtype is geschikt voor gebruik in DC-gereguleerde voedingen van minder dan 50 W, terwijl het transformatorkoppelingstype vaak wordt gebruikt in krachtige DC-gereguleerde voedingen. Het circuit is uitgerust met een feedback-foutversterkingslink, die automatisch de duty-ratio van de rechthoekige golf aan de primaire zijde van de transformator aanpast aan de verandering van de uitgangsspanning, om het doel van het stabiliseren van de uitgangsspanning te bereiken.
