In moderni dispositivi elettronici, l'efficienza e la compattezza difonti di potenza sono cruciali. Con la sua eccellente miniaturizzazione, leggera e elevata efficienza, le fonti di alimentazione di commutazione sono diventate una soluzione indispensabile nella fonte di energia nel settore delle informazioni elettroniche. Questo articolo esplorerà il principio di lavoro, la classificazione, le caratteristiche e le differenze tra le fonti di potenza di commutazione e le tradizionali fonti di energia lineare e rivelerà come questa tecnologia della fonte di energia soddisfa le esigenze dei dispositivi elettronici contemporanei.
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Cos'è una fonte di alimentazione di commutazione?
Anche la commutazione della tecnologia della fonte di energia sta sempre cambiando man mano che la tecnologia di elettronica di potenza si sviluppa e avanza. Quasi tutti i moderni gadget elettronici con dimensioni minuscole, peso leggero e grande efficienza si basano al momento della commutazione delle fonti di alimentazione. Per la crescita esplosiva del settore delle informazioni elettroniche di oggi, è una fonte di energia assolutamente vitale.
Una fonte di alimentazione di commutazione è una fonte di alimentazione che utilizza la moderna tecnologia di elettronica di alimentazione per controllare il rapporto temporale del tubo dell'interruttore per aprire e vicino per mantenere una tensione di uscita stabile. Di solito è costituito da un MOSFET e una modulazione della larghezza dell'impulso (PWM) IC IC la fonte di alimentazione di commutazione.
Relativamente per una fonte di alimentazione lineare, una fonte di alimentazione di commutazione è la sua estremità di ingresso corretta immediatamente la potenza CA nella potenza CC, quindi sotto l'azione di un circuito di oscillazione ad alta frequenza, il tubo dell'interruttore viene utilizzato per controllare l'on e la spesa della corrente a Generare una corrente di impulso ad alta frequenza. Un induttore, un trasformatore ad alta frequenza, è in grado di produrre una potenza CC a bassa tensione costante.
Il nucleo del trasformatore è inversamente proporzionale al quadrato della frequenza operativa della fonte di alimentazione di commutazione; Quindi, la frequenza abbassa le dimensioni del nucleo. Questo aiuta a abbassare drasticamente il trasformatore, quindi illuminando il peso e il volume della fonte di alimentazione. Inoltre, poiché regola direttamente la DC, l'efficienza di questa fonte di alimentazione è molto più alta di quella di una lineare. Le persone lo trovano preferite poiché salva l'elettricità. Il circuito è complesso, la manutenzione è impegnativa ed è piuttosto inquinata; Il rumore della fonte di alimentazione è significativo e non è adatto per alcuni circuiti a basso rumore.
Caratteristiche di commutazione della fonte di alimentazione
Di solito, la modulazione MOSFET e la larghezza dell'impulso (PWM) IC di controllo comprendente la fonte di alimentazione di commutazione. Quasi tutti i dispositivi elettronici con tratti di dimensioni ridotte, peso leggero e alta efficienza ora utilizzano la fonte di alimentazione di commutazione grazie allo sviluppo e alla creatività della tecnologia elettronica di potenza; La sua rilevanza è evidente.
Classificazione della fonte di alimentazione di commutazione
Tre principali tipi di fonte di alimentazione di commutazione possono essere generalmente distinti dal modo in cui il dispositivo di commutazione è collegato nel circuito: fonte di alimentazione di commutazione in serie, sorgente di alimentazione di commutazione parallela e fonte di alimentazione di commutazione del trasformatore.
Tra questi, push-pull, mezzo ponte, ponte pieno e altre forme possono essere ulteriori divisioni della fonte di alimentazione di commutazione del trasformatore. L'eccitazione del trasformatore e la fase della tensione di uscita consentono di dividerlo in tipo in avanti, tipo di mosca, tipo a eccitazione singolo, tipo a doppia eccitazione e altri tipi.
La differenza tra la commutazione della fonte di alimentazione e la normale fonte di alimentazione
Di solito, la normale fonte di alimentazione è lineare. La fonte di alimentazione lineare si riferisce a una fonte di alimentazione in cui il tubo di regolazione funziona in uno stato lineare. Ciò differisce in una fonte di alimentazione di commutazione. Lavorare in due stati: ON - Resistenza molto piccola, OFF - Resistenza molto grande, il tubo dell'interruttore - con una fonte di alimentazione di commutazione - di solito chiamiamo come tubo di regolazione.
Un tipo relativamente recente di fonte di alimentazione è la commutazione della fonte di alimentazione. L'alta efficienza, il peso leggero, la tensione e il graduale e la potenza di uscita forte sono i suoi benefici. Tuttavia, poiché il circuito funziona in uno stato di commutazione, il rumore è relativamente grande.
Esempio: fonte di alimentazione di commutazione Buck
Il principio di lavoro della fonte di alimentazione Buck Switching è essenzialmente che il circuito comprende un diodo a ruota libera, un induttore di accumulo di energia, un condensatore del filtro, un interruttore (un triodo o un tubo di effetto campo nel circuito reale), ecc.
Quando l'interruttore è chiuso, la fonte di alimentazione fornisce l'alimentazione al carico attraverso l'interruttore e l'induttore e memorizza parte dell'energia elettrica nell'induttore e nel condensatore. L'autoduttanza dell'induttore fa aumentare gradualmente la corrente dopo l'interruttore, impedendo quindi che l'uscita istantanea raggiunga la tensione della fonte di alimentazione.
L'interruttore viene disattivato dopo un po 'di tempo. La corrente nel circuito rimarrà costante, cioè continuerà a fluire da sinistra a destra, a causa dell'auto-induttanza dell'induttore: che può essere più vividamente inteso come l'effetto inerziale dell'induttore determina la corrente nel circuito. Il carico riceve questa corrente; ritorna dal flusso di filo di terra al polo positivo del diodo a ruota libera; passa attraverso il diodo; ritorna all'estremità sinistra dell'induttore, creando quindi un ciclo.
Controllando il tempo di chiusura e apertura dell'interruttore (ovvero modulazione della larghezza del impulso PWM), la tensione di uscita può essere controllata. Se il tempo di apertura e chiusura è controllato rilevando la tensione di uscita per mantenere invariata la tensione di uscita, si ottiene lo scopo della regolazione della tensione.
Per quanto riguarda le normali fonti di alimentazione e la commutazione delle fonti di alimentazione, sono entrambe proiettanti di regolazione della tensione e applicano il concetto di feedback per stabilizzare la tensione. La distinzione principale è che la fonte di alimentazione ordinaria di solito impiega l'area di amplificazione lineare del transistor per la regolazione, mentre la fonte di alimentazione di commutazione utilizza il tubo di commutazione per la regolazione. Al contrario, la fonte di alimentazione di commutazione offre un fattore di ondulazione superiore per la DC in uscita, un utilizzo di energia minore e una più gamma di utilizzo per la tensione CA. La modifica dell'interferenza degli impulsi ha svantaggi.
Una fonte di alimentazione a metà ponte convenzionale opera principalmente sulla base del fatto che i tubi dell'interruttore dei ponti superiori e inferiori-VMO quando la frequenza è alta-sono accesi a turno. Innanzitutto, la corrente scorre attraverso il tubo dell'interruttore del ponte superiore e la funzione di conservazione della bobina induttore viene utilizzata per raccogliere l'energia elettrica nella bobina. Alla fine il tubo dell'interruttore del ponte inferiore viene acceso mentre il tubo dell'interruttore del ponte superiore viene spento. Il condensatore e la bobina induttore continuano a far funzionare la fonte di energia dell'esterno. Il ponte superiore viene acceso per consentire la corrente in una volta spento il tubo dell'interruttore del ponte inferiore. Questo è ribadito più volte. È definita una fonte di alimentazione di commutazione poiché i due tubi di interruttore sono attivati e spegne a turno.
La fonte di alimentazione lineare differisce. Il tubo dell'acqua superiore si svuota sempre poiché non vi è alcun coinvolgimento dell'interruttore. Se esistessero l'eccesso, perde. Questo è il motivo per cui il tubo di regolazione di alcune fonti di energia lineare produce molto calore e l'energia elettrica non necessaria viene trasformata in energia termica. Da questo punto di vista, la vita del componente è destinata a diminuire, quindi influenzando l'effetto di utilizzo finale e l'efficienza di conversione della fonte di energia lineare è piuttosto scarsa quando il calore è elevato.
Differenza principale: modalità di lavoro
Il tubo di regolazione di potenza della fonte di alimentazione lineare funziona sempre nell'area di amplificazione; La corrente che passa attraverso è continua. È necessario un grande tubo di regolazione della potenza e viene posizionato un grande dissipatore di calore poiché il tubo di regolazione provoca una significativa perdita di potenza. Sebbene spesso il 40% -60% (bisogna riconoscere che è una fonte di energia lineare davvero buona), il calore è sostanziale e l'efficienza è piuttosto scarsa.
La fonte di alimentazione lineare funziona in una modalità di lavoro in base alla quale un dispositivo a gradino deve esistere dall'alta tensione a bassa tensione. Di solito è un trasformatore; Ci sono altri come fonte di alimentazione KX; Quindi, dopo la rettifica, la tensione CC viene emessa. In questo senso, il volume è enorme, piuttosto ingombrante, inefficiente e anche la generazione di calore è grande; Ma ci sono anche benefici: minuscola ondulazione, buona velocità di regolazione, poca interferenza esterna, adattamento per circuiti analogici o vari amplificatori, ecc.
Funziona nella condizione di commutazione, il dispositivo di alimentazione della fonte di alimentazione di commutazione L'energia viene momentaneamente immagazzinata attraverso la bobina induttore quando la tensione viene modificata, quindi la sua perdita è minima, l'efficienza è alta e i requisiti di dissipazione del calore sono bassi; Tuttavia, ha anche maggiori esigenze per i trasformatori e gli induttori di accumulo di energia. Deve essere costruito con materiali ad alta permeabilità e a bassa perdita. Il suo trasformatore è semplicemente una parola-piccola. L'efficienza generale è dell'80% al 98%. Sebbene la fonte di alimentazione di commutazione abbia dimensioni compatte e grande efficienza, la sua ondulazione, la tensione e il tasso di regolazione corrente hanno uno sconto considerevole rispetto alla fonte di alimentazione lineare.
La commutazione della tecnologia della fonte di energia è sempre più utilizzata nei dispositivi elettronici a causa dei suoi vantaggi di alta efficienza, miniaturizzazione e peso leggero. Sebbene ci siano problemi di complessità e rumore dei circuiti, questi problemi vengono gradualmente risolti attraverso l'innovazione tecnologica e l'ottimizzazione del design. Rispetto alle tradizionali fonti di energia lineare, la commutazione delle fonti di potenza presenta evidenti vantaggi nell'efficienza energetica e nel volume, che rappresentano una nuova direzione per lo sviluppo della tecnologia della fonte di energia. Con il continuo avanzamento della tecnologia di elettronica di potenza, le fonti di alimentazione dovrebbero ottenere prestazioni più elevate e applicazioni più ampie in futuro.
Tempo post: 7 月 -16-2024