Коммутациялық қуат көзі құрамының принципі + схеманың талдауы (2-бөлім)

（A）Коммутациялық қуат көзінің құрам принципі

1.1 Кіріс тізбегі

Сызықтық сүзгі тізбегі, асқын кернеуді тоқтату тізбегі, түзеткіш тізбегі.
Функция: Айнымалы токтың кіріс торын талаптарға сай келетін коммутациялық қуат көзінің тұрақты кіріс қуат көзіне түрлендіру.
1.1.1 Сызықтық сүзгі схемасы
Гармониялар мен шуды басу
1.1.2 Асқын кернеу сүзгісінің тізбегі
Тордан асқын токты басыңыз
1.1.3 Түзеткіш тізбегі
Айнымалы токты тұрақты токқа түрлендіру
Екі түрі бар: конденсатордың кіріс түрі және дроссель катушкасының кіріс түрі. Коммутациялық қуат көздерінің көпшілігі бұрынғы

1.2 Түрлендіру схемасы

Құрамында коммутация тізбегі, шығыс оқшаулау (конвертер) тізбегі және т.б. Ол негізгі арна болып табыладыкоммутациялық қуат көзітүрлендіру және кесу модуляциясын және қуат көзімен қуат көзі толқын пішінін шығаруды аяқтайды.
Бұл деңгейдегі коммутациялық қуат түтігі оның негізгі құрылғысы болып табылады.

1.2.1 Коммутация тізбегі
Жүргізу режимі: өзін-өзі қоздырады, сырттай қозды
Түрлендіру схемасы: оқшауланған, оқшауланбаған, резонанстық
Қуат құрылғылары: Ең жиі қолданылатындары GTR, MOSFET, IGBT
Модуляция режимі: PWM, PFM және гибридті. PWM ең жиі қолданылады.
1.2.2 Түрлендіргіш шығысы
Біліксіз және біліксіз болып бөлінеді. Жартылай толқынды түзету және токты еселеуді түзету үшін білік қажет емес. Толық толқын үшін білік қажет.

1.3 Басқару схемасы

Шығу кернеуін реттеу үшін жетек тізбегіне модуляцияланған тікбұрышты импульстарды беріңіз.

Анықтамалық схема: Кернеу анықтамасын беріңіз. Мысалы, параллель сілтеме LM358, AD589, сериялық сілтеме AD581, REF192, т.б.

Сынама алу тізбегі: шығыс кернеуінің барлығын немесе бір бөлігін алыңыз.

Салыстыруды күшейту: қуат көзінің PM тізбегін басқаруға арналған қате сигналын генерациялау үшін таңдау сигналын анықтамалық сигналмен салыстырыңыз.

V/F түрлендіру: қателік кернеу сигналын жиілік сигналына түрлендіру.

Осциллятор: жоғары жиілікті тербеліс толқынын тудырады

Негізгі жетек тізбегі: модуляцияланған тербеліс сигналын коммутатор түтігінің негізін басқару үшін қолайлы басқару сигналына түрлендіру.

1.4 Шығу тізбегі

Түзету және сүзу
Шығу кернеуін пульсирленген тұрақты токқа түзетіңіз және оны төмен толқынды тұрақты кернеуге тегістеңіз. Шығуды түзету технологиясында қазір жарты толқынды, толық толқынды, тұрақты қуат, токты екі еселеу, синхронды және басқа түзету әдістері бар.

(B) Әртүрлі топологиялық қоректендіру көздерін талдау

2.1 Бак түрлендіргіші
Бак тізбегі: Бак кескіш, кіріс және шығыс полярлығы бірдей.
Индуктор заряды мен разрядының вольт-секунд көбейтіндісі стационарлық күйде тең болғандықтан, кіріс кернеуі Ui, шығыс кернеуі Uo; сондықтан:
(Ui-Uo)ton=Uotoff
Uiton-Uoton=Uo*toff
Ui*ton=Uo(тон+тоф)
Uo/Ui=тон/(тонна+тоф)=▲
Яғни кіріс және шығыс кернеуінің қатынасы:
Uo/Ui=▲ (жұмыс циклі)

Бак тізбегінің топологиясы

Коммутатор қосылған кезде кіріс қуаты жүктеменің ұшына ток беру үшін L индукторы мен С конденсаторы арқылы сүзіледі; коммутатор өшірілгенде, жүктеме тогын үздіксіз ұстау үшін L индукторы диод арқылы ағуды жалғастырады. Жұмыс цикліне байланысты шығыс кернеуі кіріс қуат кернеуінен аспайды.

2.2 Boost түрлендіргіші
Күшейткіш схема: күшейткіш ұсақтағыш, кіріс және шығыс полярлығы бірдей.
Дәл сол әдісті қолдана отырып, L индукторының зарядтау және разрядтау вольт-секунд өнімі тұрақты күйде тең болу принципіне сәйкес, кернеу қатынасын шығаруға болады: Uo/Ui=1/(1-▲）

Тізбек топологиясын күшейту

Коммутатор түтігі Q1 және осы тізбектің жүктемесі параллель қосылған. Ажыратқыш түтік қосылған кезде толқынды тегістеу үшін ток L1 индукторы арқылы өтеді, ал қуат көзі L1 индукторын зарядтайды. Ажыратқыш түтік өшірілгенде L индукторы жүктемеге және қуат көзіне разрядталады, ал шығыс кернеуі Ui+UL кіріс кернеуі болады, сондықтан ол күшейту әсерін береді.

2.3 Flyback түрлендіргіші

Buck-Boost тізбегі: Boost/Buck Chopper, кіріс және шығыс полярлығы қарама-қарсы, ал индуктор жіберіледі.
Кернеу қатынасы: Uo/Ui=-▲/(1-▲）

Buck-Boost схемасының топологиясы

S қосулы кезде, жүктеменің қуат көзі тек индукторды зарядтайды. S өшірулі болғанда, қуат берілісіне қол жеткізу үшін индуктор арқылы қуат көзі жүктемеге шығарылады.
Сондықтан мұндағы L индукторы энергияны беруге арналған құрылғы болып табылады.

(C) Қолданба өрістері

Коммутациялық қоректендіру тізбегі жоғары тиімділік, шағын өлшем, жеңіл салмақ және тұрақты шығыс кернеуінің артықшылықтарына ие, сондықтан ол коммуникацияларда, компьютерлерде, өнеркәсіптік автоматтандыруда, тұрмыстық техникада және басқа салаларда кеңінен қолданылады. Мысалы, компьютер саласында коммутациялық қоректендіру көзі компьютерлік жабдықтың тұрақты жұмысын қамтамасыз ете алатын компьютерді қоректендірудің негізгі ағымына айналды; жаңа энергия саласында коммутациялық қуат көзі энергияны тұрақты түрлендіре алатын құрылғы ретінде де маңызды рөл атқарады.

Қысқаша айтқанда, коммутациялық қоректендіру тізбегі қуатты түрлендірудің тиімді және сенімді тізбегі болып табылады. Оның жұмыс принципі негізінен кіріс электр энергиясын жоғары жиілікті коммутация түрлендіру және түзету сүзгілеу арқылы тұрақты және сенімді тұрақты ток шығысына түрлендіру болып табылады.