Clasificación de fuentes de alimentación conmutadas, explicación detallada de fuentes de alimentación AD/DC y DC/DC.
Clasificación de la fuente de alimentación conmutada.
El campo técnico popular de la fuente de alimentación conmutada es desarrollar dispositivos electrónicos de potencia relacionados y al mismo tiempo desarrollar tecnología de conversión de frecuencia de conmutación. Los dos promueven mutuamente el desarrollo de fuentes de alimentación conmutadas en la dirección de ser ligeras, pequeñas, delgadas, de poco ruido, de alta confiabilidad y antiinterferencias con una tasa de crecimiento anual de más de dos dígitos. La fuente de alimentación conmutada se puede dividir en dos categorías: CA/CC y CC/CC. El convertidor CC/CC se ha modularizado y la tecnología de diseño y el proceso de producción han madurado y estandarizado en el país y en el extranjero, y han sido reconocidos por los usuarios. Sin embargo, la modularización de AC/DC ha encontrado problemas de fabricación técnicos y tecnológicos más complicados en el proceso de modularización debido a sus propias características. A continuación se describen la estructura y características de dos tipos de fuentes de alimentación conmutadas.
2.1 Conversión CC/CC
La conversión CC/CC consiste en convertir un voltaje CC fijo en un voltaje CC variable, también conocido como corte de CC. Chopper funciona de dos maneras, una es que el modo de modulación de ancho de pulso Ts permanece sin cambios, cambiando ton (universal), y la otra es que el modo de modulación de frecuencia ton permanece sin cambios, cambiando Ts (propenso a interferencias). Su circuito específico consta de las siguientes categorías:
(1) Chopper reductor de circuito reductor, cuyo voltaje promedio de salida Uo es menor que el voltaje de entrada Ui y tiene la misma polaridad.
(2) Circuito de refuerzo-chopper de refuerzo, cuyo voltaje promedio de salida Uo es mayor que el voltaje de entrada Ui y la polaridad es la misma.
(3) Circuito Buck-Boost-buck o boost chopper, cuya tensión media de salida Uo es mayor o menor que la tensión de entrada Ui, con polaridad opuesta y transmisión inductiva.
(4) Circuito Cuk-chopper reductor o elevador, cuyo voltaje promedio de salida Uo es mayor o menor que el voltaje de entrada UI, con polaridad opuesta y transmisión capacitiva.
Hoy en día, la tecnología de conmutación suave ha dado un salto cualitativo en DC/DC. Muchos convertidores CC/CC de conmutación suave ECI diseñados y fabricados por VICOR Company en los Estados Unidos tienen * grandes potencias de salida de 300 W, 600 W y 800 W, y las densidades de potencia correspondientes son (6, 2, 10, 17) W/cm3. y la eficiencia es (80-90)%. Un módulo de fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia serie RM con tecnología de conmutación suave introducida recientemente por la compañía NemicLambda de Japón tiene una frecuencia de conmutación de (200~300)kHz y una densidad de potencia de 27 W/cm3. Se adopta el rectificador síncrono (MOS-FET en lugar de diodo Schottky), que mejora la eficiencia de todo el circuito al 90%.
2.2 Conversión CA/CC
La conversión CA/CC convierte CA en CC y la dirección del flujo de energía puede ser bidireccional. El flujo de energía desde la fuente de alimentación a la carga se denomina "rectificación" y el flujo de energía desde la carga a la fuente de alimentación se denomina "inversor activo". La entrada del convertidor CA/CC es de 50/60 Hz CA, por lo que debe rectificarse y filtrarse, por lo que es necesario un condensador de filtro relativamente grande. Al mismo tiempo, debido a las restricciones de los estándares (como UL, CCEE, etc.) y las instrucciones EMC (como IEC, FCC, CSA), se debe agregar un filtro EMC al lado de entrada de CA y se deben agregar componentes que cumplan con el primer Se debe utilizar un estándar, lo que limita la miniaturización de la fuente de alimentación CA/CC. Debido a la acción del interruptor interno de alta frecuencia, alto voltaje y alta corriente, es más difícil resolver el problema de compatibilidad electromagnética EMC, que también plantea altos requisitos para el diseño del circuito de instalación interno de alta densidad. Por la misma razón, el interruptor de alto voltaje y alta corriente aumenta el consumo de energía y limita el proceso de modularización del convertidor CA/CC. Por lo tanto, se debe adoptar el método de diseño de optimización del sistema eléctrico para lograr un cierto grado de satisfacción.
La conversión CA/CC se puede dividir en circuito de media onda y circuito de onda completa según el modo 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.
