Funktionsprinzip des Schaltnetzteils Drei Bedingungen des Schaltnetzteils
Das Funktionsprinzip des Schaltnetzteils Die Funktionsweise des Schaltnetzteils ist recht einfach zu verstehen. Bei der linearen Stromversorgung arbeitet der Leistungstransistor im linearen Modus. Im Gegensatz zum linearen Netzteil sorgt das PWM-Schaltnetzteil dafür, dass der Leistungstransistor im Ein- und Ausschaltzustand arbeitet. In diesen beiden Zuständen ist das dem Leistungstransistor hinzugefügte Volt-Ampere-Produkt sehr klein (wenn er eingeschaltet ist, ist die Spannung niedrig und der Strom groß; wenn er ausgeschaltet ist, ist die Spannung hoch und der Strom). klein) / Volt am Leistungsgerät Das Ampereprodukt ist der am Leistungshalbleitergerät erzeugte Verlust.
Funktionsprinzip des Schaltnetzteils
Die Funktionsweise des Schaltnetzteils ist recht einfach zu verstehen. Bei der linearen Stromversorgung arbeitet der Leistungstransistor im linearen Modus. Im Gegensatz zum linearen Netzteil sorgt das PWM-Schaltnetzteil dafür, dass der Leistungstransistor im Ein- und Ausschaltzustand arbeitet. In diesem Zustand ist das dem Leistungstransistor hinzugefügte Volt-Ampere-Produkt sehr klein (wenn er eingeschaltet ist, ist die Spannung niedrig und der Strom groß; wenn er ausgeschaltet ist, ist die Spannung hoch und der Strom klein). / Das Volt-Ampere-Produkt am Leistungsgerät sind die am Gerät auftretenden Leistungshalbleiterverluste. Im Vergleich zur linearen Stromversorgung wird der effizientere Arbeitsprozess des PWM-Schaltnetzteils durch „Zerhacken“ erreicht, d. h. durch Zerhacken der Eingangsgleichspannung in eine Impulsspannung, deren Amplitude gleich der Eingangsspannungsamplitude ist. Das Tastverhältnis des Impulses wird vom Controller des Schaltnetzteils eingestellt. Sobald die Eingangsspannung in eine Wechselstrom-Rechteckwelle zerhackt wird, kann ihre Amplitude über einen Transformator erhöht oder verringert werden. Durch die Erhöhung der Anzahl der Sekundärwicklungen des Transformators kann die Anzahl der Ausgangsspannungsgruppen erhöht werden. Schließlich werden diese Wechselstromwellenformen gleichgerichtet und gefiltert, um eine Gleichstrom-Ausgangsspannung zu erhalten. Der Hauptzweck des Reglers besteht darin, die Ausgangsspannung stabil zu halten, und seine Funktionsweise ist der linearen Form des Reglers sehr ähnlich. Das heißt, der Funktionsblock, die Spannungsreferenz und der Fehlerverstärker des Controllers können so gestaltet sein, dass sie denen des Linearreglers entsprechen. Der Unterschied besteht darin, dass der Ausgang des Fehlerverstärkers (Fehlerspannung) eine Spannungs-/Impulsbreiten-Umwandlungseinheit durchläuft, bevor er den Leistungstransistor ansteuert. Es gibt zwei Hauptbetriebsmodi des Schaltnetzteils: Vorwärtswandlung und Aufwärtswandlung. Obwohl die Anordnung ihrer verschiedenen Teile sehr klein ist, ist der Arbeitsprozess sehr unterschiedlich und jeder hat seine eigenen Vorteile in bestimmten Anwendungen.
Drei Bedingungen zum Schalten der Stromversorgung
schalten
Leistungselektronik arbeitet in einem Schaltzustand und nicht in einem linearen Zustand
Hochfrequenz
Leistungselektronische Geräte arbeiten mit hohen Frequenzen und nicht mit niedrigen Frequenzen in der Nähe industrieller Frequenzen
Gleichstrom
Das Schaltnetzteil gibt Gleichstrom statt Wechselstrom aus und kann auch hochfrequenten Wechselstrom wie elektronische Transformatoren ausgeben
Klassifizierung von Schaltnetzteilen
Auf dem Gebiet der Schaltnetzteiltechnologie werden gleichzeitig verwandte leistungselektronische Geräte und Schaltfrequenzumwandlungstechnologien entwickelt. Die beiden fördern sich gegenseitig, um das Schaltnetzteil zu leicht, klein, dünn, geräuscharm, hochzuverlässig und in Richtung Anti-Jamming zu entwickeln. Schaltnetzteile lassen sich in zwei Kategorien einteilen: AC/DC und DC/DC. Es gibt auch AC/ACDC/AC wie Wechselrichter. DC/DC-Wandler sind inzwischen modularisiert und die Designtechnologie und Produktionsprozesse sind im In- und Ausland ausgereift. Die Standardisierung wurde von den Benutzern erkannt, aber die Modularisierung von AC/DC stößt aufgrund ihrer eigenen Eigenschaften im Prozess der Modularisierung auf kompliziertere technische und prozesstechnische Herstellungsprobleme. Im Folgenden werden der Aufbau und die Eigenschaften der beiden Arten von Schaltnetzteilen beschrieben.
Entwicklungstrend der Schaltnetzteiltechnologie
Die Entwicklungsrichtung des Schaltnetzteils ist Hochfrequenz, hohe Zuverlässigkeit, geringer Verbrauch, geringes Rauschen, Entstörung und Modularisierung. Da die Schlüsseltechnologie des Schaltnetzteils leicht, klein und dünn ist, ist die Hochfrequenz. Daher sind die großen ausländischen Hersteller von Schaltnetzteilen bestrebt, gleichzeitig neue hochintelligente Komponenten zu entwickeln, insbesondere um den Verlust des sekundären Gleichrichtergeräts zu verbessern Die Power-Eisen-Sauerstoff-Materialien (Mn? Zn) zur Steigerung der wissenschaftlichen und technologischen Innovation zur Verbesserung der hohen magnetischen Leistung bei hoher Frequenz und großer magnetischer Flussdichte (Bs) sowie die Miniaturisierung des Geräts sind ebenfalls eine Schlüsseltechnologie. Der Einsatz der SMT-Technologie hat bei Schaltnetzteilen große Fortschritte gemacht. Auf beiden Seiten der Leiterplatte sind Komponenten angeordnet, um sicherzustellen, dass das Schaltnetzteil leicht, klein und dünn ist. Die hohe Frequenz des Schaltnetzteils wird unweigerlich die traditionelle PWM-Schalttechnologie erneuern. Die Soft-Switching-Technologie von ZVS und ZCS hat sich zur Mainstream-Technologie für Schaltnetzteile entwickelt und die Arbeitseffizienz von Schaltnetzteilen wurde erheblich verbessert. Für hohe Zuverlässigkeitsindikatoren reduzieren Hersteller von Schaltnetzteilen in den USA die Belastung der Geräte, indem sie den Betriebsstrom und die Sperrschichttemperatur reduzieren, was die Zuverlässigkeit der Produkte erheblich verbessert. Modularisierung ist der allgemeine Trend bei der Entwicklung von Schaltnetzteilen. Mit modularen Netzteilen lassen sich dezentrale Stromversorgungssysteme bilden, mit N plus 1 redundanten Stromversorgungssystemen können Kapazitätserweiterungen im Parallelbetrieb realisiert werden. Um den Nachteil des hohen Betriebsgeräuschs des Schaltnetzteils zu beseitigen, steigt das Geräusch entsprechend an, wenn die Hochfrequenz allein verfolgt wird, und die Verwendung der Teilresonanzumwandlungsschaltungstechnologie kann theoretisch eine hohe Frequenz erreichen und das Rauschen reduzieren, aber einige Da Es gibt immer noch technische Probleme bei der praktischen Anwendung der Resonanzumwandlungstechnologie, so dass auf diesem Gebiet noch viel Arbeit geleistet werden muss, um diese Technologie in die Praxis umzusetzen. Die kontinuierliche Innovation der Leistungselektroniktechnologie bietet der Schaltnetzteilindustrie breite Entwicklungsperspektiven. Um die Entwicklung der Schaltnetzteilindustrie meines Landes zu beschleunigen, müssen wir den Weg der technologischen Innovation beschreiten, den Weg der gemeinsamen Entwicklung von Industrie, Bildung und Forschung chinesischer Prägung verlassen und zur schnellen Entwicklung meines Landes beitragen Volkswirtschaft des Landes.
Die Methode zur Verbesserung der Standby-Effizienz von Schaltnetzteilen
Schnittanfang
Bei der Flyback-Stromversorgung wird der Steuerchip nach dem Start über die Hilfswicklung mit Strom versorgt, und der Spannungsabfall am Startwiderstand beträgt etwa 300 V. Unter der Annahme, dass der Startwiderstand 47 kΩ beträgt, beträgt die Leistungsaufnahme fast 2 W. Um die Standby-Effizienz zu verbessern, muss dieser Widerstandskanal nach dem Start abgeschaltet werden. TOPSWITCH, ICE2DS02G verfügt im Inneren über eine spezielle Startschaltung, die den Widerstand nach dem Start ausschalten kann. Verfügt der Regler nicht über eine spezielle Anlaufschaltung, kann auch ein Kondensator in Reihe zum Anlaufwiderstand geschaltet werden und der Verlust nach dem Anlauf allmählich auf Null sinken. Der Nachteil besteht darin, dass sich das Netzteil nicht selbst neu starten kann und die Schaltung erst nach Abtrennen der Eingangsspannung zur Entladung des Kondensators wieder gestartet werden kann.
Taktfrequenz reduzieren
Die Taktfrequenz kann sanft oder abrupt verringert werden. Sanfter Abfall bedeutet, dass die Taktfrequenz über ein bestimmtes Modul linear verringert wird, wenn die Rückkopplung einen bestimmten Schwellenwert überschreitet.
Arbeitsmodus wechseln
1. QR→pWM Bei Schaltnetzteilen, die im Hochfrequenzmodus arbeiten, kann das Umschalten in den Niederfrequenzmodus im Standby-Modus den Standby-Verlust reduzieren. Beispielsweise kann ein quasiresonantes Schaltnetzteil (Arbeitsfrequenz von mehreren hundert kHz bis mehreren MHz) im Standby-Modus in einen niederfrequenten Pulsweitenmodulations-Steuermodus pWM (zehn kHz) umgeschaltet werden. Der IRIS40xx-Chip verbessert die Standby-Effizienz durch Umschalten zwischen QR und pWM. Wenn das Netzteil unter geringer Last und im Standby-Modus ist, ist die Spannung der Hilfswicklung gering, Q1 ist ausgeschaltet und das Resonanzsignal kann nicht an den FB-Anschluss übertragen werden. Die FB-Spannung ist niedriger als eine Schwellenspannung im Chip und der Quasi-Resonanzmodus kann nicht ausgelöst werden, und die Schaltung arbeitet mit einer niedrigeren Frequenz. PWM-Steuermodus.
2. pWM→pFM Bei Schaltnetzteilen, die im pWM-Modus bei Nennleistung arbeiten, können Sie auch in den pFM-Modus wechseln, um die Standby-Effizienz zu verbessern, also die Einschaltzeit festzulegen und die Ausschaltzeit anzupassen. Je geringer die Last, desto länger die Ausschaltzeit und desto höher die Betriebsfrequenz. Niedrig. Fügen Sie das Standby-Signal zu seinem pW/-Pin hinzu. Unter Nennlastbedingungen ist der Pin hoch, die Schaltung arbeitet im pWM-Modus. Wenn die Last unter einem bestimmten Schwellenwert liegt, wird der Pin auf niedrig gezogen, die Schaltung arbeitet im pFM-Modus. Durch die Umschaltung zwischen pWM und pFM wird auch die Effizienz der Stromversorgung bei geringer Last und im Standby-Zustand verbessert. Durch Reduzieren der Taktfrequenz und Umschalten des Arbeitsmodus kann die Standby-Betriebsfrequenz reduziert, die Standby-Effizienz verbessert, der Controller am Laufen gehalten werden und die Leistung im gesamten Lastbereich richtig geregelt werden. Reagiert schnell, selbst wenn die Last von Null auf Volllast und umgekehrt schwankt. Die Ausgangsspannungsabfall- und Überschwingwerte werden innerhalb des zulässigen Bereichs gehalten.
Steuerbarer Pulsmodus
(BurstMode) Der steuerbare Impulsmodus, auch bekannt als SkipCycleMode (SkipCycleMode), bezieht sich auf eine bestimmte Verbindung der Schaltung, die durch ein Signal mit einer Periode gesteuert wird, die größer als die Taktperiode des pWM-Controllers ist, wenn er sich unter leichten Last- oder Standby-Bedingungen befindet dass der pWM-Ausgangsimpuls periodisch gültig oder ungültig ist, sodass die Effizienz bei leichter Last und im Standby-Modus verbessert werden kann, indem die Anzahl der Schalter verringert und das Tastverhältnis bei konstanter Frequenz erhöht wird. Dieses Signal kann dem Rückkopplungskanal, dem pWM-Signalausgangskanal, dem Aktivierungspin des pWM-Chips (z. B. LM2618, L6565) oder dem internen Modul des Chips (z. B. Chips der NCp1200-, FSD200-, L6565- und TinySwitch-Serie) hinzugefügt werden.
