Združevanje stikalnih napajalnikov
Ljudsko področje tehnologije preklopnega napajanja je razvoj sorodnih močnostnih elektronskih naprav in preklopna tehnologija pretvorbe frekvence hkrati. Oba spodbujata drug drugega, da spodbujata stikalni napajalnik, da je lahek, majhen, tanek, nizek hrup, visoka zanesljivost, razvoj v smeri proti motenju. Stikalne napajalnike lahko razdelimo v dve kategoriji: AC/DC in DC/DC. Pretvornik DC/DC je zdaj modulariziran, tehnologija načrtovanja in proizvodni proces pa sta bila zrela in standardizirana doma in v tujini, uporabniki pa so ju prepoznali. Modularizacija AC/DC se zaradi lastnih značilnosti v procesu modularizacije srečuje z bolj zapletenimi tehničnimi in procesno proizvodnimi problemi. Struktura in značilnosti obeh vrst stikalnih napajalnikov so opisane spodaj.
DC/DC pretvorba
Pretvorba DC/DC je pretvorba fiksne enosmerne napetosti v spremenljivo enosmerno napetost, znana tudi kot sekanje enosmernega toka. Obstajata dva načina delovanja sekalnika, eden je način modulacije širine impulza, Ts je nespremenjen in ton se spremeni (običajno), drugi pa je način frekvenčne modulacije, ton je nespremenjen in Ts se spremeni (enostavno za ustvarjanje motenj).
Njegovo specifično vezje je sestavljeno iz naslednjih kategorij:
(1) Buck vezje - padajoči sekalnik, njegova povprečna izhodna napetost Uo je manjša od vhodne napetosti Ui, polarnost pa je enaka.
(2) Ojačevalno vezje - ojačevalni sekalnik, njegova povprečna izhodna napetost Uo je večja od vhodne napetosti Ui, polarnost pa je enaka.
(3) Buck-Boost vezje - buck ali boost sekalnik, njegova izhodna povprečna napetost Uo je večja ali manjša od vhodne napetosti Ui, polarnost je nasprotna in induktivnost se prenaša.
(4) Cuk vezje - zniževalni ali pospeševalni sekalnik, njegova izhodna povprečna napetost Uo je večja ali manjša od vhodne napetosti UI, polarnost je nasprotna in kapacitivnost se prenaša. Današnja tehnologija mehkega preklopa je naredila kvalitativni preskok v DC/DC. Različni pretvorniki ECI z mehkim preklopom DC/DC, ki jih je zasnovalo in izdelalo ameriško podjetje VICOR, imajo največjo izhodno moč 300 W, 600 W, 800 W itd., ustrezna gostota moči pa je (6, 2, 10, 17) W/cm3, učinkovitost je (80-90) odstotkov. Najnovejši visokofrekvenčni preklopni napajalni modul serije RM, ki uporablja tehnologijo mehkega preklopa, ki ga je lansiralo japonsko podjetje NemicLambda Company, ima preklopno frekvenco (200~300) kHz in gostoto moči 27 W/cm3. Tetky diode), se učinkovitost celotnega vezja poveča na 90 odstotkov.
AC/DC pretvorba
Pretvorba AC/DC je pretvorba AC v DC, njen tok moči pa je lahko dvosmeren. Pretok moči od vira energije do obremenitve se imenuje "rektifikacija", pretok moči od obremenitve nazaj do vira energije pa se imenuje "aktivni pretvornik". Vhod AC/DC pretvornika je 50/60Hz izmenični tok. Ker ga je treba popraviti in filtrirati, je nujen sorazmerno velik filtrirni kondenzator. Hkrati mora zaradi varnostnih standardov (kot so UL, CCEE itd.) in omejitev direktiv EMC (kot so IEC, FCC, CSA) AC vhodna stran dodati EMC filtriranje in uporabljati komponente, ki ustrezajo varnostnim standardom, kar omejuje miniaturizacijo napajalnika AC/DC. Poleg tega je zaradi notranje visoke frekvence, visoke napetosti in velikega toka preklopno delovanje težje rešiti problem elektromagnetne združljivosti EMC, kar prav tako postavlja visoke zahteve za načrtovanje notranjih vezij visoke gostote namestitve. Iz istega razloga visokonapetostna in visokotokovna stikala povečajo porabo energije in omejujejo proces modularizacije pretvornika AC/DC, zato je treba sprejeti metodo načrtovanja optimizacije elektroenergetskega sistema, da bo njegova delovna učinkovitost dosegla določeno stopnjo zadovoljstva.
Pretvorbo AC/DC lahko razdelimo na polvalovno vezje in polvalovno vezje glede na način ožičenja vezja. Glede na število faz napajanja ga lahko razdelimo na enofazne, trifazne in večfazne. Glede na delovni kvadrant vezja ga lahko razdelimo na en kvadrant, dva kvadranta, tri kvadrante in štiri kvadrante.
Osnovni princip impulznega napajanja
Preprosto povedano, princip delovanja stikalnega napajalnika je:
1. Vhodna moč izmeničnega toka se popravi in filtrira v enosmerni;
2. Preklopno cev krmili visokofrekvenčni signal PWM (impulzna širinska modulacija), enosmerni tok pa se doda primarju preklopnega transformatorja;
3. Sekundarna stran preklopnega transformatorja inducira visokofrekvenčno napetost, ki se popravi in filtrira za napajanje obremenitve;
4. Izhodni del se napaja nazaj v krmilno vezje prek določenega vezja za nadzor delovnega cikla PWM, da se doseže namen stabilnega izhoda.
