Principe de fonctionnement de l'alimentation à découpage Trois conditions d'alimentation à découpage
Le principe de fonctionnement de l'alimentation à découpage Le processus de fonctionnement de l'alimentation à découpage est assez facile à comprendre. Dans l'alimentation linéaire, le transistor de puissance est amené à fonctionner en mode linéaire. Contrairement à l'alimentation linéaire, l'alimentation à découpage PWM fait fonctionner le transistor de puissance à l'état marche et arrêt. , dans ces deux états, le produit volt-ampère ajouté au transistor de puissance est très faible (quand il est allumé, la tension est faible et le courant est important ; lorsqu'il est éteint, la tension est élevée et le courant est petit) / volts sur le dispositif de puissance Le produit Ampère est la perte générée sur le dispositif semi-conducteur de puissance.
Principe de fonctionnement de l'alimentation à découpage
Le processus de fonctionnement de l'alimentation à découpage est assez facile à comprendre. Dans l'alimentation linéaire, le transistor de puissance est amené à fonctionner en mode linéaire. Contrairement à l'alimentation linéaire, l'alimentation à découpage pwm fait fonctionner le transistor de puissance dans les états activé et désactivé. Dans cet état, le produit volt-ampère ajouté au transistor de puissance est très faible (lorsqu'il est allumé, la tension est faible et le courant est important ; lorsqu'il est éteint, la tension est élevée et le courant est faible) / le produit volt-ampère sur l'appareil de puissance correspond aux pertes de semi-conducteur de puissance subies sur l'appareil. Par rapport à l'alimentation linéaire, le processus de fonctionnement plus efficace de l'alimentation à découpage pwm est obtenu en "hachant", c'est-à-dire en hachant la tension continue d'entrée en une tension d'impulsion dont l'amplitude est égale à l'amplitude de la tension d'entrée. Le rapport cyclique de l'impulsion est ajusté par le contrôleur de l'alimentation à découpage. Une fois que la tension d'entrée est découpée en une onde carrée alternative, son amplitude peut être augmentée ou diminuée via un transformateur. En augmentant le nombre d'enroulements secondaires du transformateur, le nombre de groupes de tension de sortie peut être augmenté. Enfin, ces formes d'onde AC sont redressées et filtrées pour obtenir une tension de sortie DC. L'objectif principal du contrôleur est de maintenir la tension de sortie stable et son fonctionnement est très similaire à la forme linéaire du contrôleur. C'est-à-dire que le bloc fonctionnel, la référence de tension et l'amplificateur d'erreur du contrôleur peuvent être conçus pour être identiques à ceux du régulateur linéaire. La différence entre eux est que la sortie de l'amplificateur d'erreur (tension d'erreur) passe par une unité de conversion tension/largeur d'impulsion avant de piloter le transistor de puissance. Il existe deux principaux modes de fonctionnement de l'alimentation à découpage : la conversion directe et la conversion élévatrice. Bien que la disposition de leurs différentes pièces soit très petite, le processus de travail est très différent et chacun a ses propres avantages dans des applications spécifiques.
Trois conditions d'alimentation à découpage
changer
L'électronique de puissance fonctionne dans un état de commutation plutôt que dans un état linéaire
haute fréquence
Les appareils électroniques de puissance fonctionnent à des fréquences élevées plutôt qu'à des fréquences basses proches des fréquences industrielles
CC
L'alimentation à découpage produit du courant continu au lieu du courant alternatif et peut également produire du courant alternatif haute fréquence tel que des transformateurs électroniques
Classification de l'alimentation à découpage
Dans le domaine de la technologie d'alimentation à découpage, les gens développent en même temps des dispositifs électroniques de puissance connexes et une technologie de conversion de fréquence de découpage. Les deux se favorisent mutuellement pour promouvoir l'alimentation à découpage à la lumière, petite, mince, à faible bruit, haute fiabilité, développement dans le sens de l'anti-brouillage. Les alimentations à découpage peuvent être divisées en deux catégories : AC/DC et DC/DC. Il existe également des AC/ACDC/AC tels que des onduleurs. Les convertisseurs DC/DC ont maintenant été modularisés, et la technologie de conception et les processus de production ont mûri dans le pays et à l'étranger. La standardisation a été reconnue par les utilisateurs, mais la modularisation de l'AC/DC, en raison de ses propres caractéristiques, rencontre des problèmes techniques et de fabrication de processus plus compliqués dans le processus de modularisation. La structure et les caractéristiques des deux types d'alimentations à découpage sont décrites ci-dessous.
Tendance de développement de la technologie d'alimentation à découpage
La direction de développement de l'alimentation à découpage est la haute fréquence, la haute fiabilité, la faible consommation, le faible bruit, l'anti-interférence et la modularisation. Parce que la technologie clé de l'alimentation à découpage est légère, petite et mince est à haute fréquence, les principaux fabricants étrangers d'alimentation à découpage s'engagent à développer de manière synchrone de nouveaux composants à haute intelligence, en particulier pour améliorer la perte du dispositif de redressement secondaire, et dans les matériaux Power Iron Oxygen (Mn? Zn) pour accroître l'innovation scientifique et technologique afin d'améliorer les performances magnétiques élevées à haute fréquence et à grande densité de flux magnétique (Bs), et la miniaturisation de l'appareil est également une technologie clé. L'application de la technologie SMT a fait de grands progrès dans les alimentations à découpage. Les composants sont disposés des deux côtés de la carte de circuit imprimé pour garantir que l'alimentation à découpage est légère, petite et fine. La haute fréquence d'alimentation à découpage innovera inévitablement la technologie de commutation PWM traditionnelle. La technologie de commutation douce de ZVS et ZCS est devenue la technologie dominante de l'alimentation à découpage, et l'efficacité de fonctionnement de l'alimentation à découpage a été grandement améliorée. Pour les indicateurs de haute fiabilité, les fabricants d'alimentations à découpage aux États-Unis réduisent le stress sur les appareils en réduisant le courant de fonctionnement et la température de jonction, ce qui améliore considérablement la fiabilité des produits. La modularisation est la tendance générale dans le développement des alimentations à découpage. Des alimentations modulaires peuvent être utilisées pour former des systèmes d'alimentation distribués, et des systèmes d'alimentation redondants N plus 1 peuvent être conçus pour réaliser une extension de capacité en mode parallèle. Visant l'inconvénient du bruit de fonctionnement élevé de l'alimentation à découpage, si la haute fréquence est poursuivie seule, le bruit augmentera également en conséquence, et l'utilisation de la technologie de circuit de conversion à résonance partielle peut théoriquement atteindre une fréquence élevée et réduire le bruit, mais certains Là sont encore des problèmes techniques dans l'application pratique de la technologie de conversion résonnante, donc beaucoup de travail doit encore être effectué dans ce domaine pour rendre cette technologie pratique. L'innovation continue de la technologie de l'électronique de puissance donne à l'industrie de l'alimentation à découpage de larges perspectives de développement. Afin d'accélérer le développement de l'industrie de l'alimentation électrique à découpage de mon pays, nous devons emprunter la voie de l'innovation technologique, sortir de la voie du développement conjoint de l'industrie, de l'éducation et de la recherche à la chinoise, et contribuer au développement rapide de mon l'économie nationale du pays.
La méthode d'amélioration de l'efficacité en veille de l'alimentation à découpage
couper le début
Pour l'alimentation flyback, la puce de commande est alimentée par l'enroulement auxiliaire après le démarrage et la chute de tension sur la résistance de démarrage est d'environ 300 V. En supposant que la résistance de démarrage est de 47kΩ, la consommation électrique est de près de 2W. Pour améliorer l'efficacité du mode veille, ce canal de résistance doit être coupé après le démarrage. TOPSWITCH, ICE2DS02G a un circuit de démarrage spécial à l'intérieur, qui peut éteindre la résistance après le démarrage. Si le contrôleur ne dispose pas d'un circuit de démarrage spécial, un condensateur peut également être connecté en série avec la résistance de démarrage, et la perte après le démarrage peut progressivement tomber à zéro. L'inconvénient est que l'alimentation ne peut pas redémarrer d'elle-même et le circuit ne peut être redémarré qu'après avoir déconnecté la tension d'entrée pour décharger le condensateur.
réduire la fréquence d'horloge
La fréquence d'horloge peut être réduite progressivement ou brusquement. Une baisse en douceur signifie que lorsque la rétroaction dépasse un certain seuil, la fréquence d'horloge est diminuée de manière linéaire via un module spécifique.
changer de mode de fonctionnement
1. QR→pWM Pour les alimentations à découpage fonctionnant en mode haute fréquence, le passage en mode basse fréquence pendant la veille peut réduire la perte de veille. Par exemple, pour une alimentation à découpage quasi-résonnante (fréquence de travail de plusieurs centaines de kHz à plusieurs MHz), elle peut être commutée sur un mode de commande à modulation de largeur d'impulsion basse fréquence pWM (dizaines de kHz) en veille. La puce IRIS40xx améliore l'efficacité de la veille en basculant entre QR et pWM. Lorsque l'alimentation est sous charge légère et en mode veille, la tension de l'enroulement auxiliaire est faible, Q1 est éteint et le signal de résonance ne peut pas être transmis à la borne FB. La tension FB est inférieure à une tension de seuil à l'intérieur de la puce, et le mode de quasi-résonance ne peut pas être déclenché, et le circuit fonctionne à une fréquence plus basse. Mode de contrôle PWM.
2. pWM → pFM Pour les alimentations à découpage qui fonctionnent en mode pWM à la puissance nominale, vous pouvez également passer en mode pFM pour améliorer l'efficacité en veille, c'est-à-dire pour fixer le temps de marche et ajuster le temps d'arrêt. Plus la charge est faible, plus le temps d'arrêt est long et plus la fréquence de fonctionnement est élevée. Faible. Ajoutez le signal de veille à sa broche pW/, dans des conditions de charge nominale, la broche est haute, le circuit fonctionne en mode pWM, lorsque la charge est inférieure à un certain seuil, la broche est tirée vers le bas, le circuit fonctionne en mode pFM. La réalisation de la commutation entre pWM et pFM améliore également l'efficacité de l'alimentation électrique pendant la charge légère et l'état de veille. En réduisant la fréquence d'horloge et en commutant le mode de fonctionnement, la fréquence de fonctionnement en veille peut être réduite, l'efficacité en veille peut être améliorée, le contrôleur peut continuer à fonctionner et la sortie peut être correctement régulée dans toute la plage de charge. Réagit rapidement même lorsque la charge passe de zéro à pleine charge et vice versa. Les valeurs de chute de tension de sortie et de dépassement sont maintenues dans la plage autorisée.
Mode d'impulsion contrôlable
(BurstMode) mode d'impulsion contrôlable, également connu sous le nom de SkipCycleMode (SkipCycleMode), fait référence à un certain lien du circuit contrôlé par un signal avec une période supérieure à la période d'horloge du contrôleur pWM lorsqu'il est sous charge légère ou conditions de veille, donc que le pWM L'impulsion de sortie est valide ou invalide périodiquement, de sorte que l'efficacité de la charge légère et de la veille puisse être améliorée en réduisant le nombre de commutateurs et en augmentant le rapport cyclique à une fréquence constante. Ce signal peut être ajouté au canal de retour, au canal de sortie du signal pWM, à la broche d'activation de la puce pWM (telle que LM2618, L6565) ou au module interne de la puce (telle que les puces des séries NCp1200, FSD200, L6565 et TinySwitch).
