(A) Das Zusammensetzungsprinzip des Schaltnetzteils
1.1 Eingangsschaltung
Linearer Filterkreis, Stoßstrom-Unterdrückungskreis, Gleichrichterkreis.
Funktion: Wandeln Sie die Eingangsnetz-AC-Stromversorgung in die DC-Eingangsstromversorgung des Schaltnetzteils um, das den Anforderungen entspricht.
1.1.1 Lineare Filterschaltung
Oberwellen und Rauschen unterdrücken
1.1.2 Überspannungsfilterschaltung
Unterdrücken Sie Stoßströme aus dem Netz
1.1.3 Gleichrichterschaltung
Wandeln Sie Wechselstrom in Gleichstrom um
Es gibt zwei Typen: Kondensatoreingangstyp und Drosselspuleneingangstyp. Die meisten Schaltnetzteile sind Ersteres
1.2 Konvertierungsschaltung
Enthält einen Schaltkreis, einen Ausgangsisolationskreis (Wandler) usw. Es ist der Hauptkanal fürSchaltnetzteilUmwandlung und vervollständigt die Zerhackungsmodulation und die Ausgabe der Stromversorgungswellenform mit Strom.
Die Schaltröhre auf dieser Ebene ist ihr Kerngerät.
1.2.1 Schaltkreis
Antriebsmodus: selbsterregt, fremderregt
Umwandlungsschaltung: isoliert, nicht isoliert, resonant
Leistungsgeräte: Am häufigsten werden GTR, MOSFET und IGBT verwendet
Modulationsmodus: PWM, PFM und Hybrid. PWM wird am häufigsten verwendet.
1.2.2 Konverterausgang
Unterteilt in schaftfrei und schaftmit. Für die Einweggleichrichtung und Stromverdopplergleichrichtung ist keine Welle erforderlich. Für die Vollwelle ist ein Schaft erforderlich.
1.3 Steuerkreis
Versorgen Sie die Antriebsschaltung mit modulierten Rechteckimpulsen, um die Ausgangsspannung anzupassen.
Referenzschaltung: Spannungsreferenz bereitstellen. Wie Parallelreferenz LM358, AD589, Serienreferenz AD581, REF192 usw.
Abtastschaltung: Nehmen Sie die gesamte oder einen Teil der Ausgangsspannung.
Vergleichsverstärkung: Vergleichen Sie das Abtastsignal mit dem Referenzsignal, um ein Fehlersignal zur Steuerung der PM-Schaltung der Stromversorgung zu erzeugen.
V/F-Umwandlung: Wandeln Sie das Fehlerspannungssignal in ein Frequenzsignal um.
Oszillator: Erzeugt eine hochfrequente Oszillationswelle
Basisantriebsschaltung: Wandeln Sie das modulierte Oszillationssignal in ein geeignetes Steuersignal um, um die Basis des Schaltrohrs anzutreiben.
1.4 Ausgangsschaltung
Berichtigung und Filterung
Gleichrichten Sie die Ausgangsspannung in pulsierenden Gleichstrom und glätten Sie ihn in eine Gleichspannung mit geringer Welligkeit. Die Ausgangsgleichrichtungstechnologie umfasst jetzt Halbwellen-, Vollwellen-, Konstantleistungs-, Stromverdoppelungs-, Synchron- und andere Gleichrichtungsmethoden.
(B) Analyse verschiedener topologischer Stromversorgungen
2.1 Abwärtswandler
Buck-Schaltung: Buck-Chopper, Eingangs- und Ausgangspolarität sind gleich.
Da das Volt-Sekunden-Produkt aus Ladung und Entladung des Induktors im eingeschwungenen Zustand gleich ist, sind Eingangsspannung Ui und Ausgangsspannung Uo; daher:
(Ui-Uo)ton=Uotoff
Uiton-Uoton=Uo*toff
Ui*ton=Uo(ton+toff)
Uo/Ui=ton/(ton+toff)=▲
Das heißt, die Beziehung zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung ist:
Uo/Ui=▲ (Einschaltdauer)
Topologie der Buck-Schaltung
Wenn der Schalter eingeschaltet ist, wird die Eingangsleistung durch die L-Induktivität und den C-Kondensator gefiltert, um Strom an die Lastseite zu liefern; Wenn der Schalter ausgeschaltet ist, fließt der L-Induktor weiterhin durch die Diode, um den Laststrom kontinuierlich aufrechtzuerhalten. Aufgrund des Arbeitszyklus wird die Ausgangsspannung die Eingangsspannung nicht überschreiten.
2.2 Boost-Konverter
Boost-Schaltung: Boost-Chopper, Eingangs- und Ausgangspolarität sind gleich.
Mit der gleichen Methode und nach dem Prinzip, dass das Lade- und Entlade-Volt-Sekunden-Produkt des Induktors L im stationären Zustand gleich ist, kann die Spannungsbeziehung abgeleitet werden: Uo/Ui=1/(1-▲）
Boost-Schaltungstopologie
Die Schaltröhre Q1 und die Last dieses Stromkreises sind parallel geschaltet. Wenn die Schaltröhre eingeschaltet ist, fließt der Strom durch die Induktivität L1, um die Welle zu glätten, und die Stromversorgung lädt die Induktivität L1 auf. Wenn die Schaltröhre ausgeschaltet ist, entlädt sich die Induktivität L zur Last und zur Stromversorgung, und die Ausgangsspannung entspricht der Eingangsspannung Ui+UL, sodass ein Boost-Effekt entsteht.
2.3 Sperrwandler
Buck-Boost-Schaltung: Boost/Buck-Chopper, Eingangs- und Ausgangspolarität sind entgegengesetzt und die Induktivität wird übertragen.
Spannungsverhältnis: Uo/Ui=-▲/(1-▲）
Buck-Boost-Schaltungstopologie
Wenn S eingeschaltet ist, lädt die Laststromversorgung nur die Induktivität. Wenn S ausgeschaltet ist, wird die Stromversorgung über die Induktivität an die Last entladen, um eine Leistungsübertragung zu erreichen.
Daher ist der L-Induktor hier ein Gerät zur Energieübertragung.
(C) Anwendungsfelder
Der Schaltnetzteil hat die Vorteile eines hohen Wirkungsgrads, einer geringen Größe, eines geringen Gewichts und einer stabilen Ausgangsspannung und wird daher häufig in den Bereichen Kommunikation, Computer, Industrieautomation, Haushaltsgeräte und anderen Bereichen eingesetzt. Im Computerbereich hat sich beispielsweise das Schaltnetzteil zum Mainstream der Computer-Stromversorgung entwickelt, der den stabilen Betrieb von Computergeräten gewährleisten kann; Auch im Bereich der neuen Energien spielt das Schaltnetzteil als Gerät zur stabilen Energieumwandlung eine wichtige Rolle.
Kurz gesagt, die Schaltnetzteilschaltung ist eine effiziente und zuverlässige Stromumwandlungsschaltung. Sein Funktionsprinzip besteht hauptsächlich darin, die eingegebene elektrische Energie durch Hochfrequenz-Schaltwandlung und Gleichrichtungsfilterung in einen stabilen und zuverlässigen Gleichstromausgang umzuwandeln.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 10. Okt. 2024