Особенности технологии импульсных источников питания
1 Импульсная плотность мощности источника питания.
Повышение удельной мощности импульсного блока питания, его миниатюризация и облегчение — цель, которую люди постоянно преследуют. Это особенно важно для портативных электронных устройств (таких как мобильные телефоны, цифровые фотоаппараты и т. д.). Существует несколько конкретных способов миниатюризации импульсного источника питания: один из них — высокочастотный. Для достижения высокой удельной мощности источника питания необходимо увеличить рабочую частоту ШИМ-преобразователя, тем самым уменьшив объем и вес компонентов накопителя энергии в схеме. Во-вторых, применение пьезоэлектрических преобразователей. Применение пьезоэлектрических преобразователей позволяет сделать высокочастотные преобразователи мощности легкими, компактными, тонкими и с высокой удельной мощностью. Пьезоэлектрические преобразователи используют уникальные свойства преобразования «напряжение-вибрация» и «вибрация-напряжение» пьезоэлектрических керамических материалов для передачи энергии. Его эквивалентная схема похожа на последовательно-параллельную резонансную схему, и это одна из горячих точек исследований в области преобразования энергии. В-третьих, использовать новый тип конденсатора. Чтобы уменьшить объем и вес силового электронного оборудования, необходимо попытаться улучшить характеристики конденсаторов, увеличить плотность энергии, а также исследовать и разработать новые конденсаторы, подходящие для силовой электроники и систем питания, которые требуют большой емкости и малого эквивалента. последовательное сопротивление (ESR). , маленький размер и т.д.
2. Высокочастотные магнитные компоненты.
В системе питания используется большое количество магнитных компонентов. Материалы, структура и характеристики высокочастотных магнитных компонентов отличаются от тех, что используются для магнитных компонентов промышленной частоты. Есть много проблем, которые нужно изучить. Магнитные материалы, используемые в высокочастотных магнитных компонентах, должны иметь низкие потери, хорошие характеристики рассеивания тепла и превосходные магнитные характеристики. Магнитные материалы, подходящие для мегагерцовых частот, привлекли внимание людей, а также были разработаны и применены нанокристаллические магнитомягкие материалы.
3. Технология синхронного выпрямления.
Для низковольтных преобразователей с плавным переключением сильноточных выходов мерой по дальнейшему повышению их эффективности является попытка уменьшить потери переключателя во включенном состоянии. Например, технология синхронного выпрямления (SR), то есть обратное подключение силовой МОП-лампы используется в качестве переключающего диода для выпрямления вместо диода Шоттки (SBD), что позволяет уменьшить падение напряжения на лампе, тем самым улучшая КПД цепи.
4. Электромагнитная совместимость.
Проблема электромагнитной совместимости (ЭМС) высокочастотного импульсного источника питания имеет свою специфику. Di/dt и dv/dt, генерируемые силовыми полупроводниковыми приборами в процессе переключения, вызывают сильные кондуктивные электромагнитные помехи и гармонические помехи, а также излучение сильного электромагнитного поля (обычно ближнего поля). Они не только серьезно загрязняют окружающую электромагнитную среду, но и вызывают электромагнитные помехи для близлежащего электрооборудования, а также могут угрожать безопасности находящихся поблизости операторов. В то же время схема управления внутри силовой электронной схемы (например, переключающий преобразователь) также должна выдерживать электромагнитные помехи, создаваемые действием переключения, и помехи электромагнитного шума в месте применения. Многие университеты в стране и за рубежом проводили исследования электромагнитных помех и электромагнитной совместимости силовых электронных схем и добились многих обнадеживающих результатов.
