Classification des alimentations à découpage, explication détaillée des alimentations AD/DC et DC/DC
Classification des alimentations à découpage
Le domaine populaire de la technologie d'alimentation à découpage consiste à développer des dispositifs électroniques de puissance associés tout en développant une technologie de conversion de fréquence de commutation. La promotion mutuelle des deux favorise le développement d'alimentations à découpage vers des alimentations légères, petites, fines, à faible bruit, à haute fiabilité et anti-interférences avec un taux de croissance de plus de deux chiffres chaque année. Les alimentations à découpage peuvent être divisées en deux catégories : AC/DC et DC/DC. Les convertisseurs DC/DC ont désormais atteint la modularisation, et la technologie de conception et le processus de production sont matures et standardisés tant au niveau national qu'international, et ont été reconnus par les utilisateurs. Cependant, la modularisation de l'AC/DC, en raison de ses propres caractéristiques, rencontre des problèmes techniques et de fabrication plus complexes dans le processus de modularisation. La structure et les caractéristiques de deux types d'alimentations à découpage sont expliquées ci-dessous.
Conversion CC/CC
La conversion DC/DC est le processus de conversion d'une tension DC fixe en une tension DC variable, également connue sous le nom de découpage DC. Les hacheurs fonctionnent de deux manières : l'une consiste à conserver le mode de modulation de largeur d'impulsion Ts inchangé et à modifier T (universel), et l'autre consiste à conserver le mode de modulation de fréquence T inchangé et à modifier T (sujet aux interférences). Les circuits spécifiques sont répartis dans les catégories suivantes :
(1) Circuit Buck - un hacheur Buck avec une tension de sortie moyenne Uo inférieure à la tension d'entrée Ui et la même polarité.
(2) Circuit boost - hacheur boost, avec une tension de sortie moyenne Uo supérieure à la tension d'entrée Ui et de même polarité.
(3) Circuit Buck Boost - un hacheur abaisseur ou boost avec une tension de sortie moyenne Uo supérieure ou inférieure à la tension d'entrée Ui, de polarité opposée et de transmission inductive.
(4) Circuit Cuk - un hacheur abaisseur ou élévateur avec une tension moyenne de sortie Uo supérieure ou inférieure à la tension d'entrée UI, de polarité opposée et de transmission par condensateur.
La technologie de commutation douce actuelle a fait un saut qualitatif dans le domaine DC/DC. La société VICOR aux États-Unis a conçu et fabriqué divers convertisseurs CC/CC à commutation douce ECI avec une puissance de sortie élevée de 300 W, 600 W, 800 W, etc., des densités de puissance correspondantes de (6, 2, 10, 17) W/cm3, et efficacité de (80-90) pour cent. La série RM de modules de puissance à commutation haute fréquence utilisant la technologie de commutation douce, récemment lancée par la société japonaise NemicLambda, a une fréquence de commutation de (200-300) kHz et une densité de puissance de 27 W/cm3. Il utilise des redresseurs synchrones (MOS-FET au lieu de diodes Schottky), ce qui améliore le rendement de l'ensemble du circuit jusqu'à 90 %.
2.2 Conversion CA/CC
La conversion /DC est le processus de conversion du courant alternatif en courant continu, et le flux d'énergie peut être bidirectionnel. Le flux d’énergie de la source d’énergie vers la charge est appelé « rectification », et le flux d’énergie de la charge vers la source d’énergie est appelé « onduleur actif ». L'entrée du convertisseur AC/DC est une alimentation AC 50/60 Hz. En raison de la nécessité de rectification et de filtrage, des condensateurs de filtrage relativement grands sont essentiels. Parallèlement, en raison des limites des normes (telles que UL, CCEE, etc.) et des directives CEM (telles que CEI, FCC, CSA), le filtrage CEM et l'utilisation de composants conformes aux normes doivent être ajoutés à la liste. Côté entrée AC, ce qui limite la miniaturisation du volume d'alimentation AC/DC. De plus, en raison de la haute fréquence et de la haute tension internes, l'action des commutateurs à courant élevé augmente la difficulté de résoudre les problèmes de compatibilité électromagnétique CEM, ce qui impose des exigences élevées pour la conception de circuits d'installation internes à haute densité. Pour les mêmes raisons, les commutateurs haute tension et courant élevé augmentent la consommation d'énergie et limitent le processus de modularisation des convertisseurs AC/DC. Par conséquent, il est nécessaire d’adopter des méthodes de conception d’optimisation du système électrique pour atteindre un certain degré de satisfaction quant à son efficacité de travail.
La conversion AC/DC peut être divisée en circuit demi-onde et circuit pleine onde selon la méthode de câblage du circuit. Selon le nombre de phases d'alimentation, il peut être divisé en monophasé, triphasé et multiphasé. Selon le quadrant de travail du circuit, il peut être divisé en un quadrant, deux quadrants, trois quadrants et quatre quadrants.
