Lülitustoiteallikate rühmitamine
Inimeste lülitustoiteallika tehnoloogia valdkond on samaaegselt arendada seotud jõuelektroonikaseadmeid ja lülitussageduse muundamise tehnoloogiat. Need kaks edendavad üksteist, et lülitustoiteallikas oleks kerge, väike, õhuke, madal müratase, kõrge töökindlus ja areng segamisvastase suunas. Lülitustoiteallikad võib jagada kahte kategooriasse: AC/DC ja DC/DC. DC/DC muundur on nüüd modulariseeritud ning disainitehnoloogia ja tootmisprotsess on kodu- ja välismaal küpsed ja standarditud ning kasutajad on neid tunnustanud. AC/DC modulariseerimine puutub oma iseärasuste tõttu kokku keerukamate tehniliste ja tootmisprotsessidega seotud probleemidega modulariseerimise käigus. Kahte tüüpi lülitustoiteallikate struktuuri ja omadusi kirjeldatakse allpool.
DC/DC muundamine
DC/DC muundamine on fikseeritud alalispinge teisendamine muutuvaks alalispingeks, mida tuntakse ka kui alalisvoolu tükeldamist. Chopperil on kaks töörežiimi, üks on impulsi laiuse modulatsiooni režiim, Ts on muutumatu ja ton on muudetud (tavaline) ja teine on sagedusmodulatsiooni režiim, ton on muutumatu ja Ts on muudetud (lihtne häirete tekitamiseks).
Selle konkreetne vooluahel koosneb järgmistest kategooriatest:
(1) Buck-ahel - astmeline chopper, selle väljundi keskmine pinge Uo on väiksem kui sisendpinge Ui ja polaarsus on sama.
(2) Boost circuit – võimendushakkuri, selle väljundi keskmine pinge Uo on suurem kui sisendpinge Ui ja polaarsus on sama.
(3) Buck-Boost ahel - buck või boost chopper, selle väljundi keskmine pinge Uo on suurem või väiksem kui sisendpinge Ui, polaarsus on vastupidine ja induktiivsus edastatakse.
(4) Cuk-ahel - buck või boost chopper, selle väljundi keskmine pinge Uo on suurem või väiksem kui sisendpinge UI, polaarsus on vastupidine ja mahtuvus edastatakse. Tänapäeva pehme lülitustehnoloogia on teinud alalis-/alalisvoolus kvalitatiivse hüppe. Erinevate Ameerika VICORi poolt konstrueeritud ja toodetud ECI pehme lülitusega alalis-alalisvoolu muundurite maksimaalne väljundvõimsus on 300 W, 600 W, 800 W jne ning vastav võimsustihedus on (6, 2, 10, 17) W/cm3, efektiivsus on (80-90) protsenti . Jaapani NemicLambda Company uusima pehme lülitustehnoloogiat kasutava kõrgsagedusliku lülitustoitemooduli RM-seeria lülitussagedus on (200–300) kHz ja võimsustihedus 27 W/cm3. Tetky diood), suurendatakse kogu vooluahela efektiivsust 90 protsendini.
AC/DC muundamine
AC/DC muundamine on vahelduvvoolu konverteerimiseks alalisvooluks ja selle võimsusvoog võib olla kahesuunaline. Toitevoolu vooluallikast koormusele nimetatakse "alaldamiseks" ja võimsusvoogu koormusest tagasi toiteallikasse nimetatakse "aktiivseks inverteriks". AC/DC muunduri sisendiks on 50/60Hz vahelduvvool. Kuna seda tuleb alaldada ja filtreerida, on suhteliselt suur filtrikondensaator hädavajalik. Samas, tulenevalt ohutusstandarditest (nagu UL, CCEE jne) ja elektromagnetilise ühilduvuse direktiividest, piirangutest (nagu IEC, FCC, CSA), peab vahelduvvoolu sisendi pool lisama EMC-filtreerimise ja kasutama ohutusstandarditele vastavaid komponente, mis piirab AC/DC toiteallika miniatuursust. Lisaks muudab lülitustegevus sisemise kõrge sageduse, kõrge pinge ja suure voolu tõttu EMC elektromagnetilise ühilduvuse probleemi lahendamise keerulisemaks, mis seab kõrged nõuded ka sisemiste suure tihedusega paigaldusahelate projekteerimisele. Samal põhjusel suurendavad kõrgepinge ja suure voolu lülitid energiatarbimist ja piiravad vahelduv- ja alalisvoolu muunduri modulariseerimisprotsessi, mistõttu on vaja kasutusele võtta toitesüsteemi optimeerimise projekteerimismeetod, et selle töö efektiivsus saavutaks teatud rahulolu.
Vahelduv- ja alalisvoolu muundamise saab jagada poollaineahelaks ja täislaineahelaks vastavalt ahela juhtmestiku meetodile. Vastavalt toiteallika faaside arvule saab selle jagada ühefaasiliseks, kolmefaasiliseks ja mitmefaasiliseks. Vastavalt vooluringi töökvadrandile saab selle jagada üheks kvadrandiks, kaheks, kolmeks ja neljaks kvadrandiks.
Lülitustoiteallika põhiprintsiip
Lihtsamalt öeldes on lülitustoiteallika tööpõhimõte järgmine:
1. Vahelduvvoolu sisend alaldatakse ja filtreeritakse alalisvooluks;
2. Lülitustoru juhitakse kõrgsagedusliku PWM (impulsi laiuse modulatsiooni) signaaliga ja alalisvool lisatakse lülitustrafo primaarvoolule;
3. Lülitustrafo sekundaarne pool indutseerib kõrgsagedusliku pinge, mis alaldatakse ja filtreeritakse koormuse varustamiseks;
4. Väljundosa toidab tagasi juhtahelasse teatud vooluringi kaudu, et juhtida PWM-i töötsüklit, et saavutada stabiilse väljundi eesmärk.
