Ge ett exempel för att illustrera skillnaden mellan en switchande strömkälla och en normal strömförsörjning
Teknik för växling av strömförsörjning utvecklas ständigt tillsammans med kraftelektronikteknikens framsteg och innovation. På grund av sin kompakta storlek, låga vikt och stora effektivitet, används strömförsörjningsenheter för närvarande i praktiskt taget all elektronisk utrustning. Med tanke på den nuvarande elektroniska informationsindustrins snabba utveckling är det en väsentlig strömförsörjningsteknik.
Modern kraftelektronik används genom att byta strömförsörjning för att reglera tidsförhållandet för påslagning och avstängning för att bibehålla en konstant utspänning. Huvudkomponenterna i en switchande strömförsörjning är en MOSFET och en PWM-styrkrets. Växlingsströmförsörjningen och den linjära strömförsörjningen är relaterade. Omkopplingsröret används för att styra på- och av strömmen för att skapa en högfrekvent pulsström efter att dess ingångsterminal direkt likriktar växelströmmen till likström medan den arbetar under inverkan av den högfrekventa oscillerande kretsen. En induktor används för att ge en jämn lågspänningslikström.
Typiskt utgör en MOSFET plus en pulsbreddsmodulationsstyr-IC en switchande strömkälla. Att byta strömförsörjning har blivit allt vanligare med framstegen och innovationen inom kraftelektronikteknik på grund av dess ringa storlek, låga vikt och höga effektivitet, vilket visar deras betydelse.
Switchande strömförsörjning kan i stora drag kategoriseras i tre grupper baserat på hur omkopplingsenheter är anslutna i kretsen: seriekopplade strömförsörjningar, parallellkopplade strömförsörjningar och transformatoromkopplande strömförsörjningar. Transformator-typ switchande strömförsörjning kan delas upp ytterligare i push-pull, halvbrygga, helbrygga och andra varianter. Den kan delas in i fyra kategorier: framåttyp, flygbacktyp, enkel exciteringstyp och dubbelexciteringstyp, beroende på hur transformatorn är exciterad och utgångsspänningens fas.
Så vad är skillnaden mellan att byta strömförsörjning och vanlig strömförsörjning?
En linjär strömkälla, eller en strömkälla i vilken justeringsröret arbetar i ett linjärt tillstånd, är vad som typiskt menas med termen "vanlig strömförsörjning". Däremot arbetar omkopplingsröret i två tillstånd av på och av i en omkopplande strömförsörjning: på, där motståndet är minimalt, och av, där motståndet är avsevärt. En relativt ny form av strömförsörjning som kallas en switchande strömförsörjning har fördelarna med hög effektivitet, låg vikt, upp- och nedtrappningsförmåga och enorm uteffekt. Men eftersom kretsen fungerar i ett växlingsläge är bruset ganska betydande.
Som illustration består kretsen för nedkopplingsströmförsörjningen av omkopplare, frihjulsdioder, induktorer för energilagring och filterkondensatorer. När strömbrytaren är stängd skickar strömförsörjningen elektricitet genom strömbrytaren och induktorn till lasten samtidigt som en del av elektriciteten lagras i kondensatorn och induktorn. Induktansens självinduktans gör att strömmen byggs långsamt efter att omkopplaren har aktiverats, vilket förhindrar att utgången snabbt når strömförsörjningsspänningsvärdet. Strömmen i kretsen kommer att fortsätta att flyta från vänster till höger även efter att omkopplaren har kopplats om av under en förutbestämd tid på grund av induktorns självinduktans. Denna ström cirkulerar genom belastningen, kommer ut från jordledningen, går till anoden på frihjulsdioden, flyter genom dioden och går sedan tillbaka runt till den vänstra änden av induktorn. Strömbrytarens stängnings- och öppningstider kan justeras, vilket styr utspänningen. Målet med spänningsreglering uppnås om på- och avstängningstiden hanteras genom att övervaka utspänningen för att hålla utspänningen konstant.
Spänningsjusteringsröret som används i både omkopplingsströmförsörjningen och den gemensamma kraftförsörjningen använder återkopplingsprincipen för att stabilisera spänningen. Omkopplingsströmförsörjningen justeras med hjälp av omkopplingsröret, medan den konventionella strömförsörjningen vanligtvis justeras med hjälp av triodens linjära förstärkningsregion. Däremot använder strömförsörjningen mindre energi, har ett bredare tillämpningsområde för växelspänning och producerar likström med mindre rippel. Att byta pulsstörningar är en nackdel.
De övre bryggans och nedre bryggkopplingsrören slås på ett i taget som det grundläggande driftkonceptet för en halvbroskopplingsströmförsörjning. Den övre brons kopplingsrör är där strömmen kommer in först. Elektrisk energi ackumuleras i induktansspolen med hjälp av dess lagringskapacitet, och den högre bryggans omkopplare stängs slutligen av. När den nedre bryggans kopplingsrör är aktiverat, kommer induktansspolen och kondensatorn att fortsätta att tillhandahålla elektricitet till omvärlden. Det är känt som en switchande strömförsörjning eftersom de två kopplingsrören måste slås på och av sekventiellt. Efter att ha stängt av omkopplarröret på den nedre bron, öppna den övre bron så att elektriciteten kan flöda igenom. En annan är den linjära strömförsörjningen. Det högre vattenröret släpper ständigt ut vatten eftersom det inte finns någon strömbrytare inblandad. Vatten kommer att läcka ut om det blir för mycket av det. I vissa linjära strömförsörjningsjusteringsrör observerar vi ofta detta. All den gränslösa elektriska energin omvandlas till termisk energi. Ur detta perspektiv är den linjära strömförsörjningens omvandlingseffektivitet extremt låg, och när värmen är hög kommer komponentens livslängd oundvikligen att förkortas och ha en inverkan på den slutliga användningseffekten.
Den viktigaste skillnaden mellan dess switchande strömförsörjning och vanliga strömförsörjning är hur den fungerar. Det linjära nätaggregatets effektjusteringsrör arbetar kontinuerligt i förstärkningsområdet och är alltid i drift. Det behövs enorma effektjusteringsrör och en stor radiator byggs till följd av den betydande effektförlusten på justerröret, vilket resulterar i betydande värmealstring och låg verkningsgrad, ofta mellan 40 procent och 60 procent. Den linjära strömförsörjningens funktionsprincip gör det nödvändigt att använda en spänningsanordning för att växla från högspänning till lågspänning. Den består vanligtvis av en transformator, medan det finns alternativ som KX-strömförsörjningen som likriktar signalen och matar ut en DC-spänning. I denna metod är volymen stor, tung, ineffektiv och genererar mycket värme, men den har också fördelar som liten rippel, bra justeringshastighet, lite yttre störningar, och det fungerar med analoga kretsar eller andra förstärkare. Omkopplingsströmförsörjningens kraftenhet arbetar i omkopplingstillstånd. Det är för transformatorn och energilagringen som energin tillfälligt lagras genom induktansspolen när spänningen justeras, så det blir liten förlust, hög verkningsgrad och mindre behov av värmeavledning.Högre standarder gäller för induktans, som måste konstrueras av material med låg förlust och hög permeabilitet. Dess transformator har en storlek i ordstorlek. Effektiviteten varierar från 80 procent till 98 procent totalt. Även om strömförsörjningen är liten och har en hög effektivitet, är den mindre effektiv än linjär strömförsörjning när det gäller rippel, spänning och strömjusteringshastighet.
