Phân loại nguồn điện chuyển mạch, giải thích chi tiết về nguồn điện AD/DC và DC/DC
Phân loại nguồn điện chuyển mạch
Lĩnh vực công nghệ cung cấp năng lượng chuyển đổi của con người là phát triển các thiết bị điện tử công suất liên quan đồng thời phát triển công nghệ chuyển đổi tần số chuyển đổi. Sự thúc đẩy lẫn nhau của cả hai đã thúc đẩy sự phát triển của các bộ nguồn chuyển mạch theo hướng nhẹ, nhỏ, mỏng, độ ồn thấp, độ tin cậy cao và chống nhiễu với tốc độ tăng trưởng trên hai con số mỗi năm. Nguồn điện chuyển mạch có thể được chia thành hai loại: AC/DC và DC/DC. Bộ chuyển đổi DC/DC hiện đã đạt được mô-đun hóa, công nghệ thiết kế và quy trình sản xuất đã hoàn thiện và tiêu chuẩn hóa cả trong nước và quốc tế và được người dùng công nhận. Tuy nhiên, việc mô đun hóa AC/DC, do đặc điểm riêng của nó, gặp phải các vấn đề kỹ thuật và sản xuất phức tạp hơn trong quá trình mô đun hóa. Cấu trúc và đặc điểm của hai loại nguồn điện chuyển mạch được giải thích dưới đây.
Chuyển đổi DC/DC
Chuyển đổi DC/DC là quá trình chuyển đổi điện áp DC cố định thành điện áp DC thay đổi, còn được gọi là cắt DC. Có hai cách để bộ cắt hoạt động: một là giữ nguyên chế độ điều chế độ rộng xung Ts và thay đổi T (phổ quát), hai là giữ nguyên chế độ điều chế tần số T và thay đổi T (dễ bị nhiễu). Các mạch cụ thể được chia thành các loại sau:
(1) Mạch Buck - một bộ ngắt Buck có điện áp đầu ra trung bình Uo nhỏ hơn điện áp đầu vào Ui và cùng cực tính.
(2) Mạch tăng áp - bộ ngắt tăng áp, có điện áp đầu ra trung bình Uo lớn hơn điện áp đầu vào Ui và cùng cực tính.
(3) Mạch Buck Boost - bộ ngắt mạch tăng áp hoặc Buck có điện áp đầu ra trung bình Uo lớn hơn hoặc nhỏ hơn điện áp đầu vào Ui, cực tính ngược và truyền cảm ứng.
(4) Mạch Cuk - bộ ngắt tăng áp hoặc tăng áp có điện áp trung bình đầu ra Uo lớn hơn hoặc nhỏ hơn điện áp đầu vào UI, cực tính ngược và truyền tụ điện.
Công nghệ chuyển mạch mềm ngày nay đã tạo ra bước nhảy vọt về chất lượng DC/DC. Công ty VICOR của Hoa Kỳ đã thiết kế và sản xuất nhiều bộ chuyển đổi DC/DC chuyển mạch mềm ECI với công suất đầu ra cao 300W, 600W, 800W, v.v., mật độ công suất tương ứng là (6, 2, 10, 17) W/cm3, và hiệu suất của (80-90) phần trăm . Dòng mô-đun nguồn chuyển mạch tần số cao RM sử dụng công nghệ chuyển mạch mềm mới được công ty NemiaLambda của Nhật Bản ra mắt, có tần số chuyển mạch là (200-300) kHz và mật độ công suất là 27 W/cm3. Nó sử dụng bộ chỉnh lưu đồng bộ (MOS-FET thay vì điốt Schottky), giúp cải thiện hiệu suất của toàn bộ mạch lên 90%.
2.2 Chuyển đổi AC/DC
Chuyển đổi /DC là quá trình chuyển đổi AC thành DC và dòng điện có thể là hai chiều. Dòng điện từ nguồn điện đến tải được gọi là "chỉnh lưu" và dòng điện từ tải trở lại nguồn điện được gọi là "biến tần hoạt động". Đầu vào bộ chuyển đổi AC/DC là nguồn AC 50/60Hz. Do nhu cầu chỉnh lưu và lọc nên tụ lọc tương đối lớn là rất cần thiết. Đồng thời, do hạn chế của các tiêu chuẩn (như UL, CCEE, v.v.) và chỉ thị EMC (như IEC, FCC, CSA), việc lọc EMC và sử dụng các thành phần tuân thủ tiêu chuẩn phải được bổ sung vào Phía đầu vào AC, hạn chế việc thu nhỏ khối lượng nguồn điện AC/DC. Ngoài ra, do tần số cao, điện áp cao bên trong, hoạt động của các công tắc dòng điện cao làm tăng khó khăn trong việc giải quyết các vấn đề tương thích điện từ EMC, điều này đặt ra yêu cầu cao đối với việc thiết kế các mạch lắp đặt mật độ cao bên trong. Vì những lý do tương tự, các công tắc điện áp cao và dòng điện cao làm tăng mức tiêu thụ điện năng và hạn chế quá trình mô-đun hóa của bộ chuyển đổi AC/DC. Vì vậy, cần phải áp dụng các phương pháp thiết kế tối ưu hóa hệ thống điện để đạt được mức độ hài lòng nhất định về hiệu quả công việc của nó.
Chuyển đổi AC/DC có thể được chia thành mạch nửa sóng và mạch toàn sóng theo phương pháp nối dây của mạch. Theo số lượng pha điện, nó có thể được chia thành một pha, ba pha và nhiều pha. Theo góc phần tư làm việc của mạch, nó có thể được chia thành một góc phần tư, hai góc phần tư, ba góc phần tư và bốn góc phần tư.
