Clasificación de fuentes de alimentación conmutadas, explicación detallada de fuentes de alimentación AD/DC y DC/DC
Clasificación de fuentes de alimentación conmutadas
El campo popular de la tecnología de suministro de energía conmutada es desarrollar dispositivos electrónicos de potencia relacionados y al mismo tiempo desarrollar tecnología de conversión de frecuencia conmutada. La promoción mutua de los dos promueve el desarrollo de fuentes de alimentación conmutadas hacia luces, pequeñas, delgadas, de bajo ruido, alta confiabilidad y antiinterferencias con una tasa de crecimiento de más de dos dígitos cada año. Las fuentes de alimentación conmutadas se pueden dividir en dos categorías: CA/CC y CC/CC. Los convertidores CC/CC ahora han logrado la modularización, y la tecnología de diseño y el proceso de producción han sido maduros y estandarizados tanto a nivel nacional como internacional, y han sido reconocidos por los usuarios. Sin embargo, la modularización de AC/DC, debido a sus propias características, encuentra problemas técnicos y de fabricación más complejos en el proceso de modularización. A continuación se explican la estructura y características de dos tipos de fuentes de alimentación conmutadas.
Conversión CC/CC
La conversión CC/CC es el proceso de convertir un voltaje CC fijo en un voltaje CC variable, también conocido como corte de CC. Hay dos formas en que funcionan los helicópteros: una es mantener el modo de modulación de ancho de pulso Ts sin cambios y cambiar T (universal), y la otra es mantener el modo de modulación de frecuencia T sin cambios y cambiar T (propenso a interferencias). Los circuitos específicos se dividen en las siguientes categorías:
(1) Circuito reductor: un interruptor reductor con un voltaje de salida promedio Uo menor que el voltaje de entrada Ui y la misma polaridad.
(2) Circuito boost - chopper boost, con una tensión de salida media Uo mayor que la tensión de entrada Ui y la misma polaridad.
(3) Circuito Buck Boost: un interruptor reductor o elevador con un voltaje de salida promedio Uo mayor o menor que el voltaje de entrada Ui, polaridad opuesta y transmisión inductiva.
(4) Circuito Cuk: un interruptor reductor o elevador con un voltaje promedio de salida Uo mayor o menor que el voltaje de entrada UI, polaridad opuesta y transmisión por capacitor.
La tecnología de conmutación suave actual ha dado un salto cualitativo en DC/DC. La empresa VICOR en los Estados Unidos ha diseñado y fabricado varios convertidores CC/CC de conmutación suave ECI con alta potencia de salida de 300 W, 600 W, 800 W, etc., densidades de potencia correspondientes de (6, 2, 10, 17) W/cm3, y eficiencia de (80-90) por ciento. La serie RM de módulos de potencia de conmutación de alta frecuencia que utilizan tecnología de conmutación suave, lanzada recientemente por la empresa japonesa NemicLambda, tiene una frecuencia de conmutación de (200-300) kHz y una densidad de potencia de 27 W/cm3. Utiliza rectificadores síncronos (MOS-FET en lugar de diodos Schottky), lo que mejora la eficiencia de todo el circuito hasta en un 90 por ciento.
2.2 Conversión CA/CC
La conversión /CC es el proceso de convertir CA en CC y el flujo de energía puede ser bidireccional. El flujo de energía desde la fuente de energía a la carga se llama "rectificación" y el flujo de energía desde la carga a la fuente de energía se llama "inversor activo". La entrada del convertidor CA/CC es de alimentación CA de 50/60 Hz. Debido a la necesidad de rectificación y filtrado, son esenciales condensadores de filtrado relativamente grandes. Al mismo tiempo, debido a las limitaciones de los estándares (como UL, CCEE, etc.) y las directivas EMC (como IEC, FCC, CSA), se debe agregar al filtrado EMC y el uso de componentes que cumplan con los estándares. Lado de entrada de CA, que limita la miniaturización del volumen de la fuente de alimentación de CA/CC. Además, debido a la alta frecuencia interna y el alto voltaje, la acción de los interruptores de alta corriente aumenta la dificultad para resolver los problemas de compatibilidad electromagnética EMC, lo que plantea altos requisitos para el diseño de circuitos internos de instalación de alta densidad. Por las mismas razones, los interruptores de alto voltaje y alta corriente aumentan el consumo de energía y limitan el proceso de modularización de los convertidores CA/CC. Por lo tanto, es necesario adoptar métodos de diseño de optimización del sistema eléctrico para lograr un cierto grado de satisfacción en la eficiencia de su trabajo.
La conversión CA/CC se puede dividir en circuito de media onda y circuito de onda completa según el método de cableado del circuito. Según el número de fases de potencia, se puede dividir en monofásica, trifásica y multifásica. Según el cuadrante de trabajo del circuito, se puede dividir en un cuadrante, dos cuadrantes, tres cuadrantes y cuatro cuadrantes.
