Dați un exemplu pentru a ilustra diferența dintre o sursă de alimentare comutată și o sursă de alimentare normală
Tehnologia de alimentare cu comutare evoluează continuu odată cu progresul și inovația tehnologiei electronice de putere. Datorită dimensiunilor lor compacte, greutății ușoare și eficienței mari, sursele de alimentare cu comutare sunt utilizate în prezent în aproape toate echipamentele electronice. Având în vedere dezvoltarea rapidă a industriei actuale a informațiilor electronice, aceasta este o tehnică esențială de alimentare cu energie.
Tehnologia electronică modernă de putere este utilizată prin comutarea surselor de alimentare pentru a regla raportul de timp al pornirii și opririi pentru a menține o tensiune de ieșire constantă. Componentele principale ale unei surse de alimentare comutatoare sunt un MOSFET și un circuit integrat de control PWM. Sursa de alimentare comutată și sursa de alimentare liniară sunt legate. Tubul de comutare este utilizat pentru a controla pornirea și oprirea curentului pentru a crea un curent de impuls de înaltă frecvență după ce terminalul său de intrare rectifică direct curentul alternativ în curent continuu în timp ce funcționează sub influența circuitului oscilant de înaltă frecvență. Un inductor este utilizat pentru a furniza un curent continuu constant de joasă tensiune.
De obicei, un MOSFET plus un circuit integrat de control al modulării lățimii impulsului alcătuiesc o sursă de alimentare cu comutație. Sursele de alimentare comutate au devenit din ce în ce mai obișnuite odată cu progresul și inovația tehnologiei electronice de putere datorită dimensiunilor reduse, greutății reduse și eficienței ridicate, ceea ce demonstrează importanța lor.
Sursele de alimentare cu comutație pot fi clasificate în trei grupuri în funcție de modul în care dispozitivele de comutare sunt conectate în circuit: surse de alimentare cu comutație în serie, surse de alimentare cu comutație în paralel și surse de alimentare cu comutație cu transformator. Sursa de alimentare comutată de tip transformator poate fi împărțită în continuare în push-pull, semi-bridge, full-bridge și alte variante. Poate fi împărțit în patru categorii: tip direct, tip flyback, tip cu o singură excitație și tip cu excitație dublă, în funcție de modul în care este excitat transformatorul și de faza tensiunii de ieșire.
Deci, care este diferența dintre sursa de alimentare comutată și sursa de alimentare obișnuită?
O sursă de alimentare liniară, sau o sursă de alimentare în care tubul de reglare funcționează într-o stare liniară, este ceea ce se înțelege în mod obișnuit prin termenul „sursă obișnuită de alimentare”. În schimb, tubul de comutare funcționează în două stări de pornit și oprit într-o sursă de alimentare comutată: pornit, unde rezistența este minimă și oprit, unde rezistența este considerabilă. O formă relativ nouă de sursă de alimentare numită sursă de alimentare cu comutație are avantajele unei eficiențe ridicate, greutate redusă, capacitate de creștere și coborâre și putere de ieșire uriașă. Dar pentru că circuitul funcționează într-un mod de comutare, zgomotul este destul de semnificativ.
Cu titlu de ilustrație, circuitul sursei de alimentare cu comutație descendente este alcătuit din comutatoare, diode cu roată liberă, inductori de stocare a energiei și condensatori de filtru. Când întrerupătorul este închis, sursa de alimentare trimite electricitate prin comutator și inductor către sarcină, în timp ce stochează o parte din electricitate în condensator și inductor. Auto-inductanța inductanței face ca curentul să se creeze lent după activarea comutatorului, împiedicând ieșirea să atingă rapid valoarea tensiunii de alimentare. Curentul din circuit va continua să curgă de la stânga la dreapta chiar și după ce comutatorul este comutat. oprit pentru o perioadă de timp predeterminată din cauza auto-inductanței inductorului. Acest curent circulă prin sarcină, iese din firul de împământare, călătorește la anodul diodei cu roată liberă, curge prin diodă și apoi se învârte în jurul capătului stâng al inductorului. Timpul de închidere și deschidere a comutatorului poate fi reglat, ceea ce controlează tensiunea de ieșire. Scopul reglării tensiunii este îndeplinit dacă timpul de pornire și oprire este gestionat prin monitorizarea tensiunii de ieșire pentru a menține constantă tensiunea de ieșire.
Tubul de reglare a tensiunii utilizat atât în sursa de comutare, cât și în sursa de alimentare comună utilizează principiul feedback-ului pentru a stabiliza tensiunea. Sursa de comutare se ajustează folosind tubul de comutare, în timp ce sursa de alimentare convențională se ajustează de obicei folosind regiunea de amplificare liniară a triodei. În schimb, sursa de alimentare în comutație utilizează mai puțină energie, are o gamă mai largă de aplicații pentru tensiunea de curent alternativ și produce curent continuu cu mai puține ondulații. Interferența impulsului de comutare este un dezavantaj.
Tuburile de comutare punte superioară și punte inferioară sunt pornite unul câte unul ca concept de funcționare de bază al unei surse de alimentare comutatoare cu jumătate de punte. Tubul de comutare al podului superior este locul unde curentul intră primul. Energia electrică este acumulată în bobina de inductanță folosind capacitatea sa de stocare, iar comutatorul podului superior este în sfârșit oprit. Când tubul de comutare al punții inferioare este activat, bobina de inductanță și condensatorul vor continua să furnizeze energie electrică lumii exterioare. Este cunoscută ca sursă de alimentare cu comutare, deoarece cele două tuburi de comutare trebuie pornite și oprite secvenţial. După ce ați oprit tubul de comutare al podului inferior, deschideți puntea de sus pentru a permite curentului să circule. Este diferită sursa de alimentare liniară. Conducta de apă mai înaltă evacuează constant apă, deoarece nu este implicat un comutator. Apa se va scurge dacă este prea multă. În unele tuburi liniare de reglare a sursei de alimentare, observăm frecvent acest lucru. Toată energia electrică nelimitată este transformată în energie termică. Din această perspectivă, eficiența de conversie a sursei de alimentare liniare este extrem de scăzută, iar atunci când căldura este mare, durata de viață a componentei se va scurta inevitabil și va avea un impact asupra efectului final de utilizare.
Cu toate acestea, distincția cheie între sursa de alimentare comutată și sursa de alimentare obișnuită este modul în care funcționează. Tubul de reglare a puterii sursei de alimentare liniară funcționează continuu în zona de amplificare și este întotdeauna în funcțiune. Sunt necesare tuburi uriașe de reglare a puterii și un radiator mare este construit ca urmare a pierderii semnificative de putere pe tubul de reglare, care are ca rezultat o generare semnificativă de căldură și o eficiență scăzută, adesea între 40% și 60%. Principiul de funcționare al sursei de alimentare liniară necesită utilizarea unui dispozitiv de tensiune pentru a comuta de la tensiune înaltă la tensiune joasă. De obicei constă dintr-un transformator, în timp ce există alternative precum sursa de alimentare KX care rectifică semnalul și emite o tensiune DC. În această metodă, volumul este mare, greu, ineficient și generează multă căldură, dar are și beneficii precum ondulație mică, o rată bună de ajustare, interferențe externe reduse și funcționează cu circuite analogice sau alte amplificatoare. Dispozitivul de alimentare al sursei de comutare funcționează în starea de comutare. Pentru transformator și stocarea energiei, energia este stocată temporar prin bobina de inductanță atunci când tensiunea este ajustată, astfel încât există pierderi mici, eficiență ridicată și mai puțină nevoie de disipare a căldurii. Standardele mai înalte se aplică inductanței, care trebuie construită. din materiale cu pierderi reduse, cu permeabilitate ridicată. Transformatorul său are dimensiunea unui cuvânt. Eficiența totală variază de la 80 la 98 la sută. Deși sursa de alimentare în comutație este mică și are o eficiență ridicată, este mai puțin eficientă decât sursele de alimentare liniare în ceea ce privește ondulația, tensiunea și rata de ajustare a curentului.
