Із застосуванням системи живлення, високочастотний комутаційний джерело живлення став більш інноваційним і розробленим.Щоб зрозуміти тенденцію розвитку високочастотної комутації джерела живлення , давайте спочатку ознайомимося з принципом високочастотної комутації джерела живлення .
Високочастотний комутаційний джерело живлення складається з таких частин:
1. Головний контур
Весь процес введення від мережі змінного струму та виведення постійного струму, включаючи:
1).Вхідний фільтр: його функція полягає в тому, щоб фільтрувати перешкоди, що існують у мережі, а також запобігати передачі перешкод, створених машиною, назад у загальнодоступну мережу.
2).Випрямлення та фільтрація. Потужність змінного струму в мережі безпосередньо випрямляється в більш плавну потужність постійного струму для перетворення наступного рівня.
3).Інвертор: перетворює випрямлений постійний струм у високочастотний змінний струм, який є основною частиною високочастотного імпульсного джерела живлення . Чим вища частота, тим менше співвідношення об'єму, ваги та вихідної потужності.
4).Випрямлення та фільтрація вихідного сигналу: забезпечує стабільне та надійне живлення постійного струму відповідно до потреб навантаження.
2. Схема керування
З одного боку, візьміть зразки з вихідного кінця, порівняйте їх із встановленим стандартом, а потім керуйте інвертором, щоб змінити його частоту або ширину імпульсу для досягнення стабільного виходу.Схема керування виконує різні заходи захисту для всієї машини.
3. Схема виявлення
Окрім надання різноманітних параметрів у схемі захисту, також надаються різні дані приладів відображення.
Забезпечує живлення для різних вимог усіх окремих ланцюгів.
Друга частина принципу регулювання напруги керування вимикачем
Перемикач K неодноразово вмикається та вимикається з інтервалами часу, і коли перемикач K увімкнено, вхідна потужність E подається на навантаження RL через перемикач K і схему фільтра.Протягом усього періоду ввімкнення блок живлення E забезпечує енергією навантаження.Коли перемикач K вимкнено, вхід живлення E перериває подачу енергії.Можна побачити, що вхід блок живлення періодично подає енергію на навантаження.Щоб забезпечити безперервне живлення навантаження, регульоване перемикання джерело живлення повинно мати набір накопичувачів енергії.Частина енергії накопичується, коли вимикач увімкнено, і передається навантаження, коли вимикач вимкнено.
Середня напруга EAB між АВ може бути виражена як:
EAB=TON/T*E
У формулі TON — це час, коли перемикач увімкнено щоразу, а T — робочий цикл увімкнення та вимкнення вимикача (тобто сума часу вмикання TON і часу вимкненняTOFF).
З формули видно, що середнє значення напруги між АКБ також змінюється шляхом зміни співвідношення часу ввімкнення та робочого циклу.Отже, зі зміною навантаження та вхідної напруги джерела живлення співвідношення TON і T можна регулювати автоматично, щоб вихідна напруга V0 залишалася незмінною.Зміна часу ввімкнення TON і коефіцієнта шпаруватості означає зміну шпаруватості імпульсу.Цей метод називається «регулювання співвідношення часу» (TimeRatioControl, скорочено TRC).
Згідно з принципом керування TRC, є три шляхи:
1).Широтно-імпульсна модуляція (Pulse Width Modulation, скорочено ШІМ)
Період перемикання постійний, а робочий цикл змінюється шляхом зміни ширини імпульсу.
2).Частотно-імпульсна модуляція (Pulse Frequency Modulation, скорочено PFM)
Ширина імпульсу ввімкнення постійна, а робочий цикл змінюється шляхом зміни частоти перемикання.Інформація від: Transmission and Distribution Equipment Network
3).Гібридна модуляція
Ширина імпульсу ввімкнення та частота перемикання не є фіксованими та можуть змінюватися одна одною.Це суміш двох вищевказаних методів.
У 1955 році однотрансформаторний перетворювач постійного струму на двотактному транзисторі з самозбудженням, винайдений американцем Роджером (GH. Roger), став початком реалізації схем керування високочастотним перетворенням.Трансформатор, у 1964 році американські вчені запропонували ідею скасування послідовного перемикання джерела живлення трансформатора промислової частоти, що дало фундаментальний спосіб зменшити розмір і вагу p живлення. У 1969 році, завдяки покращенню витримуваної напруги потужних кремнієвих транзисторів і скороченню часу зворотного відновлення діода, нарешті було створено імпульсне джерело живлення 25 кГц.
В даний час імпульсні джерела живлення широко використовуються майже в усьому електронному обладнанні, такому як різне кінцеве обладнання та комунікаційне обладнання, де домінують електронні комп’ютери через їх невеликий розмір, малу вагу та високу ефективність.режим потужності.Серед імпульсних джерел живлення, які наразі представлені на ринку, джерело живлення 100 кГц виготовлено з біполярних транзисторів і джерело живлення 500 кГц виготовлено з MOS-FET були введені в практичне використання, але їх частота потребує подальшого вдосконалення.Щоб збільшити частоту перемикання, необхідно зменшити втрати на перемикання, а для зменшення втрат на перемикання потрібні високошвидкісні комутаційні компоненти.Однак із збільшенням швидкості перемикання можуть виникати стрибки або шум через розподілену індуктивність і конденсатори в ланцюзі або накопичений заряд у діодах.Таким чином, це не лише вплине на навколишнє електронне обладнання, а й значно знизить надійність самого джерела живлення .Серед них, щоб запобігти стрибку напруги, який виникає під час відкриття та закриття вимикача, можна використовувати буфери R-C або LC, а для стрибків струму, спричинених накопиченим зарядом діода, можна використовувати магнітний буфер, виготовлений з аморфногоможна використовувати магнітний сердечник.Однак для високих частот понад 1 МГц слід використовувати резонансний контур, щоб напруга на перемикачі або струм через перемикач були синусоїдальними, що може не тільки зменшити втрати при перемиканні, але й контролювати виникнення стрибків.Такий спосіб перемикання називається резонансним.В даний час дослідження такого типу перемикання джерела живлення дуже активні, тому що цей метод теоретично може зменшити втрати при перемиканні до нуля без значного збільшення швидкості перемикання, а також шумтакож малий, який, як очікується, стане однією з високих частот комутаційного джерела живлення .основний шлях.Зараз у багатьох країнах світу працюють над практичними дослідженнями мультитерагерцових перетворювачів.
