1. Pregled prekidačkog napajanja
Preklopno napajanjeje visokofrekventni uređaj za pretvorbu električne energije, poznat i kao prekidački izvor napajanja ili prekidački pretvarač. Prebacuje ulazni napon u visokofrekventni impulsni signal kroz preklopnu cijev velike brzine, a zatim pretvara električnu energiju iz jednog oblika u drugi kroz obradutransformator, krug ispravljača i krug filtriranja, i konačno dobiva stabilan niski valovitost istosmjernog napona za napajanje.
Preklopno napajanje ima prednosti visoke učinkovitosti, dobre stabilnosti, male veličine, male težine, visoke pouzdanosti i može se prilagoditi različitim potrebama opreme za napajanje.
Preklopno napajanje ima široku primjenu u raznim područjima, uključujući industrijsku automatizaciju, komunikacije i novu energiju. U području industrijske automatizacije, prekidački izvor napajanja pruža stabilnu podršku za napajanje različite opreme za automatizaciju kako bi se osigurao učinkovit i stabilan rad opreme.
U području komunikacija, preklopno napajanje se široko koristi u bežičnim baznim stanicama, mrežnoj opremi itd., kako bi se osigurala stabilnost prijenosa signala komunikacijskog sustava i poboljšala kvaliteta komunikacije. U području nove energije, prekidačko napajanje ima ključnu ulogu u sustavima solarne energije i energije vjetra, pomažući učinkovito korištenje obnovljive energije.
Preklopno napajanje se grubo sastoji od četiri glavne komponente: ulazni krug, pretvarač, upravljački krug i izlazni krug. Slijedi tipični blok dijagram sklopnog napajanja, svladavanje kojeg je važno za razumijevanje prekidačkog napajanja.
2. Klasifikacija sklopnih izvora napajanja
Preklopni izvori napajanja mogu se klasificirati prema različitim klasifikacijskim standardima. Slijedi nekoliko uobičajenih metoda klasifikacije:
1. Klasifikacija prema vrsti ulazne snage:
AC-DC prekidački izvor napajanja: pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu.
DC-DC prekidačko napajanje: pretvara istosmjernu struju u drugi istosmjerni napon.
2. Klasifikacija prema načinu rada:
Jednostrani prekidački izvor napajanja: ima samo jednu sklopnu cijev, pogodan za aplikacije male snage.
Preklopno napajanje s dva kraja: ima dvije preklopne cijevi, pogodne za aplikacije velike snage.
3. Klasifikacija prema topologiji:
Prema topologiji, može se grubo podijeliti na Buck, Boost, Buck-Boost, Flyback, Forward, Two-Transistor Forward, Push-Pull, Half Bridge, Full Bridge, itd. Ove metode klasifikacije samo su dio njih. Preklopni izvori napajanja također se mogu detaljnije klasificirati prema drugim specifičnim zahtjevima i primjenama.
Zatim ćemo predstaviti često korištene Flyback i Forward. Forward i flyback dvije su različite tehnologije prekidačkog napajanja. Preklopno napajanje prema naprijed odnosi se na preklopno napajanje koje koristi prednji visokofrekventni transformator za izolaciju spojene energije, a odgovarajuće povratno preklopno napajanje je prohodno preklopno napajanje.
2.1 Preklopno napajanje
Naprijed prespajanje napajanja u strukturi je složenije, ali izlazna snaga je vrlo visoka, pogodna za 100W-300W preklopno napajanje, općenito se koristi u niskonaponskom, visokostrujnom preklopnom napajanju, šire se koristi.
Kao što je prikazano na donjoj slici, za napajanje s preklopnim napajanjem, posebno kada je preklopna cijev uključena, izlazni transformator djeluje kao medij izravno povezan s energijom magnetskog polja, električna energija i magnetska energija pretvaraju se jedna u drugu, tako da ulaz i izlaz u isto vrijeme.
Postoje i nedostaci u svakodnevnoj primjeni: kao što je potreba za povećanjem namota obrnutog potencijala (kako bi se spriječilo propadanje primarne zavojnice transformatora generirane obrnutim potencijalom do rasklopne cijevi), sekundarni više od jednog induktora za filtriranje pohrane energije, tako da u usporedbi s flyback prekidačkim napajanjem, njegova je cijena veća, a volumen transformatora s prokretnim napajanjem veći je od volumena flyback sklopnog transformatora napajanja.
Preklopno napajanje
2.2 Flyback prekidačko napajanje
Kao što je prikazano na donjoj slici, flyback prekidačko napajanje odnosi se na prekidačko napajanje koje koristi flyback visokofrekventni transformator za izolaciju ulaznih i izlaznih krugova. Njegov transformator ne igra samo ulogu pretvaranja napona u prijenos energije, već također igra ulogu induktora za pohranu energije. Stoga je povratni transformator sličan dizajnu induktora. Svi krugovi su relativno jednostavni i lako ih je kontrolirati. Flyback se široko koristi u aplikacijama male snage od 5W-100W.
Za flyback prekidačko napajanje, kada je prekidačka cijev uključena, struja primarnog induktora transformatora raste. Budući da izlazna zavojnica flyback kruga ima suprotne krajeve, izlazna dioda je isključena, transformator pohranjuje energiju, a opterećenje se opskrbljuje energijom pomoću izlaznog kondenzatora. Kada je sklopna cijev isključena, induktivni napon primarnog induktora transformatora je obrnut. U ovom trenutku, izlazna dioda je uključena, a energija transformatora se dovodi do opterećenja kroz diodu, dok se puni kondenzator.
Flyback prekidačko napajanje
Iz usporedbe se može vidjeti da transformator prednje pobude ima samo funkciju transformatora, a cjelina se može promatrati kao strujni krug s transformatorom. Povratni transformator može se smatrati induktorom s transformatorskom funkcijom, to je strujni krug za pojačavanje. Općenito, princip rada povratnog povratnog toka naprijed je drugačiji, naprijed je primarni rad sekundarni rad, sekundar ne radi sa strujnim induktorom za obnavljanje struje, općenito CCM način rada.
Faktor snage općenito nije visok, a ulaz i izlaz i varijabilni radni ciklus su proporcionalni. Flyback je primarni rad, sekundarni ne radi, dvije strane neovisno, općenito DCM mod, ali induktivitet transformatora bit će relativno mali, a potrebno je dodati zračni raspor, tako da je obično pogodan za male i srednje snage.
Prednji transformator je idealan, nema skladištenja energije, ali budući da je induktivitet pobude konačna vrijednost, pobudna struja čini jezgru velikom, kako bi se izbjeglo zasićenje fluksa, transformator treba pomoćni namot za resetiranje fluksa.
Povratni transformator može se promatrati kao oblik spregnutog induktiviteta, induktivitet koji prvo pohranjuje energiju, a zatim se prazni, zbog suprotnog polariteta ulaznog i izlaznog napona povratnog transformatora, tako da kada je sklopna cijev isključena, sekundar može osiguratimagnetska jezgras naponom za resetiranje, pa stoga povratni transformator ne treba dodavati dodatni namot za resetiranje fluksa.
Vrijeme objave: 29. rujna 2024