Dans les appareils électroniques modernes, l'efficacité et la compacité desources d'électricité sont cruciaux. Avec son excellente miniaturisation, son poids léger et son efficacité élevée, les sources d'alimentation de commutation sont devenues une solution de source d'alimentation indispensable dans l'industrie de l'information électronique. Cet article explorera le principe de travail, la classification, les caractéristiques et les différences entre la commutation des sources d'alimentation et les sources d'alimentation linéaire traditionnelles, et révèle comment cette technologie de source d'alimentation répond aux besoins des appareils électroniques contemporains.
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Qu'est-ce qu'une source d'alimentation de commutation?
Le changement de technologie de la source d'alimentation change également à mesure que la technologie d'électronique de puissance développe et progresse. Presque tous les gadgets électroniques modernes de taille minuscule, léger et une grande efficacité reposent actuellement sur les sources d'alimentation de commutation. Pour la croissance explosive du secteur de l'information électronique d'aujourd'hui, il s'agit d'une source d'énergie absolument vitale.
Une source d'alimentation de commutation est une source d'alimentation qui utilise la technologie d'électronique d'alimentation moderne pour contrôler le rapport temps du tube de commutation pour s'ouvrir et près pour maintenir une tension de sortie stable. Se compose généralement d'un MOSFET et d'une commande de modulation de largeur d'impulsion (PWM) IC La source d'alimentation de commutation.
Relativement à une source d'alimentation linéaire, une source d'alimentation de commutation est son extrémité d'entrée rectifie immédiatement la puissance CA en puissance CC, puis sous l'action d'un circuit d'oscillation haute fréquence, le tube de commutation est utilisé pour contrôler l'angle et le courant pour Générez un courant d'impulsion haute fréquence. Une inductance - un transformateur haute fréquence - aide à produire une puissance DC à basse tension régulière.
Le noyau du transformateur est inversement proportionnel au carré de la fréquence opérationnelle de la source d'alimentation de commutation; Ainsi, la fréquence abaisse la taille du noyau. Cela permet de réduire considérablement le transformateur, éclaircissant ainsi le poids et le volume de la source d'alimentation. De plus, comme il régule directement le CC, l'efficacité de cette source d'alimentation est beaucoup plus élevée que celle de linéaire. Les gens trouvent cela préféré car il permet d'économiser l'électricité. Le circuit est complexe, la maintenance est difficile et elle est plutôt polluée; Le bruit de la source d'alimentation est significatif et ne convient pas à certains circuits à faible bruit.
Caractéristiques de la commutation de la source d'alimentation
Habituellement, le CI de contrôle MOSFET et Largeur d'impulsion (PWM) comprend la source d'alimentation de commutation. Presque tous les dispositifs électroniques avec les traits de petite taille, léger et à haute efficacité utilisent désormais une source d'alimentation de commutation grâce au développement et à la créativité de la technologie de l'électronique de puissance; sa pertinence est évidente.
Classification de la source d'alimentation de commutation
Trois types principaux de source d'alimentation de commutation peuvent généralement être distingués de la manière dont le dispositif de commutation est lié dans le circuit: source d'alimentation de commutation de série, source d'alimentation de commutation parallèle et source d'alimentation de commutation du transformateur.
Parmi eux, les formes push-pull, demi-pont, pont complet et d'autres formes peuvent être des divisions supplémentaires de la source d'alimentation de commutation du transformateur. L'excitation du transformateur et la phase de la tension de sortie permettent à l'une de la diviser en type avant, type Flyback, type d'excitation unique, type à double excitation et autres types.
La différence entre la source d'alimentation de commutation et la source d'alimentation ordinaire
Habituellement, la source d'alimentation ordinaire est linéaire. La source d'alimentation linéaire fait référence à une source d'alimentation dans laquelle le tube de réglage fonctionne à l'état linéaire. Cela diffère par une source d'alimentation de commutation. Travailler dans deux états: sur - très petite résistance, off - très grande résistance, le tube de commutation - avec une source d'alimentation de commutation - nous nous appelons généralement le tube de réglage.
Un type de source d'alimentation relativement récent est de changer la source d'alimentation. Une efficacité élevée, un poids léger, une augmentation de la tension et une faible puissance de sortie sont ses avantages. Cependant, puisque le circuit fonctionne dans un état de commutation, le bruit est relativement important.
Exemple: source d'alimentation de commutation de buck
Le principe de travail de la source d'alimentation de commutation de buck est essentiellement que le circuit comprend une diode en roue libre, une inductance de stockage d'énergie, un condensateur de filtre, un interrupteur (un tube à effet de triode ou de champ dans le circuit réel), etc.
Lorsque l'interrupteur est fermé, la source d'alimentation alimente la charge à travers l'interrupteur et l'inductance, et stocke une partie de l'énergie électrique dans l'inducteur et le condensateur. L'auto-inductance de l'inductance fait augmenter progressivement le courant après l'interrupteur, empêchant ainsi la sortie instantanée d'atteindre la tension de la source d'alimentation.
L'interrupteur est désactivé après un certain temps. Le courant dans le circuit restera constant, c'est-à-dire qu'il continuera de s'écouler de gauche à droite, en raison de l'auto-inductance de l'inductance - qui peut être comprise de manière plus vivante comme l'effet inertiel de l'inductance détermine le courant dans le circuit. La charge reçoit ce courant; revient du débit de fil de terre vers le pôle positif de la diode en roue libre; traverse la diode; revient à l'extrémité gauche de l'inductance, créant ainsi une boucle.
En contrôlant l'heure de la fermeture et de l'ouverture de l'interrupteur (c'est-à-dire la modulation de largeur de pouce PWM), la tension de sortie peut être contrôlée. Si le temps d'ouverture et de fermeture est contrôlé en détectant la tension de sortie pour maintenir la tension de sortie inchangée, le but de la régulation de tension est atteint.
En ce qui concerne les sources d'alimentation régulières ainsi que la commutation de sources d'alimentation, elles comportent toutes deux des tubes de réglage de la tension et appliquent le concept de rétroaction pour stabiliser la tension. La principale distinction est que la source d'alimentation ordinaire utilise généralement la zone d'amplification linéaire du transistor pour le réglage tandis que la source d'alimentation de commutation utilise le tube de commutation pour le réglage. En revanche, la source d'alimentation de commutation offre un facteur d'entraînement supérieur pour la sortie DC, une utilisation d'énergie plus petite et une plus grande gamme d'utilisation pour la tension CA. La modification de l'interférence d'impulsion présente des inconvénients.
Une source d'alimentation de commutation à demi-pont conventionnelle fonctionne principalement sur la base que les tubes de commutation des ponts supérieurs et inférieurs - VMOS lorsque la fréquence est élevée - est tournée à son tour. Tout d'abord, le courant circule à travers le tube de l'interrupteur de pont supérieur et la fonction de stockage de la bobine d'inductance est utilisée pour rassembler l'énergie électrique dans la bobine. Enfin, le tube de l'interrupteur de pont inférieur est allumé tandis que le tube de l'interrupteur de pont supérieur est éteint. Le condensateur et la bobine d'inductance continuent de diriger la source d'alimentation de l'extérieur. Le pont supérieur est activé pour permettre le courant dans une fois que le tube de l'interrupteur de pont inférieur est éteint. Ceci est réitéré plusieurs fois. Il est appelé une source d'alimentation de commutation car les deux tubes d'interrupteur sont allumés et désactivés à leur tour.
La source d'alimentation linéaire diffère. Le tuyau d'eau supérieur se vide toujours car il n'y a pas d'implication de l'interrupteur. Si un excès existe, il s'échappera. C'est la raison pour laquelle le tube de réglage de certains sources de puissance linéaire produit beaucoup de chaleur et l'énergie électrique inutile est entièrement transformée en énergie thermique. De ce point de vue, la durée de vie de la composante est tenue de diminuer, donc influencer l'effet d'utilisation finale, et l'efficacité de conversion de la source d'alimentation linéaire est assez médiocre lorsque la chaleur est élevée.
Différence principale: mode de travail
Le tube de réglage de la source d'alimentation linéaire fonctionne toujours dans la zone d'amplification; Le courant qui passe est continu. Un gros tube de réglage de la puissance est nécessaire et un grand dissipateur de chaleur est placé car le tube de réglage provoque une perte de puissance importante. Bien que souvent 40% à 60% (il faut reconnaître qu'il s'agit d'une très bonne source de puissance linéaire), la chaleur est substantielle et l'efficacité est assez médiocre.
La source d'alimentation linéaire fonctionne dans un mode de travail par lequel un dispositif interdit doit exister de haute tension à basse tension. Il s'agit généralement d'un transformateur; Il y en a d'autres, une telle source d'alimentation KX; Ensuite, après la rectification, la tension CC est sortie. En ce sens, le volume est énorme, assez volumineux, inefficace et la génération de chaleur est également grande; Mais, il y a aussi des avantages: minuscule ondulation, bon taux d'ajustement, peu d'interférence externe, ajustement pour les circuits analogiques ou divers amplificateurs, etc.
Fonctionne dans la condition de commutation, le dispositif d'alimentation de la source d'alimentation de commutation L'énergie est momentanément stockée à travers la bobine d'inductance lorsque la tension est modifiée, donc sa perte est minime, l'efficacité est élevée et les exigences de dissipation thermique sont faibles; Pourtant, il a également des besoins plus importants pour les transformateurs et les inductances de stockage d'énergie. Il doit être construit en matériaux à haute perméabilité et à faible perte. Son transformateur est simplement un mot-mot. L'efficacité générale est de 80% à 98%. Bien que la source d'alimentation de commutation ait une taille compacte et une grande efficacité, sa ondulation, sa tension et son taux de réglage de courant ont une remise considérable par rapport à la source d'alimentation linéaire.
La technologie de la source d'alimentation de commutation est de plus en plus utilisée dans les dispositifs électroniques en raison de ses avantages de haute efficacité, de miniaturisation et de poids léger. Bien qu'il y ait des problèmes de complexité de circuits et de bruit, ces problèmes sont progressivement résolus grâce à l'innovation technologique et à l'optimisation de la conception. Par rapport aux sources d'énergie linéaire traditionnelles, les sources d'énergie de commutation présentent des avantages évidents dans l'efficacité et le volume énergétiques, représentant une nouvelle direction pour le développement de la technologie des sources d'alimentation. Avec la progression continue de la technologie de l'électronique de puissance, les sources d'alimentation de commutation devraient atteindre des performances plus élevées et des applications plus larges à l'avenir.
Heure du poste: 7 月 -16-2024