1. Lülitustoiteallika ülevaade
Lülitav toiteallikason kõrgsageduslik elektrienergia muundamise seade, tuntud ka kui lülitustoiteallikas või lülitusmuundur. See lülitab sisendpinge kiire lülitustoru kaudu kõrgsageduslikuks impulsssignaaliks ja seejärel muundab elektrienergia ühest vormist teisetrafo, alaldi ja filtreerimisahel ning lõpuks saavutab toiteallikaks stabiilse madala pulsatsiooniga alalispinge.
Lülitustoiteallika eelisteks on kõrge efektiivsus, hea stabiilsus, väiksus, kerge kaal, kõrge töökindlus ja seda saab kohandada erinevate seadmete toitevajadustega.
Lülitustoiteallikat on laialdaselt kasutatud erinevates valdkondades, sealhulgas tööstusautomaatika, side ja uue energia valdkonnas. Tööstusautomaatika valdkonnas pakub lülitustoiteallikas stabiilset toiteallikat erinevatele automaatikaseadmetele, et tagada seadmete tõhus ja stabiilne töö.
Sidevaldkonnas kasutatakse kommuteerivat toiteallikat laialdaselt traadita tugijaamades, võrguseadmetes jne, et tagada sidesüsteemi signaali edastamise stabiilsus ja parandada side kvaliteeti. Uue energia valdkonnas on päikese- ja tuuleenergiasüsteemides võtmerolli lülitustoiteallikas, mis aitab taastuvenergiat tõhusalt kasutada.
Lülitustoiteallikas koosneb laias laastus neljast põhikomponendist: sisendvooluahel, muundur, juhtahel ja väljundahel. Järgnev on tüüpiline lülitustoiteploki skemaatiline plokkskeem, mille valdamine on meile oluline lülitustoiteallika mõistmiseks.
2. Lülitustoiteallikate klassifikatsioon
Lülitustoiteallikaid saab klassifitseerida erinevate klassifitseerimisstandardite järgi. Järgmised on mitmed levinumad klassifitseerimismeetodid:
1. Klassifikatsioon sisendvõimsuse tüübi järgi:
AC-DC lülitustoiteallikas: teisendab vahelduvvoolu alalisvooluks.
DC-DC lülitustoiteallikas: teisendab alalisvoolu teiseks alalispingeks.
2. Klassifikatsioon töörežiimi järgi:
Ühe otsaga lülitustoiteallikas: sellel on ainult üks lülitustoru, mis sobib väikese võimsusega rakendustele.
Kahe otsaga lülitustoiteallikas: sellel on kaks lülitustoru, mis sobivad suure võimsusega rakendustele.
3. Klassifikatsioon topoloogia järgi:
Topoloogia järgi võib selle jämedalt jagada järgmisteks: Buck, Boost, Buck-Boost, Flyback, Forward, Two-Transistor Forward, Push-Pull, Half Bridge, Full Bridge jne. Need klassifitseerimismeetodid on vaid osa neist. Lülitustoiteallikaid saab liigitada ka täpsemalt muude spetsiifiliste nõuete ja rakenduste järgi.
Järgmisena tutvustame üldkasutatavaid Flyback ja Forward. Forward ja flyback on kaks erinevat lülitustoiteallika tehnoloogiat. Pärisuunaline lülitustoiteallikas viitab lülitustoiteallikale, mis kasutab ühendatud energia eraldamiseks kõrgsageduslikku pärisuunalist trafot, ja vastav lülitustoiteallikas on lülitustoiteallikas.
2.1 Edasilülitustoiteallikas
Struktuuris olev edasilülitustoiteallikas on keerulisem, kuid väljundvõimsus on väga kõrge, sobib 100W-300W lülitustoiteallikaks, mida kasutatakse üldiselt madalpinge ja kõrge voolu lülitustoiteallikas, laialdasemalt kasutatav.
Nagu on näidatud alloleval joonisel, toimib väljundtrafo just siis, kui lülitustoru on sisse lülitatud pärisuunalise lülitustoite jaoks meediumina, mis on vahetult ühendatud magnetvälja energiaga, elektrienergia ja magnetenergia muundatakse üksteiseks, nii et sisend ja väljund samal ajal.
Puudusi on ka igapäevases rakenduses: näiteks vajadus suurendada pöördpotentsiaali mähist (et vältida trafo primaarmähise tekkimist pöördpotentsiaali tõttu lülitustoru purunemisel), sekundaarsel rohkem kui üks induktiivpooli energiasalvestise filtreerimiseks, nii et Võrreldes flyback-lülitustoiteallikaga on selle maksumus kõrgem ja pärilülitatava toiteallika trafo maht on suurem kui tagasisuunalise lülitustoiteallika trafo maht.
Edasilülitusega toiteallikas
2.2 Flyback-lülitustoiteallikas
Nagu on näidatud alloleval joonisel, viitab lülitustoiteallikas lülitustoiteallikale, mis kasutab sisend- ja väljundahelate isoleerimiseks tagasilöögiga kõrgsagedustrafot. Selle trafo mitte ainult ei muuda pinget energia edastamiseks, vaid täidab ka energia salvestamise induktiivpooli rolli. Seetõttu on tagasilöögitrafo sarnane induktiivpooli konstruktsiooniga. Kõik vooluringid on suhteliselt lihtsad ja kergesti juhitavad. Flybacki kasutatakse laialdaselt väikese võimsusega 5W-100W rakendustes.
Flyback-lülitustoiteallika puhul tõuseb lülititoru sisselülitamisel trafo primaarpooli vool. Kuna tagasilöögiahela väljundmähisel on vastasotsad, lülitatakse väljunddiood välja, trafo salvestab energiat ja koormust varustab energiaga väljundkondensaator. Kui lüliti toru on välja lülitatud, pööratakse trafo primaarpooli induktiivpinge ümber. Sel ajal lülitatakse väljunddiood sisse ja kondensaatori laadimise ajal suunatakse trafo energia dioodi kaudu koormusele.
Flyback lülitustoiteallikas
Võrdlusest on näha, et päriergutuse trafo täidab ainult trafo funktsiooni ja tervikut võib vaadelda kui trafoga buck-ahelat. Flyback-trafot võib pidada trafo funktsiooniga induktiivpooliks, see on buck-boost vooluahel. Üldiselt on edasi-tagasi tööpõhimõte erinev, edasi on esmane töö sekundaarne töö, sekundaarne ei tööta voolu induktiivpooliga, et uuendada praegust, üldiselt CCM-režiimi.
Võimsustegur ei ole üldiselt kõrge ning sisend ja väljund ning muutuv töötsükkel on proportsionaalsed. Flyback on esmane töö, sekundaarne ei tööta, kaks poolt eraldi, üldiselt DCM-režiim, kuid trafo induktiivsus on suhteliselt väike ja vajadus lisada õhuvahe, nii et see sobib tavaliselt väikese ja keskmise võimsusega.
Forward trafo on ideaalne, ei salvesta energiat, kuid kuna ergastuse induktiivsus on piiratud väärtusega, muudab ergutusvool südamiku suureks, et vältida voo küllastumist, vajab trafo voo lähtestamiseks abimähist.
Flyback-trafot võib vaadelda ühendatud induktiivsuse vormina, induktiivsus esmalt salvestatakse ja seejärel tühjeneb, kuna tagasilöögitrafo sisend- ja väljundpinged on vastupidise polaarsusega, nii et kui lülitustoru on lahti ühendatud, võib sekundaarvool pakkudamagnetiline südamiklähtestuspingega ja seega ei pea flyback trafo lisama täiendavat voo lähtestamise mähist.
Postitusaeg: 29. september 2024