Classificazione dell'alimentatore switching, spiegazione dettagliata dell'alimentatore AD/DC e DC/DC.
Classificazione degli alimentatori switching
Il campo tecnico degli alimentatori a commutazione è quello di sviluppare dispositivi elettronici di potenza correlati sviluppando al contempo la tecnologia di conversione della frequenza di commutazione. I due promuovono reciprocamente lo sviluppo dell'alimentatore switching nella direzione della luce, piccolo, sottile, a basso rumore, alta affidabilità e anti-interferenza con un tasso di crescita annuale di oltre due cifre. Gli alimentatori switching possono essere suddivisi in due categorie: AC/DC e DC/DC. Il convertitore DC/DC è stato modularizzato e la tecnologia di progettazione e il processo di produzione sono stati maturati e standardizzati in patria e all'estero e sono stati riconosciuti dagli utenti. Tuttavia, la modularizzazione di AC/DC ha incontrato problemi di produzione tecnici e tecnologici più complicati nel processo di modularizzazione a causa delle sue caratteristiche. Di seguito vengono descritte la struttura e le caratteristiche di due tipi di alimentatori switching.
2.1 Conversione CC/CC
La conversione DC/DC consiste nel convertire una tensione DC fissa in una tensione DC variabile, nota anche come chopping DC. Chopper funziona in due modi, uno è che la modalità di modulazione dell'ampiezza dell'impulso Ts rimane invariata, cambiando ton (universale), e l'altro è che la modalità di modulazione di frequenza ton rimane invariata, cambiando Ts (soggetta a interferenze). Il suo circuito specifico è costituito dalle seguenti categorie:
(1) Chopper step-down del circuito buck, la cui tensione media di uscita Uo è inferiore alla tensione di ingresso Ui e ha la stessa polarità.
(2) Chopper di potenziamento del circuito, la cui tensione media di uscita Uo è maggiore della tensione di ingresso Ui e la polarità è la stessa.
(3) Circuito Buck-Boost-buck o chopper boost, la cui tensione media di uscita Uo è maggiore o minore della tensione di ingresso Ui, con polarità opposta e trasmissione induttiva.
(4) Circuito Cuk-step-down o step-up chopper, la cui tensione media di uscita Uo è maggiore o minore della tensione di ingresso UI, con polarità opposta e trasmissione capacitiva.
Al giorno d'oggi, la tecnologia soft-switching ha fatto un salto di qualità nel DC/DC. Molti convertitori CC/CC a commutazione graduale ECI progettati e prodotti dalla VICOR Company negli Stati Uniti hanno * grandi potenze di uscita di 300 W, 600 W e 800 W e le densità di potenza corrispondenti sono (6, 2, 10, 17) W/cm3, e l'efficienza è (80-90)%. Un modulo di alimentazione switching ad alta frequenza della serie RM con tecnologia soft-switching recentemente introdotto dalla società giapponese NemicLambda ha una frequenza di commutazione di (200~300)kHz e una densità di potenza di 27 W/cm3. Viene adottato il raddrizzatore sincrono (MOS-FET al posto del diodo Schottky), che migliora l'efficienza dell'intero circuito al 90%.
2.2 Conversione CA/CC
La conversione CA/CC converte CA in CC e la direzione del flusso di potenza può essere bidirezionale. Il flusso di potenza dall'alimentatore al carico è chiamato "rettifica" e il flusso di potenza dal carico all'alimentatore è chiamato "inverter attivo". L'ingresso del convertitore AC/DC è 50/60 Hz AC, quindi deve essere raddrizzato e filtrato, quindi è necessario un condensatore di filtro relativamente grande. Allo stesso tempo, a causa delle restrizioni degli standard (come UL, CCEE, ecc.) e delle istruzioni EMC (come IEC, FCC, CSA), è necessario aggiungere un filtro EMC al lato di ingresso CA e componenti conformi al primo È necessario utilizzare uno standard che limiti la miniaturizzazione dell'alimentazione AC/DC. A causa dell'azione interna dell'interruttore ad alta frequenza, alta tensione e corrente elevata, è più difficile risolvere il problema della compatibilità elettromagnetica EMC, che impone anche requisiti elevati per la progettazione del circuito di installazione interno ad alta densità. Per lo stesso motivo, l'interruttore ad alta tensione e corrente elevata aumenta il consumo energetico e limita il processo di modularizzazione del convertitore CA/CC. Pertanto, per raggiungere un certo grado di soddisfazione è necessario adottare il metodo di progettazione dell'ottimizzazione del sistema energetico.
La conversione CA/CC può essere suddivisa in circuito a semionda e circuito a onda intera in base alla modalità di cablaggio del circuito. In base al numero di fasi di alimentazione, può essere suddiviso in monofase, trifase e multifase. Secondo il quadrante di lavoro del circuito, può essere diviso in un quadrante, due quadranti, tre quadranti e quattro quadranti.
