Modern elektronik cihazlarda, verimliliği ve kompaktlığıgüç kaynakları çok önemlidir. Mükemmel minyatürleştirme, hafif ve yüksek verimliliği ile, anahtarlama güç kaynakları elektronik bilgi endüstrisinde vazgeçilmez bir güç kaynağı çözümü haline gelmiştir. Bu makale, çalışma prensibi, sınıflandırma, özellikler ve anahtarlama güç kaynakları ve geleneksel doğrusal güç kaynakları arasındaki farklılıkları araştıracak ve bu güç kaynağı teknolojisinin çağdaş elektronik cihazların ihtiyaçlarını nasıl karşıladığını ortaya çıkaracak.
Z3PW-Power-Source
Anahtarlama güç kaynağı nedir?
Güç elektroniği teknolojisi geliştikçe ve ilerlemedikçe güç kaynağı teknolojisinin anahtarlanması da her zaman değişmektedir. Minik boyut, hafif ve büyük verimliliğe sahip neredeyse tüm modern elektronik aletler şu anda güç kaynaklarını değiştirmeye dayanmaktadır. Bugünün elektronik bilgi sektörünün patlayıcı büyümesi için kesinlikle hayati bir güç kaynağıdır.
Anahtarlama güç kaynağı, stabil bir çıkış voltajını korumak için anahtar tüpünün zaman oranını açıp kapatmak için kontrol etmek için modern güç elektroniği teknolojisini kullanan bir güç kaynağıdır. Genellikle bir MOSFET ve bir darbe genişliği modülasyonu (PWM) kontrol IC anahtarlama güç kaynağından oluşur.
Nispeten doğrusal bir güç kaynağına, bir anahtarlama güç kaynağı giriş ucu, AC gücünü derhal DC gücüne doğru düzeltir, daha sonra yüksek frekanslı bir salınım devresinin hareketi altında anahtar tüpü, akımın açık ve kapanmasını kontrol etmek için kullanılır. Yüksek frekanslı bir darbe akımı oluşturun. Bir indüktör-yüksek frekanslı bir transformatör-sabit bir düşük voltajlı DC gücü üretmeye yardımcı olur.
Transformatörün çekirdeği, anahtarlama güç kaynağının operasyonel frekansının karesi ile ters orantılıdır; Böylece, frekans çekirdek boyutunu azaltır. Bu, transformatörün büyük ölçüde düşürülmesine yardımcı olur, böylece güç kaynağının ağırlığını ve hacmini aydınlatır. Dahası, DC'yi doğrudan düzenlediğinden, bu güç kaynağının verimliliği doğrusal olandan çok daha yüksektir. İnsanlar elektrik tasarrufu sağladığı için bunu tercih ediyorlar. Devre karmaşıktır, bakım zordur ve oldukça kirlenir; Güç kaynağı gürültüsü önemlidir ve bazı düşük gürültülü devreler için uygun değildir.
Anahtarlama güç kaynağının özellikleri
Genellikle, MOSFET ve Darbe Genişlik Modülasyonu (PWM) Kontrol IC, anahtarlama güç kaynağını içerir. Güç elektroniği teknolojisinin geliştirilmesi ve yaratıcılığı sayesinde küçük boyut, hafif ve yüksek verimlilik özelliklerine sahip neredeyse tüm elektronik cihazlar artık anahtarlama güç kaynağını kullanmaktadır; İlgisi belirgindir.
Anahtarlama güç kaynağının sınıflandırılması
Üç ana anahtarlama güç kaynağı genellikle anahtarlama cihazının devreye bağlanma biçiminden ayırt edilebilir: seri anahtarlama güç kaynağı, paralel anahtarlama güç kaynağı ve transformatör anahtarlama güç kaynağı.
Bunlar arasında, itme-pull, yarım köprü, tam köprü ve diğer formlar, transformatör anahtarlama güç kaynağının ek bölümleri olabilir. Transformatörün uyarılması ve çıkış voltajının fazı, bir kişinin ileri türüne, geri dönüş türüne, tek eksitasyon tipine, çift eksitasyon tipine ve diğer türlere bölmesini sağlar.
Güç kaynağını değiştirme ile sıradan güç kaynağı arasındaki fark
Genellikle, sıradan güç kaynağı doğrusal bir kaynaktır. Doğrusal güç kaynağı, ayar tüpünün doğrusal bir durumda çalıştığı bir güç kaynağını ifade eder. Bu bir anahtarlama güç kaynağında farklılık gösterir. İki eyalette çalışmak: açık - çok küçük direnç, kapalı - çok büyük direnç, anahtar tüpü - bir anahtarlama güç kaynağı ile - genellikle ayar tüpü olarak adlandırılırız.
Nispeten yeni bir güç kaynağı türü güç kaynağını değiştirmektir. Yüksek verimlilik, hafif, voltaj adım ve adım atma ve güçlü çıkış gücü onun faydalarıdır. Bununla birlikte, devre bir anahtarlama durumunda çalıştığından, gürültü nispeten büyüktür.
Örnek: Buck anahtarlama güç kaynağı
Buck Anahtarlama Gücü Kaynağının Çalışma Prensibi, esasen devrenin bir serbest diyot, bir enerji depolama indüktör, bir filtre kapasitörü, bir anahtar (gerçek devrede bir üçlü veya alan efekt tüpü), vb.
Anahtar kapatıldığında, güç kaynağı anahtar ve indüktör aracılığıyla yüke güç sağlar ve indüktör ve kapasitördeki elektrik enerjisinin bir kısmını depolar. İndüktörün kendi endüktansı, anahtarın ardından akımın kademeli olarak yükselmesine neden olur, böylece anlık çıkışın güç kaynağı voltajına ulaşmasını önler.
Anahtar bir süre sonra kapatılır. Devredeki akım sabit kalacaktır, yani indüktörün kendi kendine indüksiyonu nedeniyle soldan sağa akmaya devam edecektir-bu, indüktörün atalet etkisi, akımı belirlediği için daha canlı bir şekilde anlaşılabilir. devre. Yük bu akımı alır; Toprak teli akışından serbest diyotun pozitif direğine geri döner; diyottan geçer; İndüktörün sol ucuna döner, böylece bir döngü oluşturur.
Anahtar kapanma ve açma süresini kontrol ederek (yani PWM-darbe genişliği modülasyonu), çıkış voltajı kontrol edilebilir. Çıkış voltajının değişmeden tutmak için çıkış voltajının algılanmasıyla açma ve kapanma süresi kontrol edilirse, voltaj regülasyonunun amacı elde edilir.
Düzenli güç kaynakları ve güç kaynaklarının anahtarlanması ile ilgili olarak, her ikisi de voltaj ayar tüplerine sahiptir ve voltajı sabitlemek için geri bildirim kavramını uygular. Ana ayrım, sıradan güç kaynağının genellikle ayar için transistörün doğrusal amplifikasyon alanını kullanmasıdır, ancak anahtarlama güç kaynağı ayar için anahtarlama tüpünü kullanır. Aksine, anahtarlama güç kaynağı, çıkış DC için üstün bir dalgalanma faktörü, daha küçük bir enerji kullanımı ve AC voltajı için daha fazla kullanım aralığı sunar. Darbe parazitinin değişmesinin dezavantajları vardır.
Geleneksel bir yarım köprü anahtarlama güç kaynağı, çoğunlukla üst ve alt köprülerin anahtar tüplerinin-frekans yüksek olduğunda VMO'ların-sırayla açılmasına göre çalışır. İlk olarak, akım üst köprü anahtarı tüpünden akar ve indüktör bobininin depolama fonksiyonu bobin içindeki elektrik enerjisini toplamak için kullanılır. Sonunda, üst köprü anahtarı tüpü kapatılırken alt köprü anahtarı tüpü açılır. Kondansatör ve indüktör bobini dışın güç kaynağını çalıştırmaya devam eder. Alt köprü anahtarı tüpü kapatıldıktan sonra üst köprü açılır. Bu birkaç kez tekrarlanır. İki anahtar tüpü sırayla açılıp kapatıldığı için bir anahtarlama güç kaynağı olarak adlandırılır.
Doğrusal güç kaynağı farklıdır. Anahtar tutulumu olmadığı için üst su borusu her zaman boşalır. Fazla varsa, sızacak. Bazı doğrusal güç kaynaklarının ayar tüpünün çok fazla ısı üretmesinin ve gereksiz elektrik enerjisinin ısı enerjisine dönüştürülmesinin nedeni budur. Bu bakış açısından, bileşenin ömrü azalmak zorundadır, bu nedenle son kullanım etkisini etkilemektedir ve ısı yüksek olduğunda doğrusal güç kaynağının dönüşüm verimliliği oldukça zayıftır.
Temel Fark: Çalışma Modu
Doğrusal güç kaynağının güç ayar tüpü her zaman amplifikasyon alanında çalışır; Geçen akım sürekli. Büyük bir güç ayar tüpü gereklidir ve ayarlama tüpü önemli güç kaybına neden olduğu için büyük bir ısı lavabosu yerleştirilir. Genellikle% 40-% 60 olsa da (gerçekten iyi bir doğrusal güç kaynağı olduğu kabul edilmelidir), ısı önemlidir ve verimlilik oldukça zayıftır.
Doğrusal güç kaynağı, yüksek voltajdan düşük voltaja kadar bir adım atma cihazının mevcut olması gereken bir çalışma modunda çalışır. Genellikle bir transformatördür; KX güç kaynağı gibi başkaları da var; Daha sonra, düzeltmenin ardından DC voltajı çıktı. Bu anlamda, hacim muazzam, oldukça hantal, verimsiz ve ısı üretimi de büyüktür; Ancak, faydalar da vardır: küçük dalgalanma, iyi ayarlama oranı, az harici parazit, analog devreler veya çeşitli amplifikatörler, vb.
Anahtarlama koşulunda, anahtarlama güç kaynağının güç cihazı enerji, voltaj değiştiğinde indüktör bobini aracılığıyla anlık olarak depolanır, bu nedenle kaybı minimaldir, verimlilik yüksektir ve ısı yayılma gereksinimleri düşüktür; Yine de, transformatörler ve enerji depolama indüktörleri için daha fazla ihtiyaç vardır. Yüksek geçirgenlik ve düşük kayıplı malzemelerden inşa edilmesi gerekir. Transformatörü sadece bir kelime küçük. Genel verimlilik% 80 ila% 98'dir. Anahtarlama güç kaynağı kompakt boyuta ve büyük verimliliğe sahip olsa da, dalgalanma, voltaj ve akım ayar oranı doğrusal güç kaynağıyla karşılaştırıldığında önemli bir indirime sahiptir.
Anahtarlama güç kaynağı teknolojisi, yüksek verimlilik, minyatürleştirme ve hafif ağırlık avantajları nedeniyle elektronik cihazlarda giderek daha fazla kullanılmaktadır. Devre karmaşıklığı ve gürültü sorunları olmasına rağmen, bu sorunlar teknolojik yenilik ve tasarım optimizasyonu ile yavaş yavaş çözülmektedir. Geleneksel doğrusal güç kaynaklarıyla karşılaştırıldığında, anahtarlama güç kaynaklarının enerji verimliliği ve hacminde bariz avantajları vardır ve güç kaynağı teknolojisinin geliştirilmesi için yeni bir yönü temsil eder. Güç elektroniği teknolojisinin sürekli ilerlemesi ile, anahtarlama güç kaynaklarının gelecekte daha yüksek performans ve daha geniş uygulamalar elde etmesi beklenmektedir.
Gönderme Zamanı: 7 月 -16-2024