Hlavné prvky technológie spínaného napájania
1 Hustota výkonu spínaného zdroja.
Cieľom, ktorý ľudia neustále sledujú, je zlepšenie hustoty výkonu spínaného napájacieho zdroja, jeho miniaturizácia a nízka hmotnosť. To je dôležité najmä pre prenosné elektronické zariadenia (ako sú mobilné telefóny, digitálne fotoaparáty atď.). Existuje niekoľko špecifických spôsobov miniaturizácie spínaného zdroja: jedným z nich je vysokofrekvenčný. Aby sa dosiahla vysoká hustota výkonu napájacieho zdroja, musí sa zvýšiť pracovná frekvencia PWM meniča, čím sa zníži objem a hmotnosť komponentov akumulácie energie v obvode. Druhým je aplikácia piezoelektrických transformátorov. Aplikácia piezoelektrických transformátorov umožňuje, aby boli vysokofrekvenčné výkonové meniče ľahké, malé, tenké a s vysokou hustotou výkonu. Piezoelektrické transformátory využívajú na prenos energie jedinečné vlastnosti „napäťovo-vibračnej“ transformácie a „vibračnej-napäťovej“ transformácie piezoelektrických keramických materiálov. Jeho ekvivalentný obvod je ako sériovo-paralelný rezonančný obvod a je jedným z výskumných hotspotov v oblasti konverzie energie. Tretím je použitie nového typu kondenzátora. Aby sa znížil objem a hmotnosť výkonových elektronických zariadení, je potrebné pokúsiť sa zlepšiť výkon kondenzátorov, zvýšiť hustotu energie a výskum a vývoj nových kondenzátorov vhodných pre výkonovú elektroniku a výkonové systémy, ktoré vyžadujú veľkú kapacitu a malý ekvivalent. sériový odpor (ESR). , malá veľkosť atď.
2. Vysokofrekvenčné magnetické komponenty.
V napájacom systéme sa používa veľké množstvo magnetických komponentov. Materiály, štruktúra a výkon vysokofrekvenčných magnetických komponentov sa líšia od materiálov, štruktúr a výkonových magnetických komponentov. Existuje veľa problémov, ktoré treba študovať. Od magnetických materiálov používaných vo vysokofrekvenčných magnetických komponentoch sa vyžaduje, aby mali nízke straty, dobrý výkon pri odvode tepla a vynikajúci magnetický výkon. Magnetické materiály vhodné pre megahertzové frekvencie pritiahli pozornosť ľudí a boli vyvinuté a aplikované aj nanokryštalické mäkké magnetické materiály.
3. Technológia synchrónnej rektifikácie.
V prípade nízkonapäťových vysokoprúdových výstupných meničov s mäkkým spínaním je opatrením na ďalšie zlepšenie jeho účinnosti pokúsiť sa znížiť stratu v zapnutom stave spínača. Napríklad technológia synchrónneho usmerňovania (SR), to znamená, že ako spínacia dióda na usmernenie sa namiesto Schottkyho diódy (SBD) používa reverzné zapojenie výkonovej MOS elektrónky, ktorá dokáže znížiť úbytok napätia na elektrónke, čím sa zlepší účinnosť obvodu.
4. Elektromagnetická kompatibilita.
Problém elektromagnetickej kompatibility (EMC) vysokofrekvenčného spínaného zdroja má svoju osobitosť. Di/dt a dv/dt generované výkonovými polovodičovými zariadeniami počas procesu spínania spôsobia silné elektromagnetické rušenie a harmonické rušenie, ako aj silné vyžarovanie elektromagnetického poľa (zvyčajne blízkeho poľa). Nielenže vážne znečisťujú okolité elektromagnetické prostredie, ale spôsobujú aj elektromagnetické rušenie blízkych elektrických zariadení a môžu ohroziť aj bezpečnosť blízkych operátorov. Riadiaci obvod vo vnútri výkonového elektronického obvodu (ako je spínací konvertor) musí byť zároveň schopný odolať EMI generovanému spínaním a elektromagnetickému šumu v mieste aplikácie. Mnohé univerzity doma i v zahraničí uskutočnili výskum elektromagnetického rušenia a elektromagnetickej kompatibility výkonových elektronických obvodov a dosiahli mnohé potešujúce výsledky.
