Hai chế độ hoạt động của nguồn điện chuyển mạch nguyên khối
Mạch tích hợp cung cấp năng lượng chuyển mạch nguyên khối có ưu điểm là tích hợp cao, hiệu quả chi phí cao, mạch ngoại vi đơn giản nhất, chỉ số hiệu suất tốt nhất, có thể tạo thành nguồn cung cấp năng lượng chuyển mạch cách ly hiệu quả cao mà không cần biến tần. Nó được giới thiệu vào giữa-1990, liên tiếp vào cuối những năm đó, nó cho thấy sức sống mạnh mẽ và giờ đây nó đã trở thành sự phát triển quốc tế về nguồn điện chuyển mạch công suất vừa và nhỏ, nguồn điện chuyển mạch chính xác và mô-đun nguồn điện được ưa chuộng mạch tích hợp. Bộ nguồn chuyển mạch bao gồm nó, xét về mặt chi phí và nguồn điện điều chỉnh điện áp tuyến tính tương tự, hiệu suất cung cấp điện được cải thiện đáng kể, khối lượng và trọng lượng giảm đáng kể. Điều này tạo điều kiện tốt cho việc quảng bá và phổ biến các nguồn cung cấp năng lượng chuyển mạch mới.
Các tính năng của nguồn điện chuyển mạch nguyên khối
(1) Bên trong TOpSWitch-II bao gồm bộ tạo dao động, bộ khuếch đại lỗi, bộ điều biến độ rộng xung, mạch cổng, ống chuyển mạch nguồn cao áp (MOSFET), mạch thiên vị, mạch bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá nhiệt và mạch khởi động lại khi bật nguồn, tắt máy / mạch khởi động lại tự động. Nó cách ly hoàn toàn đầu ra khỏi lưới điện bằng máy biến áp tần số cao, an toàn khi sử dụng*. Nó thuộc về nguồn điện chuyển mạch được điều khiển bằng dòng điện với đầu ra thoát nước mở. Do sử dụng mạch CMOS nên mức tiêu thụ điện năng của thiết bị giảm đáng kể.
(2) Chỉ có ba dây dẫn: đầu cuối điều khiển C, nguồn S, cống D, có thể so sánh với bộ điều chỉnh tuyến tính ba đầu cuối, có thể là cách đơn giản nhất để tạo thành máy biến tần mà không cần nguồn điện chuyển mạch flyback. Để hoàn thành nhiều chức năng điều khiển, thiên vị và bảo vệ, C, D là chân cắm đa chức năng, hiện thực hóa chân cắm đa năng. Lấy thiết bị đầu cuối điều khiển làm ví dụ, nó có ba chức năng: (1) đầu cuối của điện áp VC dành cho bộ điều chỉnh song song trên chip và tầng truyền động cổng để cung cấp điện áp phân cực; (2) phần cuối của IC hiện tại có thể điều chỉnh chu kỳ nhiệm vụ; (3) điểm cuối của mạch nhánh cấp nguồn và điểm kết nối tụ điện tự động khởi động lại/bù, thông qua tụ điện bypass bên ngoài để xác định tần số tự động khởi động lại và bù cho vòng điều khiển.
(3) Phạm vi điện áp xoay chiều đầu vào cực kỳ rộng. Đối với đầu vào có điện áp cố định, có thể chọn 220V±15% AC và công suất đầu ra tối đa sẽ giảm 40% nếu được trang bị AC dải rộng 85 ~ 265V. Dải tần số đầu vào của nguồn điện chuyển mạch là 47 ~ 440Hz.
(4) Giá trị điển hình của tần số chuyển đổi là 100KHz và phạm vi điều chỉnh chu kỳ nhiệm vụ là 1,7%~67%. Hiệu suất của nguồn điện là khoảng 80%, lên tới 90%, gần gấp đôi so với nguồn điện điều chỉnh tích hợp tuyến tính. Phạm vi nhiệt độ hoạt động của nó là từ 0 đến 70 độ nhiệt độ tiếp giáp tối đa của chip Tjm=135 độ .
(5) Nguyên lý hoạt động cơ bản của TOPSwitch-II là sử dụng IC dòng phản hồi để điều chỉnh chu kỳ nhiệm vụ D, nhằm đạt được mục đích điều chỉnh điện áp. Ví dụ, khi điện áp đầu ra của nguồn điện chuyển mạch VOT do một số lý do, sau khi mạch phản hồi bộ ghép quang sẽ tạo ra Ic↑→điện áp lỗi Vrt→D↓→Vo↓, do đó Vo không thay đổi. Và ngược lại.
(6) mạch ngoại vi đơn giản, chi phí thấp. Bên ngoài chỉ cần kết nối bộ lọc chỉnh lưu, máy biến áp tần số cao, mạch bảo vệ sơ cấp, mạch phản hồi và mạch đầu ra. Việc sử dụng những con chip như vậy cũng có thể làm giảm nhiễu điện từ do nguồn điện chuyển mạch tạo ra.
Hai chế độ hoạt động của nguồn điện chuyển mạch nguyên khối
Bộ nguồn chuyển mạch nguyên khối có hai chế độ hoạt động cơ bản: một là chế độ liên tục CUM (ContinuousMode), hai là chế độ không liên tục
(a) Chế độ liên tục (b) Chế độ không liên tục
DUM (Chế độ không liên tục). Dạng sóng dòng chuyển mạch của hai chế độ này lần lượt được hiển thị trong Hình (a) và Hình (b). Như có thể thấy trong hình, ở chế độ liên tục, dòng chuyển mạch sơ cấp bắt đầu từ một biên độ nhất định, sau đó tăng lên giá trị cực đại và sau đó nhanh chóng trở về 0. Dạng sóng chuyển mạch hiện tại của nó là hình thang. Điều này chỉ ra rằng ở chế độ liên tục, chu kỳ chuyển mạch tiếp theo có năng lượng ban đầu vì năng lượng tích trữ trong máy biến áp tần số cao không được giải phóng hết trong mỗi chu kỳ chuyển mạch. Việc sử dụng chế độ liên tục làm giảm dòng điện Ip và dòng điện RMS cực đại chính (IRMS), giảm mức tiêu thụ điện năng của chip. Tuy nhiên, chế độ liên tục yêu cầu tăng độ tự cảm sơ cấp Lp, dẫn đến tăng kích thước của máy biến áp tần số cao. Tóm lại, chế độ liên tục phù hợp với các TOPSwitch có công suất thấp hơn và các máy biến áp tần số cao kích thước lớn hơn.
Dòng điện chuyển mạch ở chế độ không liên tục tăng từ 0 lên đỉnh và sau đó giảm xuống 0. Điều này có nghĩa là năng lượng được lưu trữ trong máy biến áp tần số cao phải được giải phóng hoàn toàn trong mỗi chu kỳ chuyển mạch và dạng sóng dòng chuyển mạch của nó có dạng hình tam giác. Chế độ không liên tục có giá trị Ip và IRMS lớn hơn nhưng yêu cầu Lp ít hơn. Vì vậy, nó phù hợp cho việc sử dụng TOPSwitch với công suất đầu ra lớn hơn với máy biến áp tần số cao có kích thước nhỏ hơn.
