1. Hakkurivirtalähteen yleiskuvaus
Hakkurivirtalähdeon korkeataajuinen sähköenergian muunnoslaite, joka tunnetaan myös nimellä kytkentävirtalähde tai kytkentämuunnin. Se vaihtaa tulojännitteen suurtaajuiseksi pulssisignaaliksi nopean kytkentäputken kautta ja muuntaa sitten sähköenergian muodosta toiseen prosessoimallamuuntaja, tasasuuntaajapiiri ja suodatuspiiri, ja lopulta saa vakaan matalan aaltoilun tasavirtajännitteen tehonsyöttöä varten.
Hakkurivirtalähteen etuna on korkea hyötysuhde, hyvä vakaus, pieni koko, kevyt paino, korkea luotettavuus, ja se voidaan mukauttaa erilaisiin laitteiden tehotarpeisiin.
Hakkuriteholähdettä on käytetty laajasti eri aloilla, mukaan lukien teollisuusautomaatio, tietoliikenne ja uusi energia. Teollisuusautomaation alalla hakkuriteholähde tarjoaa vakaan tehotuen erilaisille automaatiolaitteille varmistaakseen laitteiden tehokkaan ja vakaan toiminnan.
Viestinnän alalla kytkentävirtalähdettä käytetään laajalti langattomassa tukiasemassa, verkkolaitteissa jne. viestintäjärjestelmän signaalinsiirron vakauden varmistamiseksi ja viestinnän laadun parantamiseksi. Uuden energian alalla hakkuriteholähteellä on keskeinen rooli aurinko- ja tuulienergiajärjestelmissä, mikä edistää uusiutuvan energian tehokasta käyttöä.
Hakkuriteholähde koostuu karkeasti neljästä pääkomponentista: tulopiiri, muuntaja, ohjauspiiri ja lähtöpiiri. Seuraavassa on tyypillinen hakkuriteholähteen lohkokaavio, jonka hallitseminen on meille tärkeää ymmärtää kytkentävirtalähde.
2. Hakkuriteholähteiden luokittelu
Hakkuriteholähteet voidaan luokitella eri luokitusstandardien mukaan. Seuraavassa on useita yleisiä luokitusmenetelmiä:
1. Luokittelu syöttötehotyypin mukaan:
AC-DC-kytkentävirtalähde: muuntaa vaihtovirran tasavirraksi.
DC-DC-kytkentävirtalähde: muuntaa tasavirran toiseksi tasajännitteeksi.
2. Luokittelu työtavan mukaan:
Yksipäinen hakkurivirtalähde: siinä on vain yksi kytkinputki, joka sopii pienitehoisiin sovelluksiin.
Kaksipäinen hakkurivirtalähde: siinä on kaksi kytkinputkea, jotka sopivat suuritehoisiin sovelluksiin.
3. Luokittelu topologian mukaan:
Topologian mukaan se voidaan karkeasti jakaa Buck, Boost, Buck-Boost, Flyback, Forward, Two-Transistor Forward, Push-Pull, Half Bridge, Full Bridge jne. Nämä luokittelumenetelmät ovat vain osa niistä. Hakkuriteholähteet voidaan myös luokitella tarkemmin muiden erityisvaatimusten ja sovellusten mukaan.
Seuraavaksi esittelemme yleisesti käytetyt Flyback ja Forward. Forward ja flyback ovat kaksi erilaista kytkentävirtalähdetekniikkaa. Hakkurivirtalähde viittaa hakkuriteholähteeseen, joka käyttää eteenpäin suunnattua suurtaajuista muuntajaa kytketyn energian eristämiseen, ja vastaava flyback-kytkentävirtalähde on flyback-kytkentävirtalähde.
2.1 Hakkurivirtalähde
Eteenpäinkytkentäinen kytkentävirtalähde rakenteessa on monimutkaisempi, mutta lähtöteho on erittäin korkea, sopii 100W-300W kytkentävirtalähteeseen, jota käytetään yleensä matalajännitteisessä, suurvirran kytkentävirtalähteessä, käytetään laajemmin.
Kuten alla olevasta kuvasta näkyy, lähtömuuntaja toimii suoraan magneettikentän energiaan kytkettynä väliaineena eteenpäin kytkevässä hakkuriteholähteessä, jolloin tulo ja lähtö samaan aikaan.
Päivittäisessä sovelluksessa on myös puutteita: kuten tarve lisätä käänteispotentiaalikäämitystä (jotta estetään muuntajan ensiökäämi, joka syntyy käänteispotentiaalista kytkentäputken rikkoutumiseen), toissijainen useampi kuin yksi induktori energian varastointisuodatukseen, joten verrattuna flyback-hakkurivirtalähteeseen sen hinta on korkeampi ja myötäkytkentäisen virtalähteen muuntajan tilavuus on suurempi kuin flyback-kytkentävirtalähteen muuntajan tilavuus.
Hakkurivirtalähde eteenpäin
2.2 Flyback-kytkentävirtalähde
Kuten alla olevasta kuvasta näkyy, flyback-kytkentävirtalähde viittaa kytkinteholähteeseen, joka käyttää flyback-korkeataajuista muuntajaa tulo- ja lähtöpiirien eristämiseen. Sen muuntaja ei vain näytä jännitteen muuntajan roolia energian siirtämiseksi, vaan myös energian varastointikelan roolissa. Siksi flyback-muuntaja on samanlainen kuin induktorin rakenne. Kaikki piirit ovat suhteellisen yksinkertaisia ja helppoja ohjata. Flybackiä käytetään laajalti pienitehoisissa 5W-100W sovelluksissa.
Flyback-kytkentävirtalähteessä, kun kytkinputki kytketään päälle, muuntajan ensiökulan virta nousee. Koska flyback-piirin lähtökelalla on vastakkaiset päät, lähtödiodi sammuu, muuntaja varastoi energiaa ja kuorma syötetään energialla lähtökondensaattorista. Kun kytkinputki kytketään pois päältä, muuntajan ensiökulan induktiivinen jännite käännetään. Tällä hetkellä lähtödiodi kytketään päälle ja muuntajan energia syötetään kuormaan diodin kautta samalla, kun kondensaattoria ladataan.
Flyback-kytkentävirtalähde
Vertailusta nähdään, että myötäherätyksen muuntajalla on vain muuntajan tehtävä, ja kokonaisuutta voidaan pitää muuntajan buck-piirinä. Flyback-muuntajaa voidaan pitää muuntajatoiminnolla varustettuna kelana, se on buck-boost-piiri. Yleensä eteenpäin flyback toimintaperiaate on erilainen, eteenpäin on ensisijainen työ toissijainen työ, toissijainen ei toimi nykyisen induktorin kanssa nykyisen, yleensä CCM-tilan uusimiseksi.
Tehokerroin ei yleensä ole korkea, ja tulo ja lähtö sekä muuttuva käyttösuhde ovat verrannollisia. Flyback on ensisijainen työ, toissijainen ei toimi, kaksi puolta itsenäisesti, yleensä DCM-tilassa, mutta muuntajan induktanssi on suhteellisen pieni, ja ilmaväli on lisättävä, joten se sopii yleensä pienille ja keskisuurille tehoille.
Eteenpäinmuuntaja on ihanteellinen, ei energian varastointia, mutta koska viritysinduktanssi on rajallinen arvo, viritysvirta tekee sydämestä suuren, vuon kyllästymisen välttämiseksi muuntaja tarvitsee apukäämin vuon nollausta varten.
Flyback-muuntaja voidaan pitää eräänlaisena kytketyn induktanssin muotona, induktanssi ensin varastoi energiaa ja purkaa sen jälkeen, koska paluumuuntajan tulo- ja lähtöjännitteet ovat vastakkaisia napaisuutta, joten kun kytkentäputki irrotetaan, toisio voi tarjotamagneettinen ydinnollausjännitteellä, joten flyback-muuntajan ei tarvitse lisätä ylimääräistä vuonpalautuskäämitystä.
Postitusaika: 29.9.2024