1. Visão geral da fonte de alimentação chaveada
Trocando fonte de alimentaçãoé um dispositivo de conversão de energia elétrica de alta frequência, também conhecido como fonte de alimentação comutada ou conversor de comutação. Ele muda a tensão de entrada em um sinal de pulso de alta frequência através de um tubo de comutação de alta velocidade e, em seguida, converte a energia elétrica de uma forma para outra através do processamento detransformador, circuito retificador e circuito de filtragem e, finalmente, obtém uma tensão CC estável de baixa ondulação para fonte de alimentação.
A fonte de alimentação chaveada tem as vantagens de alta eficiência, boa estabilidade, tamanho pequeno, peso leve, alta confiabilidade e pode ser adaptada às diferentes necessidades de energia do equipamento.
A fonte de alimentação chaveada tem sido amplamente utilizada em vários campos, incluindo automação industrial, comunicações e novas energias. No campo da automação industrial, a fonte de alimentação chaveada fornece suporte de energia estável para vários equipamentos de automação para garantir a operação eficiente e estável dos equipamentos.
No campo da comunicação, a fonte de alimentação chaveada é amplamente utilizada em estações base sem fio, equipamentos de rede, etc., para garantir a estabilidade da transmissão do sinal do sistema de comunicação e melhorar a qualidade da comunicação. No domínio das novas energias, a comutação da fonte de alimentação desempenha um papel fundamental nos sistemas de energia solar e eólica, ajudando a utilização eficaz das energias renováveis.
A fonte de alimentação chaveada é composta aproximadamente de quatro componentes principais: circuito de entrada, conversor, circuito de controle e circuito de saída. A seguir está um diagrama de blocos esquemático típico de uma fonte de alimentação chaveada. Dominá-lo é importante para entendermos a fonte de alimentação chaveada.
2. Classificação de fontes chaveadas
As fontes de alimentação chaveadas podem ser classificadas de acordo com diferentes padrões de classificação. A seguir estão vários métodos de classificação comuns:
1. Classificação por tipo de potência de entrada:
Fonte de alimentação comutada AC-DC: converte energia AC em energia DC.
Fonte de alimentação comutada DC-DC: converte energia DC em outra tensão DC.
2. Classificação por modo de trabalho:
Fonte de alimentação chaveada de terminação única: possui apenas um tubo de comutação, adequado para aplicações de baixa potência.
Fonte de alimentação de comutação dupla: possui dois tubos de comutação, adequados para aplicações de alta potência.
3. Classificação por topologia:
De acordo com a topologia, ele pode ser dividido em Buck, Boost, Buck-Boost, Flyback, Forward, Two-Transistor Forward, Push-Pull, Half Bridge, Full Bridge, etc. As fontes de alimentação chaveadas também podem ser classificadas com mais detalhes de acordo com outros requisitos e aplicações específicas.
A seguir, apresentaremos o Flyback e o Forward comumente usados. Forward e flyback são duas tecnologias diferentes de fonte de alimentação comutada. A fonte de alimentação de comutação direta refere-se a uma fonte de alimentação de comutação que usa um transformador direto de alta frequência para isolar a energia acoplada, e a fonte de alimentação de comutação flyback correspondente é uma fonte de alimentação de comutação flyback.
2.1 Fonte de alimentação comutada diretamente
A fonte de alimentação de comutação direta na estrutura é mais complexa, mas a potência de saída é muito alta, adequada para fonte de alimentação de comutação de 100W-300W, geralmente usada em fonte de alimentação de comutação de baixa tensão e alta corrente, mais amplamente utilizada.
Conforme mostrado na figura abaixo, para fonte de alimentação de comutação direta, especificamente quando o tubo de comutação é ligado, o transformador de saída atua como um meio diretamente acoplado à energia do campo magnético, a energia elétrica e a energia magnética são convertidas entre si, de modo que o entrada e saída ao mesmo tempo.
Há também deficiências na aplicação diária: como a necessidade de aumentar o enrolamento potencial reverso (para evitar que a bobina primária do transformador gerada pelo potencial reverso quebre o tubo de comutação), o secundário mais de um indutor para filtragem de armazenamento de energia, então em comparação com a fonte de alimentação de comutação flyback, seu custo é mais alto e o volume do transformador de alimentação de comutação direta do que o volume do transformador de alimentação de comutação flyback é maior.
Fonte de alimentação de comutação direta
2.2 Fonte de alimentação comutada Flyback
Conforme mostrado na figura abaixo, uma fonte de alimentação comutada flyback refere-se a uma fonte de alimentação comutada que usa um transformador flyback de alta frequência para isolar os circuitos de entrada e saída. Seu transformador não apenas desempenha o papel de converter tensão para transmitir energia, mas também desempenha o papel de indutor de armazenamento de energia. Portanto, o transformador flyback é semelhante ao projeto de um indutor. Todos os circuitos são relativamente simples e fáceis de controlar. Flyback é amplamente utilizado em aplicações de baixa potência de 5W-100W.
Para uma fonte de alimentação chaveada flyback, quando o tubo da chave é ligado, a corrente do indutor primário do transformador aumenta. Como a bobina de saída do circuito flyback tem extremidades opostas, o diodo de saída é desligado, o transformador armazena energia e a carga é alimentada com energia pelo capacitor de saída. Quando o tubo interruptor é desligado, a tensão indutiva do indutor primário do transformador é invertida. Neste momento, o diodo de saída é ligado e a energia do transformador é fornecida à carga através do diodo, enquanto carrega o capacitor.
Fonte de alimentação comutada Flyback
Pela comparação, percebe-se que o transformador de excitação direta tem apenas a função de transformador, e o todo pode ser considerado um circuito buck com transformador. O transformador flyback pode ser considerado um indutor com função de transformador, é um circuito buck-boost. Em geral, o princípio de funcionamento do flyback direto é diferente, direto é o trabalho secundário do trabalho primário, o secundário não funciona com um indutor de corrente para renovar a corrente, geralmente o modo CCM.
O fator de potência geralmente não é alto e o ciclo de trabalho variável de entrada e saída é proporcional. Flyback é o trabalho primário, o secundário não funciona, os dois lados independentemente, geralmente modo DCM, mas a indutância do transformador será relativamente pequena, e a necessidade de adicionar entreferro, geralmente adequado para potência pequena e média.
O transformador direto é ideal, sem armazenamento de energia, mas como a indutância de excitação é um valor finito, a corrente de excitação faz com que o núcleo seja grande, para evitar a saturação do fluxo, o transformador precisa de enrolamento auxiliar para reinicialização do fluxo.
O transformador flyback pode ser visto como uma forma de indutância acoplada, a indutância primeiro armazena energia e depois é descarregada, devido às tensões de entrada e saída do transformador flyback de polaridade oposta, portanto, quando o tubo de comutação é desconectado, o secundário pode fornecer onúcleo magnéticocom uma tensão de reinicialização e, portanto, o transformador flyback não precisa adicionar enrolamento de reinicialização de fluxo adicional.
Horário da postagem: 29 de setembro de 2024