Принцип работы импульсного источника питания Три состояния импульсного источника питания
Принцип работы импульсного источника питания Процесс работы импульсного источника питания довольно прост для понимания. В линейном блоке питания силовой транзистор работает в линейном режиме. В отличие от линейного источника питания импульсный источник питания с ШИМ заставляет силовой транзистор работать во включенном и выключенном состоянии. , в этих двух состояниях добавленное к силовому транзистору вольт-амперное произведение очень мало (при его включении напряжение низкое, а ток большой; при выключенном напряжение высокое, а ток большой малый) / вольт на силовом устройстве. Произведение в амперах представляет собой потери, генерируемые на силовом полупроводниковом устройстве.
Принцип работы импульсного источника питания
Процесс работы импульсного блока питания довольно прост для понимания. В линейном блоке питания силовой транзистор работает в линейном режиме. В отличие от линейного источника питания импульсный источник питания с ШИМ заставляет силовой транзистор работать во включенном и выключенном состояниях. В состоянии добавленное к силовому транзистору вольт-амперное произведение очень мало (при его включении напряжение низкое, а ток большой; при выключенном - напряжение высокое, а ток маленький) / произведение вольт-ампер на силовом устройстве - это потери в силовом полупроводнике, понесенные в устройстве. По сравнению с линейным источником питания, более эффективный рабочий процесс импульсного источника питания с широтно-импульсным модулятором достигается за счет «прерывания», то есть прерывания входного постоянного напряжения в импульсное напряжение, амплитуда которого равна амплитуде входного напряжения. Скважность импульса регулируется контроллером импульсного источника питания. Как только входное напряжение превращается в прямоугольную волну переменного тока, ее амплитуда может повышаться или понижаться с помощью трансформатора. Увеличивая количество вторичных обмоток трансформатора, можно увеличить количество групп выходного напряжения. Наконец, эти формы сигналов переменного тока выпрямляются и фильтруются для получения выходного напряжения постоянного тока. Основная цель контроллера - поддерживать стабильное выходное напряжение, и его работа очень похожа на линейную форму контроллера. Другими словами, функциональный блок, опорное напряжение и усилитель ошибки контроллера могут быть спроектированы так же, как и у линейного регулятора. Разница между ними заключается в том, что выходной сигнал усилителя ошибки (напряжение ошибки) проходит через блок преобразования напряжения/длительности импульса, прежде чем управлять силовым транзистором. Существует два основных режима работы импульсного источника питания: прямое преобразование и повышающее преобразование. Хотя расположение их различных частей очень мало, рабочий процесс очень разный, и каждый из них имеет свои преимущества в конкретных приложениях.
Три состояния импульсного источника питания
выключатель
Силовая электроника работает в режиме переключения, а не в линейном состоянии.
высокая частота
Силовые электронные устройства работают на высоких частотах, а не на низких частотах, близких к промышленным.
ОКРУГ КОЛУМБИЯ
Импульсный источник питания выдает постоянный ток вместо переменного, а также может выводить высокочастотный переменный ток, например электронные трансформаторы.
Классификация импульсного блока питания
В области технологии импульсного источника питания люди одновременно разрабатывают соответствующие силовые электронные устройства и технологию преобразования частоты переключения. Эти два продвигают друг друга, чтобы продвигать импульсный источник питания к легкому, маленькому, тонкому, малошумному, высокой надежности, развитию в направлении защиты от помех. Импульсные источники питания можно разделить на две категории: AC/DC и DC/DC. Есть также AC/ACDC/AC, такие как инверторы. Преобразователи постоянного тока теперь имеют модульную структуру, а технологии проектирования и производственные процессы совершенствуются как в стране, так и за рубежом. Стандартизация была признана пользователями, но модульность AC/DC в силу своих особенностей сталкивается с более сложными техническими и технологическими проблемами в процессе модульности. Структура и характеристики двух типов импульсных источников питания описаны ниже.
Тенденции развития технологии импульсных источников питания
Направление развития импульсного источника питания - высокая частота, высокая надежность, низкое потребление, низкий уровень шума, защита от помех и модульность. Поскольку ключевой технологией импульсного источника питания является легкая, маленькая и тонкая высокочастотная, поэтому основные зарубежные производители импульсных источников питания стремятся синхронно разрабатывать новые высокоинтеллектуальные компоненты, особенно для улучшения потерь устройства вторичного выпрямления, и в силовые железо-кислородные (Mn? Zn) материалы для увеличения научно-технических инноваций для улучшения высоких магнитных характеристик на высокой частоте и большой плотности магнитного потока (Bs), а миниатюризация устройства также является ключевой технологией. Применение технологии SMT сделало большой шаг вперед в импульсных источниках питания. Компоненты расположены по обеим сторонам печатной платы, чтобы импульсный источник питания был легким, маленьким и тонким. Высокая частота импульсного источника питания неизбежно изменит традиционную технологию переключения ШИМ. Технология мягкого переключения ZVS и ZCS стала основной технологией импульсного источника питания, и эффективность работы импульсного источника питания была значительно улучшена. Для высоких показателей надежности производители импульсных блоков питания в США снижают нагрузку на устройства за счет снижения рабочего тока и температуры перехода, что значительно повышает надежность изделий. Модульность – это общая тенденция развития импульсных источников питания. Модульные источники питания могут использоваться для формирования распределенных систем питания, а системы питания с резервированием N плюс 1 могут быть спроектированы для увеличения мощности в параллельном режиме. Стремясь к недостатку высокого рабочего шума импульсного источника питания, если преследовать только высокую частоту, шум также соответственно увеличится, и использование технологии частично-резонансной схемы преобразования может теоретически достичь высокой частоты и уменьшить шум, но некоторые из них до сих пор остаются технические проблемы в практическом применении технологии резонансного преобразования, поэтому предстоит еще много работы в этой области, чтобы сделать эту технологию практичной. Постоянные инновации в технологии силовой электроники делают индустрию импульсных источников питания большими перспективами развития. Чтобы ускорить развитие индустрии импульсных источников питания в моей стране, мы должны встать на путь технологических инноваций, уйти с пути совместного развития промышленности, образования и исследований с китайской спецификой и внести свой вклад в быстрое развитие моей народное хозяйство страны.
Способ повышения резервной эффективности импульсного источника питания
вырезать начало
Для обратноходового питания микросхема управления питается от вспомогательной обмотки после запуска, а падение напряжения на пусковом резисторе составляет около 300В. Предполагая, что пусковое сопротивление составляет 47 кОм, потребляемая мощность составляет около 2 Вт. Для повышения эффективности режима ожидания этот резисторный канал должен быть отключен после запуска. TOPSWITCH, ICE2DS02G имеет внутри специальную схему запуска, которая может отключать резистор после запуска. Если в контроллере нет специальной пусковой схемы, то конденсатор можно включить последовательно с пусковым резистором, и потери после пуска постепенно уменьшатся до нуля. Недостатком является то, что источник питания не может перезапуститься сам, и схема может быть запущена снова только после отключения входного напряжения для разрядки конденсатора.
уменьшить тактовую частоту
Тактовая частота может снижаться плавно или резко. Плавное снижение означает, что когда обратная связь превышает определенный порог, тактовая частота линейно уменьшается через определенный модуль.
переключить режим работы
1. QR→pWM Для импульсных источников питания, работающих в высокочастотном режиме, переключение в низкочастотный режим в режиме ожидания может уменьшить потери в режиме ожидания. Например, для квазирезонансного импульсного источника питания (рабочая частота от нескольких сотен кГц до нескольких МГц) в режиме ожидания он может быть переведен в режим управления низкочастотной широтно-импульсной модуляцией ШИМ (десятки кГц). Чип IRIS40xx повышает эффективность работы в режиме ожидания, переключаясь между QR и PWM. Когда источник питания находится под небольшой нагрузкой и в режиме ожидания, напряжение вспомогательной обмотки мало, Q1 выключен, и резонансный сигнал не может быть передан на клемму FB. Напряжение ОС ниже порогового напряжения внутри микросхемы, и квазирезонансный режим не может быть запущен, и схема работает на более низкой частоте. ШИМ режим управления.
2. PWM→pFM Для переключения блоков питания, работающих в режиме PWM при номинальной мощности, можно также переключиться в режим pFM для повышения эффективности режима ожидания, то есть для фиксации времени включения и регулировки времени отключения. Чем ниже нагрузка, тем больше время простоя и выше рабочая частота. Низкий. Добавьте сигнал ожидания на его вывод pW/, в условиях номинальной нагрузки, вывод высокий, схема работает в режиме ШИМ, когда нагрузка ниже определенного порога, вывод вытягивается низко, схема работает в режиме pFM. Реализация переключения между PWM и PFM также повышает эффективность источника питания при небольшой нагрузке и в режиме ожидания. Уменьшая тактовую частоту и переключая рабочий режим, можно уменьшить рабочую частоту в режиме ожидания, повысить эффективность в режиме ожидания, сохранить работу контроллера и правильно регулировать выходную мощность во всем диапазоне нагрузки. Быстро реагирует даже при скачках нагрузки от нуля до полной нагрузки и наоборот. Значения падения и выброса выходного напряжения находятся в допустимых пределах.
Управляемый импульсный режим
(BurstMode) управляемый импульсный режим, также известный как SkipCycleMode (SkipCycleMode), относится к определенному звену схемы, управляемому сигналом с периодом, превышающим период тактового сигнала ШИМ-контроллера, когда он находится под малой нагрузкой или в режиме ожидания, поэтому что выходной импульс ШИМ периодически действителен или недействителен, так что эффективность легкой нагрузки и режима ожидания может быть улучшена за счет уменьшения количества переключателей и увеличения рабочего цикла при постоянной частоте. Этот сигнал может быть добавлен к каналу обратной связи, каналу вывода сигнала ШИМ, выводу включения микросхемы ШИМ (например, LM2618, L6565) или внутреннему модулю микросхемы (например, микросхемам серий NCp1200, FSD200, L6565 и TinySwitch).
