1. Обзор импульсного источника питания
Импульсный источник питанияпредставляет собой высокочастотное устройство преобразования электрической энергии, также известное как импульсный источник питания или импульсный преобразователь. Он переключает входное напряжение в высокочастотный импульсный сигнал через высокоскоростную переключающую трубку, а затем преобразует электрическую энергию из одной формы в другую посредством обработкитрансформатор, схему выпрямителя и схему фильтрации и, наконец, получает стабильное постоянное напряжение с низкой пульсацией для источника питания.
Импульсный источник питания обладает такими преимуществами, как высокая эффективность, хорошая стабильность, небольшой размер, малый вес, высокая надежность и может быть адаптирован к различным потребностям оборудования в электропитании.
Импульсный источник питания широко используется в различных областях, включая промышленную автоматизацию, связь и новую энергетику. В области промышленной автоматизации импульсный источник питания обеспечивает стабильную поддержку питания различного оборудования автоматизации, обеспечивая его эффективную и стабильную работу.
В области связи импульсный источник питания широко используется в базовых станциях беспроводной связи, сетевом оборудовании и т. д. для обеспечения стабильности передачи сигнала в системе связи и улучшения качества связи. В области новой энергетики импульсный источник питания играет ключевую роль в системах солнечной и ветровой энергии, помогая эффективному использованию возобновляемых источников энергии.
Импульсный источник питания состоит примерно из четырех основных компонентов: входной цепи, преобразователя, схемы управления и выходной цепи. Ниже приведена типичная блок-схема импульсного источника питания, освоив которую, нам важно понять, что такое импульсный источник питания.
2. Классификация импульсных источников питания.
Импульсные источники питания можно классифицировать по разным классификационным стандартам. Ниже приведены несколько распространенных методов классификации:
1. Классификация по типу входной мощности:
Импульсный источник питания AC-DC: преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока.
Импульсный источник питания постоянного тока: преобразует мощность постоянного тока в другое напряжение постоянного тока.
2. Классификация по режиму работы:
Несимметричный импульсный источник питания: имеет только одну трубку переключателя, подходит для приложений с низким энергопотреблением.
Двусторонний импульсный источник питания: имеет две переключающие трубки, подходит для приложений высокой мощности.
3. Классификация по топологии:
По топологии его можно грубо разделить на понижающий, повышающий, понижающе-повышающий, обратноходовой, прямой, двухтранзисторный вперед, двухтактный, полумостовой, полный мост и т. д. Эти методы классификации являются лишь частью их. Импульсные источники питания также можно классифицировать более подробно в соответствии с другими конкретными требованиями и приложениями.
Далее мы представим широко используемые Flyback и Forward. Прямой и обратный ход — это две разные технологии импульсного источника питания. Импульсный источник питания прямого хода относится к импульсному источнику питания, в котором используется прямой высокочастотный трансформатор для изоляции связанной энергии, а соответствующий импульсный источник питания обратного хода представляет собой импульсный источник питания обратного хода.
2.1 Импульсный источник питания прямого действия
Прямой импульсный источник питания имеет более сложную структуру, но выходная мощность очень высока, подходит для импульсного источника питания мощностью 100–300 Вт, обычно используемого в низковольтных, сильноточных импульсных источниках питания, более широко используемых.
Как показано на рисунке ниже, для источника питания прямого переключения, особенно когда переключающая трубка включена, выходной трансформатор действует как среда, непосредственно связанная с энергией магнитного поля, электрическая энергия и магнитная энергия преобразуются друг в друга, так что ввод и вывод одновременно.
В повседневном применении также есть недостатки: такие как необходимость увеличения обмотки обратного потенциала (чтобы предотвратить пробой первичной обмотки трансформатора, генерируемой обратным потенциалом), вторичной обмотки более чем одним индуктором для фильтрации накопления энергии, поэтому По сравнению с обратноходовым импульсным источником питания его стоимость выше, а объем трансформатора прямого импульсного источника питания больше, чем объем обратноходового импульсного источника питания.
Прямой импульсный источник питания
2.2 Импульсный источник питания обратного хода
Как показано на рисунке ниже, импульсный источник питания обратного хода представляет собой импульсный источник питания, в котором для изоляции входных и выходных цепей используется высокочастотный трансформатор обратного хода. Его трансформатор не только играет роль преобразования напряжения для передачи энергии, но также играет роль индуктора хранения энергии. Таким образом, обратный трансформатор аналогичен конструкции дросселя. Все схемы относительно просты и удобны в управлении. Flyback широко используется в устройствах с низким энергопотреблением от 5 до 100 Вт.
Для обратноходового импульсного источника питания при включении трубки переключателя ток первичного индуктора трансформатора возрастает. Поскольку выходная катушка обратноходовой схемы имеет противоположные концы, выходной диод отключается, трансформатор запасает энергию, а нагрузка снабжается энергией через выходной конденсатор. Когда трубка переключателя выключена, индуктивное напряжение первичного индуктора трансформатора меняется на противоположное. В это время включается выходной диод, и энергия трансформатора через диод поступает в нагрузку, одновременно заряжая конденсатор.
Импульсный источник питания обратного хода
Из сравнения видно, что трансформатор прямого возбуждения выполняет только функцию трансформатора, и в целом его можно рассматривать как понижающую схему с трансформатором. Трансформатор обратного хода можно рассматривать как индуктор с функцией трансформатора, представляющий собой повышающе-понижающую схему. В общем, принцип работы прямого обратного хода другой: вперед — это первичная работа, вторичная работа, вторичная работа не работает с текущим индуктором для возобновления тока, как правило, в режиме CCM.
Коэффициент мощности, как правило, невелик, а входной и выходной коэффициент, а также переменный рабочий цикл пропорциональны. Обратный ход - это первичная работа, вторичная не работает, две стороны независимы, обычно в режиме DCM, но индуктивность трансформатора будет относительно небольшой, и необходимо добавить воздушный зазор, поэтому обычно подходит для малой и средней мощности.
Прямой трансформатор идеален, без накопления энергии, но поскольку индуктивность возбуждения имеет конечную величину, ток возбуждения делает сердечник большим, чтобы избежать насыщения потока, трансформатору необходима вспомогательная обмотка для сброса потока.
Обратноходовой трансформатор можно рассматривать как форму связанной индуктивности, индуктивность сначала накапливает энергию, а затем разряжается из-за противоположной полярности входного и выходного напряжения обратноходового трансформатора, поэтому, когда переключающая трубка отсоединена, вторичная обмотка может обеспечитьмагнитный сердечникс напряжением сброса, поэтому обратноходовому трансформатору не требуется добавлять дополнительную обмотку сброса магнитного потока.
Время публикации: 29 сентября 2024 г.