In modernen elektronischen Geräten die Effizienz und Kompaktheit vonStromquellen sind entscheidend. Mit seiner hervorragenden Miniaturisierung, geringem Gewicht und hoher Effizienz sind die Schaltstromquellen in der elektronischen Informationsindustrie zu einer unverzichtbaren Stromquellenlösung geworden. In diesem Artikel wird das Arbeitsprinzip, die Klassifizierung, die Merkmale und die Unterschiede zwischen Schaltstromquellen und herkömmlichen linearen Leistungsquellen untersucht und zeigen, wie diese Stromquellen -Technologie den Anforderungen zeitgenössischer elektronischer Geräte entspricht.
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Was ist eine Schaltanstrichquelle?
Das Umschalten der Stromquellentechnologie ändert sich auch ständig, da sich die Energieelektronik -Technologie entwickelt und Fortschritte erzielt. Fast alle modernen elektronischen Geräte mit winziger Größe, geringem Gewicht und großer Effizienz hängen derzeit darauf, dass die Stromquellen ausgeschaltet werden. Für das explosive Wachstum des heutigen elektronischen Informationssektors ist es eine absolut wichtige Stromquelle.
Eine Schaltnetzquelle ist eine Stromquelle, die die moderne Strome -Elektronik -Technologie verwendet, um das Zeitverhältnis des Schaltrohrs zum Öffnen und nahe an der Aufrechterhaltung einer stabilen Ausgangsspannung zu steuern. Besteht normalerweise aus einem MOSFET und einer PWM -Steuerungsmodulation (Pulswidth Modulation).
Relativ zu einer linearen Stromquelle ist eine Schaltanstrichquelle ihr Eingangsende sofort in DC-Leistung und dann unter der Wirkung einer Hochfrequenzschwingungsschaltung mit dem Schaltrohr zur Steuerung des Ein- und Ausschaltens des Stroms an verwendet Erzeugen Sie einen Hochfrequenzpulsstrom. Ein Induktor-ein Hochfrequenztransformator-hilft, eine stetige DC-Leistung mit niedriger Spannung zu erzeugen.
Der Kern des Transformators ist umgekehrt proportional zum Quadrat der Betriebsfrequenz der Schaltnutzungsquelle. Die Frequenz senkt also die Kerngröße. Dies hilft, den Transformator drastisch zu senken und so das Gewicht und das Volumen der Stromquelle zu erleichtern. Da es den DC direkt reguliert, ist die Effizienz dieser Stromquelle weit höher als die eines linearen. Die Leute finden dies bevorzugt, da es Strom spart. Die Schaltung ist komplex, die Wartung ist schwierig und ist eher verschmutzt. Das Stromquellenrauschen ist signifikant und eignet sich nicht für einige Schaltkreise mit niedrigem Nutzen.
Eigenschaften des Schaltens der Stromquelle
Normalerweise umfassen MOSFET- und Impulsbreitenmodulation (PWM) -Kontroll -IC die Schaltleistungquelle. Fast alle elektronischen Geräte mit den Merkmalen kleiner Größe, geringem Gewicht und hoher Effizienz verwenden nun dank der Entwicklung und Kreativität der Strome -Elektronik -Technologie die Schaltleistung. Seine Relevanz ist offensichtlich.
Klassifizierung der Schaltnetzquelle
Drei Haupttypen von Schaltantriebsquellen können normalerweise von der Art und Weise unterschieden werden, wie das Schaltgerät in der Schaltung verknüpft ist: Serienschaltnahrungsmittelquelle, parallele Schaltnahrungsmittelquelle und Transformator -Schaltantriebsstromquelle.
Unter ihnen können Push-Pull, Halbbrücke, Vollbrücke und andere Formen zusätzliche Abteilungen der Transformator-Schaltschaltleistung sein. Die Anregung des Transformators und der Phase der Ausgangsspannung ermöglicht es, ihn in Vorwärtstyp, Flyback-Typ, Einzelanreize, Doppelanregungstyp und andere Typen aufzuteilen.
Der Unterschied zwischen der Schaltnetzquelle und der gewöhnlichen Stromquelle
Normalerweise ist die gewöhnliche Stromquelle eine lineare. Die lineare Stromquelle bezieht sich auf eine Stromquelle, in der das Einstellrohr in einem linearen Zustand arbeitet. Das unterscheidet sich in einer Schaltantriebsquelle. Arbeiten in zwei Bundesstaaten: Ein sehr kleiner Widerstand, ausgeschaltet - sehr großer Widerstand, das Schaltrohr - mit einer Schaltantriebsquelle - wir bezeichnen wir normalerweise als Einstellrohr.
Eine relativ jüngste Art von Stromquelle ist die Umschaltung der Stromquelle. Hohe Effizienz, geringes Gewicht, Spannungsstufe und Streifen und starke Ausgangsleistung sind ihre Vorteile. Da die Schaltung jedoch in einem Schaltzustand arbeitet, ist das Rauschen relativ groß.
Beispiel: Buck -Switching -Stromquelle
Das Arbeitsprinzip der Buck -Switching -Stromquelle besteht im Wesentlichen, dass die Schaltung eine Freilaufdiode, einen Energiespeicher -Induktor, einen Filterkondensator, einen Schalter (eine Triode oder ein Feldwirkungsrohr in der realen Schaltung) usw. umfasst.
Wenn der Schalter geschlossen ist, liefert die Stromquelle die Last über den Schalter und den Induktor mit Strom und speichert einen Teil der elektrischen Energie im Induktor und im Kondensator. Die Selbstinduktivität des Induktors führt dazu, dass der Strom nach dem Einschalten allmählich ansteigt, wodurch verhindert wird, dass der momentane Ausgang die Stromquellenspannung erreicht.
Der Schalter wird nach einiger Zeit ausgeschaltet. Der Strom in der Schaltung bleibt konstant, dh er fließt aufgrund der Selbstinduktion des Induktors weiterhin von links nach rechts-das kann lebhafter verstanden werden Schaltung. Die Last erhält diesen Strom; kehrt vom Erdungsdrahtfluss zum positiven Pol der Freilaufdiode zurück; verläuft durch die Diode; kehrt zum linken Ende des Induktors zurück und erstellt daher eine Schleife.
Durch Steuern der Zeit des Schaltungsschlusses und Öffnungszeit (d. H. PWM-Puls-Breitenmodulation) kann die Ausgangsspannung gesteuert werden. Wenn der Zeitpunkt des Öffnens und Schließens durch Erkennen der Ausgangsspannung gesteuert wird, um die Ausgangsspannung unverändert zu halten, wird der Zweck der Spannungsregelung erreicht.
In Bezug auf regelmäßige Stromquellen sowie die Schaltstromquellen verfügen beide über Spannungsanpassungsrohre und wenden das Feedback -Konzept auf, um die Spannung zu bestimmen. Die Hauptunterscheidung besteht darin, dass die gewöhnliche Stromquelle in der Regel den linearen Amplifikationsbereich des Transistors zur Einstellung verwendet, während die Schaltantriebsquelle das Schaltrohr zur Einstellung verwendet. Im Gegensatz dazu bietet die Switching -Stromquelle einen überlegenen Ripple -Faktor für Ausgangs -DC, einen geringeren Energieverbrauch und mehr Anwendungsbereich für Wechselspannung. Das Ändern von Pulsstörungen hat Nachteile.
Eine herkömmliche Halbbrückenschaltantriebsquelle arbeitet hauptsächlich mit der Grundlage, dass die Schalterröhrchen der oberen und unteren Brücken-VMOs, wenn die Frequenz hoch ist-wiederum eingeschaltet werden. Zunächst fließt der Strom durch das obere Brückenschalterrohr, und die Speicherfunktion der Induktorspule wird verwendet, um die elektrische Energie in der Spule zu sammeln. Endlich wird das untere Brückenschalterröhrchen eingeschaltet, während das obere Brückenschalterrohr ausgeschaltet ist. Der Kondensator und die Induktorspule laufen immer wieder die Stromquelle des Außenbereichs. Die obere Brücke wird eingeschaltet, damit der Strom eingeschaltet ist, sobald das untere Brückenschalterrohr ausgeschaltet ist. Dies wird mehrmals wiederholt. Es wird als Schaltnetzquelle bezeichnet, da die beiden Schaltrohre ein- und ausgeschaltet sind.
Die lineare Stromquelle unterscheidet sich. Das obere Wasserrohr leert immer, da keine Schalter beteiligt ist. Sollte Überschüsse existieren, wird es austreten. Dies ist der Grund, warum ein Einstellrohr der linearen Stromquellen viel Wärme erzeugt und die nicht benötigte elektrische Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Aus dieser Sicht wird die Lebensdauer der Komponente verpflichtet, so dass der Endverbrauchseffekt beeinflusst wird, und die Umwandlungseffizienz der linearen Stromquelle ist ziemlich schlecht, wenn die Wärme hoch ist.
Hauptunterschied: Arbeitsmodus
Das Stromanpassungsrohr der linearen Stromquelle arbeitet immer im Verstärkungsbereich. Der Strom, der durchgeht, ist kontinuierlich. Ein großes Stromanpassungsrohr wird benötigt und ein großer Kühlkörper wird platziert, da das Einstellrohr einen erheblichen Stromverlust verursacht. Obwohl oft 40% –60% (es muss anerkannt werden, dass es sich um eine wirklich gute lineare Stromquelle handelt) ist die Wärme erheblich und die Effizienz ist ziemlich schlecht.
Die lineare Stromquelle arbeitet in einem Arbeitsmodus, in dem eine Stroßenvorrichtung von hoher Spannung bis zu niedriger Spannung vorhanden sein muss. Normalerweise ist es ein Transformator; Es gibt andere wie KX -Stromquelle; Nach der Korrektur wird die Gleichspannung ausgegeben. In diesem Sinne ist das Volumen enorm, ziemlich sperrig, ineffizient und Wärmeerzeugung ist ebenfalls groß. Es gibt jedoch auch Vorteile: winzige Ripple, gute Anpassungsrate, geringe externe Störungen, geeignet für analoge Schaltungen oder verschiedene Verstärker usw.
Arbeitet im Schaltzustand, das Leistungsgerät der Schaltantriebsquelle Die Energie wird momentan über die Induktorspule gespeichert, wenn die Spannung geändert wird, weshalb sein Verlust minimal ist, die Effizienz hoch ist und die Anforderungen an die Wärmeabteilung gering sind. Es hat jedoch auch einen größeren Bedarf an Transformatoren und Energiespeicher -Induktoren. Es muss aus hoher Permeabilität und Material mit niedrigem Verlust gebaut werden. Sein Transformator ist einfach ein Wort klein. Die allgemeine Effizienz beträgt 80% bis 98%. Obwohl die Schaltantriebsquelle eine kompakte Größe und eine hohe Effizienz aufweist, hat ihre Ripple-, Spannungs- und Stromanpassungsrate im Vergleich zur linearen Stromquelle einen erheblichen Rabatt.
Die Schaltleistungstechnologie wird aufgrund ihrer Vorteile von hoher Effizienz, Miniaturisierung und geringem Gewicht zunehmend in elektronischen Geräten eingesetzt. Obwohl es Probleme mit der Komplexität von Schaltkreisen und Lärm gibt, werden diese Probleme allmählich durch technologische Innovation und Designoptimierung gelöst. Im Vergleich zu herkömmlichen linearen Leistungsquellen haben die Schaltstromquellen offensichtliche Vorteile von Energieeffizienz und Volumen, was eine neue Richtung für die Entwicklung der Stromquellentechnologie darstellt. Angesichts der kontinuierlichen Fortschritt der Energieelektronik -Technologie wird erwartet, dass die Leistungsquellen in Zukunft eine höhere Leistung und größere Anwendungen erzielen.
Postzeit: 7 月 -16-2024