Thảo luận về Bộ nguồn ổn định DC chuyển mạch hiệu suất cao
Với sự phát triển không ngừng của công nghệ điện tử công suất, các bộ nguồn điều chỉnh DC chuyển mạch hiệu suất cao sẽ được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện. Ưu điểm chính của chuyển mạch dòng điện một chiều là: làm việc ổn định, độ tin cậy tốt, trọng lượng nhẹ, hiệu quả cao và tiêu thụ điện năng thấp, v.v., xu hướng phát triển của nó cạnh tranh hơn so với các dòng chuyển mạch khác. Chuyển đổi dòng điện một chiều được sử dụng trong các lĩnh vực cung cấp năng lượng cho máy gia tốc hạt, v.v. Sau khi phân tích toàn diện và xem xét tổng thể. Các nhà nghiên cứu công nghệ có liên quan đã thiết kế một bộ nguồn điều chỉnh DC chuyển mạch hiệu suất cao bằng cách sử dụng mô hình tín hiệu nhỏ chuyển đổi DC/DC cầu điều khiển lệch pha.
1 Phân tích mô hình tín hiệu nhỏ động
Việc lựa chọn các mô hình tín hiệu nhỏ động rất đa dạng và kết quả thiết kế thu được bằng cách sử dụng các mô hình khác nhau là khác nhau. Bộ nguồn chuyển mạch thực chất là một đối tượng điều khiển phi tuyến. Sử dụng phương pháp giải tích để hướng dẫn lập mô hình chỉ có thể gần đúng với mô hình nhiễu tín hiệu nhỏ ở trạng thái ổn định và kết luận thu được khi sử dụng mô hình này để giải thích nhiễu quy mô lớn là không hoàn toàn chính xác. Về cơ bản, nó được hưởng lợi từ thực tế là nguồn điện chuyển đổi thường hoạt động ở trạng thái ổn định. Bộ nguồn DC chuyển mạch hiệu suất cao được thiết kế theo mô hình nhiễu tín hiệu nhỏ, kết hợp với việc sử dụng các mạch phụ trợ, hoàn toàn có thể làm cho hiệu suất của bộ nguồn chuyển đổi đáp ứng yêu cầu.
2 Xác định chỉ số hiệu suất của nguồn điện ổn định DC
2.1 Yêu cầu về chỉ số ổn định
Theo dữ liệu liên quan và kết quả thực tế, các hệ thống khác nhau sẽ có mức độ mạnh mẽ khác nhau và các đặc tính nhất thời của chúng tương đối tốt. Tuy nhiên, đối với nguồn điện ổn định DC, nó yêu cầu biên độ khuếch đại của hệ thống phải lớn hơn hoặc bằng 40dB và biên độ pha phải lớn hơn hoặc bằng 30dB.
2.2 Chỉ số phản hồi nhất thời
Khi nguồn điện chuyển mạch bị xáo trộn, đầu ra của nó sẽ bị ảnh hưởng và gây ra hiện tượng giật hình tương ứng, cuối cùng dần dần trở về giá trị ổn định. Thông thường chúng ta sử dụng khoảng vọt lố và độ dài của thời gian hồi phục động để đánh giá các đặc tính động. Tần số chéo càng cao, thời gian cần thiết để phục hồi động càng ngắn; biên độ vượt quá và biên độ pha cũng tồn tại
trong mối tương quan chặt chẽ.
2.3 Phân tích độ chính xác cung cấp điện
Độ chính xác của điện áp có các yêu cầu nghiêm ngặt và phạm vi thiết kế của nó không lớn hơn 1‰ và độ gợn không lớn hơn 1‰. Tuy nhiên, gợn sóng được chia thành hai phần, tần số cao và tần số thấp. Tần số chuyển đổi làm cho phần tần số cao bị triệt tiêu bởi bộ lọc đầu ra; sự dao động của lưới giới thiệu phần tần số thấp và phần tần số thấp chủ yếu phụ thuộc vào phản hồi tiêu cực của hệ thống để khắc phục nó.
3 Phân tích và thiết kế bộ nguồn điều chỉnh DC chuyển mạch hiệu suất cao
3.1 Thiết kế và ứng dụng mạng bù
Trong thiết kế cung cấp điện ổn định, phương pháp được sử dụng phổ biến nhất là sử dụng thuật toán PI hoặc PID để thiết kế mạng bù. Sau khi bộ điều chỉnh PI được bù, khả năng chống nhiễu tần số cao của hệ thống được cải thiện rất nhiều và khuyết điểm duy nhất là hiệu suất động kém. Khi thuật toán vi phân được đưa vào, tốc độ đáp ứng của hệ thống sẽ được cải thiện rất nhiều, nhưng cũng có một số khiếm khuyết nhất định: (1) Việc đưa thêm quá nhiều điểm 0 sẽ làm tăng độ nhạy của tín hiệu tần số cao và dễ gây tắc nghẽn bộ khuếch đại . (2) Độ phóng đại tương ứng với gợn chuyển mạch tăng lên, điều này dễ khiến bộ khuếch đại đi vào vùng phi tuyến tính. Do đó, hãy cố gắng chọn độ trễ hàng đầu để thực hiện bù liên quan đến mạng bù.
3.2 Nguyên lý thiết kế của bộ nguồn điều chỉnh DC chuyển mạch hiệu suất cao
Trong thiết kế bộ nguồn điều chỉnh kiểu chuyển mạch hiệu suất cao, các chỉ số kỹ thuật lý tưởng của nó: (1) Điện áp xoay chiều đầu vào 220V (50Hz ~ 60Hz). (2) Điện áp DC đầu ra 5V, dòng điện đầu ra 3A. (3) Khi điện áp xoay chiều đầu vào thay đổi trong khoảng 180V và 250V, mức biến thiên tương đối của điện áp đầu ra nhỏ hơn 2 phần trăm. (4) Điện trở đầu ra R0 nhỏ hơn 0,1V. (5) Điện áp gợn đầu ra tối đa thấp hơn 10mv.
Nguyên tắc làm việc cơ bản: Tần số làm việc của nguồn cung cấp năng lượng tự điều chỉnh tuyến tính thấp và tình trạng của ống điều chỉnh lớn và hiệu quả thấp. Khi ống điều chỉnh hoạt động ở trạng thái chuyển đổi, âm lượng nhỏ và hiệu quả cao. Theo cách tạo tín hiệu chuyển mạch, có hai loại nguồn điện ổn định DC loại chuyển mạch: tự kích thích và kích thích khác, và có thể được chia thành hai loại: lưu trữ năng lượng cảm ứng và khớp nối biến áp theo phương pháp truyền năng lượng. Bộ nguồn ổn định DC loại công tắc tự kích thích, mạch đơn giản, phạm vi điều chỉnh điện áp hẹp và độ ổn định điện áp đầu ra thấp. Đây là một nguồn cung cấp điện ổn định DC loại chuyển đổi thú vị, chủ yếu dựa vào việc tự động điều chỉnh chu kỳ nhiệm vụ của dạng sóng làm việc để ổn định điện áp đầu ra và điện áp đầu ra khá ổn định. Loại lưu trữ năng lượng cảm ứng phù hợp để sử dụng trong các nguồn điện được điều chỉnh DC dưới 50W, trong khi loại khớp nối máy biến áp thường được sử dụng trong các nguồn điện được điều chỉnh DC công suất cao. Mạch được trang bị liên kết khuếch đại lỗi phản hồi, tự động điều chỉnh tỷ lệ nhiệm vụ của sóng hình chữ nhật ở phía sơ cấp của máy biến áp theo sự thay đổi của điện áp đầu ra, để đạt được mục đích ổn định điện áp đầu ra.
