1. Prehľad spínaného napájacieho zdroja
Spínaný zdrojje vysokofrekvenčné zariadenie na premenu elektrickej energie, známe aj ako spínaný zdroj alebo spínací menič. Prepína vstupné napätie na vysokofrekvenčný impulzný signál cez vysokorýchlostnú spínaciu trubicu a potom premieňa elektrickú energiu z jednej formy na druhú prostredníctvom spracovaniatransformátor, obvod usmerňovača a filtračný obvod a nakoniec získa stabilné nízke zvlnené jednosmerné napätie pre napájanie.
Spínaný zdroj má výhody vysokej účinnosti, dobrej stability, malej veľkosti, nízkej hmotnosti, vysokej spoľahlivosti a môže byť prispôsobený rôznym potrebám napájania zariadení.
Spínané napájacie zdroje sa široko používajú v rôznych oblastiach vrátane priemyselnej automatizácie, komunikácií a novej energetiky. V oblasti priemyselnej automatizácie poskytuje spínaný zdroj stabilnú napájaciu podporu pre rôzne automatizačné zariadenia, aby sa zabezpečila efektívna a stabilná prevádzka zariadení.
V oblasti komunikácie je spínaný zdroj široko používaný v bezdrôtových základňových staniciach, sieťových zariadeniach atď., Aby sa zabezpečila stabilita prenosu signálu komunikačného systému a zlepšila sa kvalita komunikácie. V oblasti novej energetiky hrá spínané napájanie kľúčovú úlohu v solárnych a veterných energetických systémoch, čím napomáha efektívnemu využívaniu obnoviteľnej energie.
Spínaný zdroj sa skladá zhruba zo štyroch hlavných komponentov: vstupný obvod, prevodník, riadiaci obvod a výstupný obvod. Nasleduje typický schematický blokový diagram spínaného zdroja, ktorého zvládnutie je dôležité pre pochopenie spínaného zdroja.
2. Klasifikácia spínaných zdrojov
Spínané zdroje je možné klasifikovať podľa rôznych klasifikačných noriem. Nasleduje niekoľko bežných metód klasifikácie:
1. Klasifikácia podľa typu príkonu:
Spínaný zdroj AC-DC: premieňa striedavý prúd na jednosmerný prúd.
DC-DC spínaný zdroj: premieňa jednosmerný prúd na iné jednosmerné napätie.
2. Klasifikácia podľa pracovného režimu:
Jednostranný spínaný zdroj: má iba jednu spínaciu trubicu, vhodný pre aplikácie s nízkym výkonom.
Dvojitý spínací zdroj: má dve spínacie trubice, vhodné pre vysokovýkonné aplikácie.
3. Klasifikácia podľa topológie:
Podľa topológie sa dá zhruba rozdeliť na Buck, Boost, Buck-Boost, Flyback, Forward, Two-Transistor Forward, Push-Pull, Half Bridge, Full Bridge atď. Tieto klasifikačné metódy sú len časťou z nich. Spínané zdroje možno podrobnejšie klasifikovať aj podľa iných špecifických požiadaviek a aplikácií.
Ďalej si predstavíme bežne používané Flyback a Forward. Forward a flyback sú dve rôzne technológie spínaného napájania. Dopredný spínaný napájací zdroj sa týka spínaného napájacieho zdroja, ktorý využíva dopredný vysokofrekvenčný transformátor na izoláciu viazanej energie, a zodpovedajúci flyback spínaný napájací zdroj je spätný spínaný zdroj.
2.1 Dopredný spínaný zdroj napájania
Dopredný spínaný napájací zdroj v štruktúre je zložitejší, ale výstupný výkon je veľmi vysoký, vhodný pre spínaný napájací zdroj 100W-300W, ktorý sa všeobecne používa v nízkonapäťovom vysokoprúdovom spínanom napájacom zdroji.
Ako je znázornené na obrázku nižšie, pre dopredné spínané napájanie, konkrétne keď je spínacia trubica zapnutá, výstupný transformátor funguje ako médium priamo spojené s energiou magnetického poľa, elektrická energia a magnetická energia sa navzájom premieňajú, takže vstup a výstup súčasne.
Existujú aj nedostatky v každodennej aplikácii: ako je potreba zvýšiť vinutie spätného potenciálu (aby sa zabránilo rozpadu primárnej cievky transformátora generovaného spätným potenciálom na spínaciu trubicu), sekundárna viac ako jedna tlmivka na filtrovanie akumulácie energie, takže v porovnaní s flyback spínaným napájacím zdrojom je jeho cena vyššia a objem dopredného spínaného napájacieho transformátora je väčší ako objem flyback spínaného napájacieho transformátora.
Dopredný spínaný zdroj napájania
2.2 Flyback spínaný napájací zdroj
Ako je znázornené na obrázku nižšie, flyback spínaný napájací zdroj sa týka spínaného napájacieho zdroja, ktorý využíva flyback vysokofrekvenčný transformátor na izoláciu vstupných a výstupných obvodov. Jeho transformátor zohráva úlohu nielen pri premene napätia na prenos energie, ale zohráva aj úlohu induktora na ukladanie energie. Preto je spätný transformátor podobný konštrukcii induktora. Všetky obvody sú pomerne jednoduché a ľahko ovládateľné. Flyback je široko používaný v aplikáciách s nízkym výkonom 5W-100W.
Pri spínanom napájacom zdroji typu flyback, keď je spínacia trubica zapnutá, prúd primárnej tlmivky transformátora stúpa. Pretože výstupná cievka spätného obvodu má opačné konce, výstupná dióda je vypnutá, transformátor ukladá energiu a záťaž je zásobovaná energiou výstupným kondenzátorom. Keď je spínacia trubica vypnutá, indukčné napätie primárneho induktora transformátora sa obráti. V tomto čase je výstupná dióda zapnutá a energia transformátora sa dodáva do záťaže cez diódu, pričom sa nabíja kondenzátor.
Flyback spínaný napájací zdroj
Z porovnania je zrejmé, že transformátor dopredného budenia má len funkciu transformátora a celok možno považovať za obvod s transformátorom. Flyback transformátor možno považovať za induktor s funkciou transformátora, je to obvod buck-boost. Vo všeobecnosti je pracovný princíp spätného chodu vpred odlišný, vpred je primárna sekundárna práca, sekundárna nefunguje s prúdovým induktorom na obnovenie aktuálneho, vo všeobecnosti CCM režimu.
Účiník vo všeobecnosti nie je vysoký a vstupný a výstupný a variabilný pracovný cyklus je úmerný. Flyback je primárna práca, sekundárna nefunguje, dve strany nezávisle, vo všeobecnosti režim DCM, ale indukčnosť transformátora bude relatívne malá a je potrebné pridať vzduchovú medzeru, takže je zvyčajne vhodný pre malý a stredný výkon.
Dopredný transformátor je ideálny, bez ukladania energie, ale pretože budiaca indukčnosť je konečná hodnota, budiaci prúd spôsobí, že jadro bude veľké, aby sa predišlo saturácii toku, transformátor potrebuje pomocné vinutie na reset toku.
Flyback transformátor môže byť videný ako forma viazanej indukčnosti, indukčnosť najprv akumuluje energiu a potom vybíja, kvôli vstupnému a výstupnému napätiu flyback transformátora s opačnou polaritou, takže keď je spínacia trubica odpojená, sekundárny môže poskytnúťmagnetické jadros resetovacím napätím, a teda flyback transformátor nemusí pridávať ďalšie vinutie na resetovanie toku.
Čas odoslania: 29. septembra 2024