Donnez un exemple pour illustrer la différence entre une alimentation à découpage et une alimentation normale
La technologie d'alimentation à découpage évolue continuellement avec les progrès et l'innovation de la technologie de l'électronique de puissance. En raison de leur taille compacte, de leur légèreté et de leur grande efficacité, les alimentations à découpage sont actuellement utilisées dans pratiquement tous les équipements électroniques. Compte tenu du développement rapide de l'industrie de l'information électronique actuelle, il s'agit d'une technique d'alimentation essentielle.
La technologie électronique de puissance moderne est utilisée en commutant les alimentations pour réguler le rapport temporel d'activation et de désactivation afin de maintenir une tension de sortie constante. Les principaux composants d'une alimentation à découpage sont un MOSFET et un circuit intégré de commande PWM. L'alimentation à découpage et l'alimentation linéaire sont liées. Le tube de commutation est utilisé pour contrôler le marche-arrêt du courant pour créer un courant d'impulsion haute fréquence après que sa borne d'entrée redresse directement le courant alternatif en courant continu tout en fonctionnant sous l'influence du circuit oscillant haute fréquence. Une inductance est utilisée pour fournir un courant continu basse tension constant.
En règle générale, un MOSFET plus un circuit intégré de commande de modulation de largeur d'impulsion constituent une alimentation à découpage. Les alimentations à découpage sont devenues de plus en plus courantes avec les progrès et l'innovation de la technologie de l'électronique de puissance en raison de sa petite taille, de son poids léger et de son rendement élevé, ce qui démontre leur importance.
Les alimentations à découpage peuvent être globalement classées en trois groupes en fonction de la manière dont les dispositifs de commutation sont connectés dans le circuit : les alimentations à découpage en série, les alimentations à découpage en parallèle et les alimentations à découpage par transformateur. L'alimentation à découpage de type transformateur peut être subdivisée en variantes push-pull, demi-pont, pont complet et autres. Il peut être divisé en quatre catégories : type direct, type flyback, type à excitation simple et type à double excitation, en fonction de la façon dont le transformateur est excité et de la phase de la tension de sortie.
Alors, quelle est la différence entre une alimentation à découpage et une alimentation ordinaire ?
Une alimentation électrique linéaire, ou une alimentation électrique dans laquelle le tube de réglage fonctionne dans un état linéaire, est ce que l'on entend généralement par le terme "alimentation électrique régulière". En revanche, le tube de commutation fonctionne dans deux états de marche et d'arrêt dans une alimentation à découpage : allumé, où la résistance est minimale, et éteint, où la résistance est considérable. Une forme relativement nouvelle d'alimentation électrique appelée alimentation à découpage présente les avantages d'un rendement élevé, d'un poids léger, d'une capacité d'élévation et d'abaissement et d'une puissance de sortie énorme. Mais parce que le circuit fonctionne en mode de commutation, le bruit est assez important.
A titre illustratif, le circuit de l'alimentation à découpage abaisseur est composé d'interrupteurs, de diodes de roue libre, d'inductances de stockage d'énergie et de condensateurs de filtrage. Lorsque l'interrupteur est fermé, l'alimentation envoie de l'électricité à travers l'interrupteur et l'inductance à la charge tout en stockant une partie de l'électricité dans le condensateur et l'inductance. L'auto-inductance de l'inductance fait que le courant s'accumule lentement après l'activation de l'interrupteur, empêchant la sortie d'atteindre rapidement la valeur de tension d'alimentation. Le courant dans le circuit continuera à circuler de gauche à droite même après l'interrupteur est commuté éteint pendant une durée prédéterminée en raison de l'auto-inductance de l'inductance. Ce courant circule à travers la charge, émerge du fil de terre, se rend à l'anode de la diode de roue libre, traverse la diode, puis revient en boucle vers l'extrémité gauche de l'inductance. Les temps de fermeture et d'ouverture de l'interrupteur peuvent être ajustés, ce qui contrôle la tension de sortie. L'objectif de la régulation de la tension est atteint si le temps de marche et d'arrêt est géré en surveillant la tension de sortie pour maintenir la tension de sortie constante.
Le tube de réglage de tension utilisé à la fois dans l'alimentation à découpage et dans l'alimentation commune utilise le principe de rétroaction pour stabiliser la tension. L'alimentation à découpage s'ajuste à l'aide du tube de commutation, tandis que l'alimentation conventionnelle s'ajuste généralement à l'aide de la région d'amplification linéaire de la triode. En revanche, l'alimentation à découpage utilise moins d'énergie, a une plage d'application plus large pour la tension alternative et produit du courant continu avec moins d'ondulation. L'interférence des impulsions de commutation est un inconvénient.
Les tubes de commutation du pont supérieur et du pont inférieur sont allumés un par un selon le concept de fonctionnement de base d'une alimentation à découpage en demi-pont. Le tube de commutation du pont supérieur est l'endroit où le courant entre en premier. L'énergie électrique est accumulée dans la bobine d'inductance en utilisant sa capacité de stockage, et l'interrupteur du pont supérieur est finalement coupé. Lorsque le tube de commutation du pont inférieur est activé, la bobine d'inductance et le condensateur continueront à fournir de l'électricité au monde extérieur. Il s'agit d'une alimentation à découpage car les deux tubes de commutation doivent être allumés et éteints séquentiellement. Après avoir éteint le tube de l'interrupteur du pont inférieur, ouvrez le pont supérieur pour permettre à l'électricité de circuler. L'alimentation linéaire est différente. Le tuyau d'eau supérieur évacue constamment de l'eau car il n'y a pas d'interrupteur impliqué. L'eau fuira s'il y en a trop. Dans certains tubes de réglage d'alimentation linéaire, on observe fréquemment cela. Toute l'énergie électrique illimitée est transformée en énergie thermique. De ce point de vue, l'efficacité de conversion de l'alimentation linéaire est extrêmement faible, et lorsque la chaleur est élevée, la durée de vie des composants raccourcira inévitablement et aura un impact sur l'effet d'utilisation ultime.
Cependant, la principale distinction entre son alimentation à découpage et son alimentation électrique normale réside dans son fonctionnement. Le tube de réglage de puissance de l'alimentation linéaire fonctionne en continu dans la zone d'amplification et est toujours en fonctionnement. D'énormes tubes de réglage de puissance sont nécessaires et un grand radiateur est construit en raison de la perte de puissance importante sur le tube de réglage, ce qui entraîne une génération de chaleur importante et un faible rendement, souvent entre 40 et 60 %. Le principe de fonctionnement de l'alimentation linéaire nécessite l'utilisation d'un dispositif de tension pour passer de la haute tension à la basse tension. Il se compose généralement d'un transformateur, alors qu'il existe des alternatives comme l'alimentation KX qui redresse le signal et délivre une tension continue. Dans cette méthode, le volume est gros, lourd, inefficace et génère beaucoup de chaleur, mais il a aussi avantages comme une petite ondulation, un bon taux de réglage, peu d'interférences extérieures, et cela fonctionne avec des circuits analogiques ou d'autres amplificateurs. Le dispositif d'alimentation de l'alimentation à découpage fonctionne dans la condition de commutation. C'est pour le transformateur et le stockage d'énergie que l'énergie est temporairement stockée à travers la bobine d'inductance lorsque la tension est ajustée, il y a donc peu de perte, un rendement élevé et moins de besoin de dissipation thermique. Des normes plus élevées s'appliquent à l'inductance, qui doit être construite de matériaux à faible perte et à haute perméabilité. Son transformateur a une taille de mot. L'efficacité varie de 80% à 98% dans l'ensemble. Bien que l'alimentation à découpage soit minuscule et ait un rendement élevé, elle est moins efficace que les alimentations linéaires en termes d'ondulation, de tension et de taux de réglage du courant.
