Diskusia o vysokovýkonnom spínanom jednosmernom stabilizovanom napájacom zdroji
S neustálym vývojom technológie výkonovej elektroniky budú vysokovýkonné spínané jednosmerné regulované napájacie zdroje široko používané v energetických systémoch. Hlavné výhody spínaného jednosmerného prúdu sú: pracovná stabilita, dobrá spoľahlivosť, nízka hmotnosť, vysoká účinnosť a nízka spotreba energie atď., Jeho vývojový trend je konkurencieschopnejší ako iné spínacie prúdy. Spínací jednosmerný prúd sa používa v oblastiach napájania urýchľovačov častíc a pod. Po komplexnej analýze a celkovom zvážení. Relevantní technologickí výskumníci navrhli vysokovýkonný spínaný jednosmerný regulovaný zdroj napájania pomocou fázovo posunutého riadiaceho mostíka DC/DC konverzie malého signálu.
1 Analýza dynamického modelu malého signálu
Výber dynamických modelov s malým signálom je rôznorodý a výsledky dizajnu získané použitím rôznych modelov sú rôzne. Spínaný zdroj je v podstate nelineárnym riadiacim objektom. Použitie analytickej metódy na usmernenie modelovania môže len priblížiť model malého narušenia signálu v ustálenom stave a záver získaný pri použití tohto modelu na vysvetlenie rozsiahleho narušenia nie je úplne presný. V podstate ťaží zo skutočnosti, že spínaný zdroj pracuje spravidla v ustálenom stave. Vysokovýkonný spínaný jednosmerný napájací zdroj navrhnutý podľa modelu rušenia malého signálu v kombinácii s použitím pomocných obvodov dokáže výkon spínaného zdroja úplne splniť požiadavkám.
2 Stanovenie indexu výkonu jednosmerného stabilizovaného napájacieho zdroja
2.1 Požiadavky na index stability
Podľa relevantných údajov a praktických výsledkov by rôzne systémy mali mať rôzne stupne robustnosti a ich prechodové charakteristiky sú relatívne dobré. Pre jednosmerný stabilizovaný napájací zdroj však vyžaduje, aby zisková rezerva systému bola väčšia alebo rovná 40 dB a fázová rezerva bola väčšia alebo rovná 30 dB.
2.2 Index prechodnej odozvy
Pri poruche spínaného zdroja bude ovplyvnený jeho výstup a spôsobí sa zodpovedajúci jitter a nakoniec sa postupne vráti na stabilnú hodnotu. Na vyhodnotenie dynamických charakteristík zvyčajne používame rozsah prekmitu a dĺžku doby dynamickej obnovy. Čím vyššia je medzná frekvencia, tým kratší je čas potrebný na dynamické zotavenie; existuje aj amplitúda prekmitu a fázová rezerva
v úzkej korelácii.
2.3 Analýza presnosti napájacieho zdroja
Presnosť napätia má prísne požiadavky a jeho konštrukčný rozsah nie je väčší ako 1‰ a zvlnenie nie je väčšie ako 1‰. Zvlnenie je však rozdelené na dve časti, vysokú frekvenciu a nízku frekvenciu. Spínacia frekvencia spôsobí, že vysokofrekvenčná časť je potlačená výstupným filtrom; fluktuácia siete zavádza nízkofrekvenčnú časť a nízkofrekvenčná časť závisí hlavne od negatívnej spätnej väzby systému, ktorá ju prekoná.
3 Analýza a návrh vysokovýkonného spínaného jednosmerného regulovaného napájacieho zdroja
3.1 Návrh a aplikácia kompenzačnej siete
Pri návrhu stabilného napájania je najbežnejšie používanou metódou použitie PI alebo PID algoritmu na návrh kompenzačnej siete. Po kompenzácii PI regulátora sa výrazne zlepší schopnosť systému odolávať vysokofrekvenčnému rušeniu a jediným nedostatkom je slabý dynamický výkon. Keď sa zavedie diferenciálny algoritmus, rýchlosť odozvy systému sa výrazne zlepší, ale existujú aj určité nedostatky: (1) Dodatočné zavedenie príliš veľkého počtu nulových bodov zvýši citlivosť na vysokofrekvenčné signály a ľahko spôsobí zablokovanie zosilňovača. . (2) Zväčšenie zodpovedajúce spínaciemu zvlneniu sa zvyšuje, čo ľahko spôsobí, že zosilňovač vstúpi do nelineárnej oblasti. Preto sa pokúste zvoliť hlavné oneskorenie, aby ste kompenzovali kompenzačnú sieť.
3.2 Princíp konštrukcie vysokovýkonného spínaného DC regulovaného zdroja
Pri konštrukcii vysokovýkonného regulovaného zdroja spínaného typu sú jeho ideálne technické ukazovatele: (1) Vstupné striedavé napätie 220V (50Hz ~ 60Hz). (2) Výstupné jednosmerné napätie 5V, výstupný prúd 3A. (3) Keď sa vstupné striedavé napätie mení medzi 180 V a 250 V, relatívna zmena výstupného napätia je menšia ako 2 percentá. (4) Výstupný odpor R0 je menší ako 0,1 V. (5) Maximálne výstupné napätie zvlnenia je nižšie ako 10 mv.
Základný pracovný princíp: Pracovná frekvencia lineárneho samoprúdového regulovaného napájacieho zdroja je nízka a stav nastavovacej trubice je veľký a účinnosť je nízka. Keď nastavovacia trubica pracuje v prepnutom stave, objem je malý a účinnosť je vysoká. Podľa generovania spínacích signálov existujú dva typy spínacích jednosmerných stabilizovaných napájacích zdrojov: samobudené a inak budené a možno ich rozdeliť do dvoch kategórií: indukčné ukladanie energie a transformátorová väzba z hľadiska metód prenosu energie. Stabilizovaný napájací zdroj jednosmerného prúdu s automatickým budením, jednoduchý obvod, úzky rozsah regulácie napätia a nízka stabilita výstupného napätia. Je to vzrušujúci spínací typ jednosmerného stabilizovaného napájacieho zdroja, ktorý sa spolieha hlavne na automatické nastavenie pracovného cyklu pracovného tvaru vlny na stabilizáciu výstupného napätia a výstupné napätie je celkom stabilné. Indukčný typ zásobníka energie je vhodný na použitie v DC regulovaných napájacích zdrojoch pod 50 W, zatiaľ čo typ s transformátorovou väzbou sa často používa vo vysokovýkonných DC regulovaných zdrojoch napájania. Obvod je vybavený zosilňovacou väzbou chyby spätnej väzby, ktorá automaticky upravuje pomer striedania pravouhlej vlny na primárnej strane transformátora podľa zmeny výstupného napätia tak, aby sa dosiahol účel stabilizácie výstupného napätia.
