Обсуждение высокопроизводительного импульсного источника питания постоянного тока со стабилизацией
С непрерывным развитием технологии силовой электроники высокопроизводительные импульсные источники питания постоянного тока будут широко использоваться в энергосистемах. Основными преимуществами переключения постоянного тока являются: стабильность работы, хорошая надежность, малый вес, высокая эффективность и низкое энергопотребление и т. Д., Его тенденция развития более конкурентоспособна, чем у других токов переключения. Переключение постоянного тока используется в области питания ускорителей частиц и так далее. После всестороннего анализа и общего рассмотрения. Исследователи соответствующих технологий разработали высокопроизводительный импульсный регулируемый источник питания постоянного тока с использованием модели слабого сигнала с преобразованием постоянного тока в постоянный с фазовым сдвигом.
1 Анализ динамической модели слабого сигнала
Выбор динамических слабосигнальных моделей разнообразен, и результаты проектирования, полученные с использованием разных моделей, различны. Импульсный источник питания по сути является нелинейным объектом управления. Использование аналитического метода для управления моделированием может только аппроксимировать модель малых возмущений сигнала в устойчивом состоянии, и вывод, полученный при использовании этой модели для объяснения крупномасштабных возмущений, не совсем точен. Это в основном выигрывает от того факта, что импульсный источник питания обычно работает в установившемся режиме. Высокопроизводительный импульсный источник питания постоянного тока, разработанный в соответствии с моделью помех слабого сигнала, в сочетании с использованием вспомогательных цепей может полностью обеспечить соответствие характеристик импульсного источника питания требованиям.
2 Определение показателя эффективности стабилизированного источника постоянного тока
2.1 Требования к индексу стабильности
Согласно соответствующим данным и практическим результатам, разные системы должны иметь разную степень устойчивости, а их переходные характеристики относительно хороши. Однако для стабилизированного источника питания постоянного тока требуется, чтобы запас по усилению системы был больше или равен 40 дБ, а запас по фазе был больше или равен 30 дБ.
2.2 Индекс переходной характеристики
Когда импульсный источник питания нарушен, его выход будет затронут и вызовет соответствующий джиттер, и, наконец, постепенно вернется к стабильному значению. Обычно для оценки динамических характеристик мы используем диапазон перерегулирования и продолжительность времени динамического восстановления. Чем выше частота кроссовера, тем короче время, необходимое для динамического восстановления; амплитуда выброса и запас по фазе также существуют
в тесной корреляции.
2.3 Анализ точности источника питания
К точности напряжения предъявляются строгие требования, и его расчетный диапазон не превышает 1 ‰, а пульсации не превышают 1 ‰. Однако пульсация делится на две части: высокочастотную и низкочастотную. Частота переключения вызывает подавление высокочастотной части выходным фильтром; колебания сетки вносят низкочастотную часть, а низкочастотная часть в основном зависит от отрицательной обратной связи системы для ее преодоления.
3 Анализ и проектирование высокоэффективного импульсного источника питания постоянного тока
3.1 Конструкция и применение компенсационной сети
При проектировании стабильного источника питания наиболее часто используется метод PI или PID-алгоритм для проектирования компенсационной сети. После компенсации ПИ-регулятора способность системы противостоять высокочастотным помехам значительно повышается, и единственным недостатком являются плохие динамические характеристики. При введении дифференциального алгоритма быстродействие системы значительно улучшится, но есть и определенные недостатки: (1) Дополнительное введение слишком большого количества нулевых точек повысит чувствительность к высокочастотным сигналам и легко вызовет блокировку усилителя. . (2) Увеличение, соответствующее пульсациям переключения, увеличивается, что легко приводит к тому, что усилитель входит в нелинейную область. Поэтому постарайтесь выбрать ведущее отставание, чтобы сделать соответствующую компенсацию компенсационной сети.
3.2 Принцип построения высокопроизводительного импульсного регулируемого источника питания постоянного тока
При разработке высокопроизводительного импульсного регулируемого источника питания его идеальные технические показатели: (1) Входное переменное напряжение 220В (50Гц ~ 60Гц). (2) Выходное напряжение постоянного тока 5 В, выходной ток 3 А. (3) Когда входное переменное напряжение изменяется от 180 В до 250 В, относительное изменение выходного напряжения составляет менее 2 процентов. (4) Выходное сопротивление R0 меньше 0,1 В. (5) Максимальное выходное пульсирующее напряжение ниже 10 мВ.
Основной принцип работы: рабочая частота линейного регулируемого источника питания с самостоятельным потоком низкая, состояние регулировочной трубки большое, а эффективность низкая. Когда регулировочная трубка работает в состоянии переключения, объем небольшой, а эффективность высокая. В соответствии с генерацией сигналов переключения существует два типа стабилизированных источников питания постоянного тока импульсного типа: с самовозбуждением и с другим возбуждением, и их можно разделить на две категории: индуктивный накопитель энергии и трансформаторная связь с точки зрения методов передачи энергии. Стабилизированный источник питания постоянного тока с автоматическим возбуждением, простой схемой, узким диапазоном регулирования напряжения и низкой стабильностью выходного напряжения. Это захватывающий стабилизированный источник питания постоянного тока импульсного типа, который в основном полагается на автоматическую регулировку рабочего цикла формы рабочего сигнала для стабилизации выходного напряжения, а выходное напряжение достаточно стабильно. Индуктивный тип накопления энергии подходит для использования в регулируемых источниках питания постоянного тока мощностью менее 50 Вт, в то время как тип трансформаторной связи часто используется в мощных регулируемых источниках питания постоянного тока. Схема оснащена звеном усиления ошибки обратной связи, которое автоматически регулирует коэффициент заполнения прямоугольной волны на первичной стороне трансформатора в соответствии с изменением выходного напряжения, чтобы достичь цели стабилизации выходного напряжения.
