Dyskusja na temat wysokowydajnego przełączania stabilizowanego zasilacza prądu stałego
Wraz z ciągłym rozwojem technologii energoelektroniki, wysokowydajne zasilacze impulsowe z regulacją prądu stałego będą szeroko stosowane w systemach zasilania. Główne zalety przełączania prądu stałego to: stabilność pracy, dobra niezawodność, niewielka waga, wysoka wydajność i niskie zużycie energii itp., jego trend rozwojowy jest bardziej konkurencyjny niż inne prądy przełączające. Przełączanie prądu stałego jest stosowane w dziedzinie zasilania akceleratorów cząstek i tak dalej. Po kompleksowej analizie i ogólnym rozważeniu. Badacze zajmujący się odpowiednią technologią zaprojektowali wysokowydajny zasilacz impulsowy z regulacją prądu stałego, wykorzystujący model małosygnałowego mostka sterującego z przesunięciem fazowym konwersji DC/DC.
1 Analiza dynamicznego modelu małosygnałowego
Wybór dynamicznych modeli małosygnałowych jest zróżnicowany, a wyniki projektowania uzyskane przy użyciu różnych modeli są różne. Zasilacz impulsowy jest zasadniczo nieliniowym obiektem sterującym. Zastosowanie metody analitycznej do kierowania modelowaniem może jedynie przybliżyć model małego zakłócenia sygnału w stanie ustalonym, a wniosek uzyskany przy użyciu tego modelu do wyjaśnienia zakłócenia na dużą skalę nie jest całkowicie dokładny. Zasadniczo korzysta z faktu, że zasilacz impulsowy generalnie działa w stanie ustalonym. Wysokowydajny zasilacz impulsowy prądu stałego zaprojektowany zgodnie z modelem zakłóceń małosygnałowych, w połączeniu z wykorzystaniem obwodów pomocniczych, może całkowicie sprawić, że wydajność zasilacza impulsowego spełni wymagania.
2 Wyznaczanie wskaźnika wydajności zasilacza stabilizowanego DC
2.1 Wymagania dotyczące wskaźnika stateczności
Zgodnie z odpowiednimi danymi i wynikami praktycznymi różne systemy powinny charakteryzować się różnym stopniem odporności, a ich charakterystyki przejściowe są stosunkowo dobre. Jednak w przypadku zasilacza stabilizowanego prądem stałym wymagany jest margines wzmocnienia systemu większy lub równy 40 dB, a margines fazy większy lub równy 30 dB.
2.2 Indeks odpowiedzi przejściowej
Gdy zasilacz impulsowy zostanie zakłócony, wpłynie to na jego moc wyjściową i spowoduje odpowiednie drgania, a ostatecznie stopniowo powróci do stabilnej wartości. Zwykle używamy zakresu przeregulowania i długości dynamicznego czasu odzyskiwania do oceny charakterystyk dynamicznych. Im wyższa częstotliwość podziału, tym krótszy czas potrzebny do dynamicznej regeneracji; margines amplitudy i fazy przeregulowania również istnieje
w ścisłej korelacji.
2.3 Analiza dokładności zasilania
Dokładność napięcia ma ścisłe wymagania, a jej zakres projektowy nie jest większy niż 1 ‰, a tętnienie nie jest większe niż 1 ‰. Jednak tętnienie jest podzielone na dwie części, wysoką częstotliwość i niską częstotliwość. Częstotliwość przełączania powoduje tłumienie części o wysokiej częstotliwości przez filtr wyjściowy; fluktuacje sieci wprowadzają część o niskiej częstotliwości, a część o niskiej częstotliwości zależy głównie od ujemnego sprzężenia zwrotnego systemu, aby to przezwyciężyć.
3 Analiza i projektowanie wysokosprawnego zasilacza impulsowego stabilizowanego DC
3.1 Projektowanie i zastosowanie sieci kompensacyjnej
W projektowaniu stabilnego zasilania najczęściej stosowaną metodą jest wykorzystanie algorytmu PI lub PID do zaprojektowania sieci kompensacyjnej. Po skompensowaniu regulatora PI znacznie poprawia się odporność systemu na zakłócenia o wysokiej częstotliwości, a jedyną wadą jest słaba dynamika. Gdy zostanie wprowadzony algorytm różnicowy, szybkość odpowiedzi systemu znacznie się poprawi, ale są też pewne wady: (1) Dodatkowe wprowadzenie zbyt wielu punktów zerowych zwiększy czułość na sygnały o wysokiej częstotliwości i łatwo spowoduje zablokowanie wzmacniacza . (2) Powiększenie odpowiadające tętnieniu przełączania wzrasta, co łatwo powoduje wejście wzmacniacza w obszar nieliniowy. Dlatego spróbuj wybrać wiodące opóźnienie, aby dokonać odpowiedniej kompensacji w sieci kompensacyjnej.
3.2 Zasada projektowania wysokowydajnego zasilacza impulsowego z regulacją prądu stałego
W projektowaniu wysokosprawnego regulowanego zasilacza impulsowego jego idealne wskaźniki techniczne: (1) Wejściowe napięcie AC 220V (50Hz ~ 60Hz). (2) Wyjściowe napięcie prądu stałego 5 V, prąd wyjściowy 3A. (3) Kiedy wejściowe napięcie AC waha się między 180 V a 250 V, względna zmiana napięcia wyjściowego jest mniejsza niż 2 procent. (4) Rezystancja wyjściowa R0 jest mniejsza niż 0,1 V. (5) Maksymalne napięcie tętnienia na wyjściu jest niższe niż 10 mv.
Podstawowa zasada działania: Częstotliwość robocza liniowego zasilacza regulowanego z własnym przepływem jest niska, a stan rury regulacyjnej jest duży, a wydajność niska. Gdy rura regulacyjna działa w stanie przełączania, objętość jest niewielka, a wydajność wysoka. W zależności od generowania sygnałów przełączających, istnieją dwa rodzaje stabilizowanych zasilaczy impulsowych typu DC: samowzbudne i inne, i można je podzielić na dwie kategorie: indukcyjne magazynowanie energii i sprzężenie transformatora pod względem metod przesyłania energii. Samowzbudny stabilizowany zasilacz prądu stałego typu przełącznika, prosty obwód, wąski zakres regulacji napięcia i stabilność niskiego napięcia wyjściowego. Jest to ekscytujący zasilacz stabilizowany prądem stałym typu przełączającego, który polega głównie na automatycznej regulacji cyklu pracy kształtu fali roboczej w celu ustabilizowania napięcia wyjściowego, a napięcie wyjściowe jest dość stabilne. Indukcyjny typ magazynowania energii jest odpowiedni do stosowania w zasilaczach regulowanych prądem stałym o mocy poniżej 50 W, podczas gdy typ sprzężenia transformatora jest często stosowany w zasilaczach regulowanych prądem stałym dużej mocy. Obwód jest wyposażony w łącze wzmacniające błąd sprzężenia zwrotnego, które automatycznie dostosowuje współczynnik wypełnienia fali prostokątnej po stronie pierwotnej transformatora zgodnie ze zmianą napięcia wyjściowego, aby osiągnąć cel stabilizacji napięcia wyjściowego.
