Con l'applicazione del sistema di alimentazione, l'alimentatore a commutazione ad alta frequenza è stato più innovativo e sviluppato.Partendo dal presupposto di comprendere la tendenza di sviluppo dell'alimentazione a commutazione ad alta frequenza , per prima cosa familiarizziamo con il principio dell'alimentazione a commutazione ad alta frequenza .
Commutazione ad alta frequenza alimentatore principio del circuito
L'alimentatore switching ad alta frequenza è costituito dalle seguenti parti:
1. Circuito principale
L'intero processo di ingresso dalla rete CA e uscita CC, incluso:
1).Filtro in ingresso: la sua funzione è quella di filtrare i disturbi presenti nella rete, ed inoltre evitare che i disturbi generati dalla macchina vengano reimmessi nella rete pubblica.
2).Rettifica e filtraggio: la potenza CA della rete viene rettificata direttamente in una potenza CC più uniforme per la trasformazione di livello successivo.
3).Inverter: converte la corrente continua raddrizzata in corrente alternata ad alta frequenza, che è la parte centrale dell'alimentatore switching ad alta frequenza. Maggiore è la frequenza, minore è il rapporto tra volume, peso e potenza di uscita.
4).Rettifica e filtraggio dell'uscita: fornisce alimentazione CC stabile e affidabile in base alle esigenze del carico.
2. Circuito di controllo
Da un lato, prelevare campioni dall'estremità di uscita, confrontarli con lo standard impostato, quindi controllare l'inverter per modificarne la frequenza o l'ampiezza dell'impulso per ottenere un'uscita stabile.Il circuito di controllo realizza varie misure di protezione per l'intera macchina.
3. Circuito di rilevamento
Oltre a fornire vari parametri in funzione nel circuito di protezione, vengono forniti anche vari dati dello strumento di visualizzazione.
4. Alimentazione ausiliaria
Fornisce alimentazione per i diversi requisiti di tutti i singoli circuiti.
La seconda sezione del principio di regolazione della tensione di controllo dell'interruttore
L'interruttore K viene acceso e spento ripetutamente a intervalli di tempo, e quando l'interruttore K viene acceso, l'alimentazione di ingresso E viene fornita al carico RL attraverso l'interruttore K e il circuito del filtro.Durante l'intero periodo di accensione, l'alimentatore E fornisce energia al carico.Quando l'interruttore K viene spento, l'ingresso alimentazione E interrompe l'erogazione di energia.Si può vedere che l'alimentazione di ingresso fornisce energia al carico in modo intermittente.Per consentire al carico di ottenere un'alimentazione continua di energia, l'alimentatore regolato switching deve disporre di una serie di dispositivi di accumulo dell'energia.Una parte dell'energia viene immagazzinata quando l'interruttore viene acceso e rilasciata al carico quando l'interruttore viene spento.
La tensione media EAB tra AB può essere espressa come:
EAB=TON/T*E
Nella formula, TON è il tempo in cui l'interruttore viene acceso ogni volta, e T è il ciclo di lavoro dell'interruttore acceso e spento (ovvero, la somma del tempo di accensione TON e del tempo di spegnimentoTOFF).
Si può vedere dalla formula che il valore medio della tensione tra AB cambia anche cambiando il rapporto tra il tempo di accensione e il duty cycle.Pertanto, con la variazione del carico e della tensione di alimentazione di ingresso , il rapporto tra TON e T può essere regolato automaticamente per mantenere la tensione di uscita V0 invariata.La modifica del TON in tempo e del rapporto del ciclo di lavoro comporta la modifica del ciclo di lavoro dell'impulso.Questo metodo è chiamato "controllo del rapporto temporale" (TimeRatioControl, abbreviato in TRC).
Secondo il principio di controllo TRC, ci sono tre modi:
1).Pulse Width Modulation (Pulse Width Modulation, abbreviato in PWM)
Il periodo di commutazione è costante e il duty cycle viene modificato modificando l'ampiezza dell'impulso.
2).Pulse Frequency Modulation (Pulse Frequency Modulation, abbreviato in PFM)
L'ampiezza dell'impulso di accensione è costante e il duty cycle viene modificato modificando la frequenza di commutazione.Informazioni da: Rete di apparecchiature di trasmissione e distribuzione
3).Modulazione ibrida
L'ampiezza dell'impulso e la frequenza di commutazione non sono fisse e possono essere modificate l'una dall'altra.È una miscela dei due metodi precedenti.
Nel 1955, il convertitore CC a singolo trasformatore a transistor push-pull oscillante autoeccitato inventato dall'americano Roger (GH. Roger) fu l'inizio della realizzazione di circuiti di controllo della conversione ad alta frequenza.Transformer, nel 1964, gli scienziati americani proposero l'idea di annullare l'alimentazione a commutazione in serie del trasformatore di frequenza di alimentazione, che ottenne un modo fondamentale per ridurre le dimensioni e il peso del p alimentatore. Nel 1969, grazie al miglioramento della tensione di tenuta dei transistor al silicio ad alta potenza e alla riduzione del tempo di recupero inverso del diodo, fu finalmente realizzato un alimentatore switching a 25 kHz.
Attualmente, gli alimentatori a commutazione sono ampiamente utilizzati in quasi tutte le apparecchiature elettroniche come varie apparecchiature terminali e apparecchiature di comunicazione dominate dai computer elettronici a causa delle loro dimensioni ridotte, leggerezza e alta efficienza.modalità di alimentazione.Tra gli alimentatori switching attualmente in commercio, l'alimentatore da 100kHz in transistor bipolari e l'alimentatore da 500kHz in MOS-FET sono stati messi in pratica, ma la loro frequenza deve essere ulteriormente migliorata.Per aumentare la frequenza di commutazione, è necessario ridurre le perdite di commutazione e per ridurre le perdite di commutazione sono necessari componenti di commutazione ad alta velocità.Tuttavia, all'aumentare della velocità di commutazione, possono essere generati picchi o rumore a causa dell'induttanza distribuita e dei condensatori nel circuito o della carica immagazzinata nei diodi.In questo modo, non solo influenzerà le apparecchiature elettroniche circostanti, ma ridurrà notevolmente anche l'affidabilità dell' alimentatore stesso.Tra questi, per prevenire il picco di tensione che si verifica con l'apertura e la chiusura dell'interruttore, possono essere utilizzati tamponi R-C o L-C, e per il picco di corrente causato dalla carica immagazzinata del diodo, un tampone magnetico costituito da un amorfonucleo magnetico può essere utilizzato.Tuttavia, per alte frequenze superiori a 1 MHz, dovrebbe essere utilizzato un circuito risonante, in modo che la tensione sull'interruttore o la corrente attraverso l'interruttore sia un'onda sinusoidale, che può non solo ridurre le perdite di commutazione, ma anche controllare il verificarsi di picchi.Questo metodo di commutazione è chiamato commutazione risonante.Al momento, la ricerca su questo tipo di alimentatore switching è molto attiva, perché questo metodo può teoricamente ridurre a zero la perdita di commutazione senza aumentare notevolmente la velocità di commutazione e il rumore èanche piccolo, che dovrebbe diventare una delle alte frequenze dell'alimentatore switching .via principale.Attualmente, molti paesi nel mondo stanno lavorando alla ricerca pratica di convertitori multi-terahertz.
