Pembahasan High Performance Switching DC Stabilized Power Supply
Dengan pengembangan berkelanjutan dari teknologi elektronika daya, catu daya DC teregulasi switching berkinerja tinggi akan digunakan secara luas dalam sistem tenaga. Keuntungan utama dari arus DC switching adalah: stabilitas kerja, keandalan yang baik, ringan, efisiensi tinggi dan konsumsi daya rendah, dll., Tren perkembangannya lebih kompetitif daripada arus switching lainnya. Pengalihan arus DC digunakan di bidang catu daya akselerator partikel dan sebagainya. Setelah analisis yang komprehensif dan pertimbangan secara keseluruhan. Peneliti teknologi yang relevan telah merancang catu daya teregulasi switching DC berkinerja tinggi dengan menggunakan model sinyal kecil konversi DC/DC jembatan kontrol fase-bergeser.
1 Analisis model sinyal kecil dinamis
Pemilihan model sinyal kecil dinamis beragam, dan hasil desain yang diperoleh dengan menggunakan model berbeda juga berbeda. Catu daya switching pada dasarnya adalah objek kontrol nonlinier. Menggunakan metode analitik untuk memandu pemodelan hanya dapat memperkirakan model gangguan sinyal kecil dalam keadaan stabil, dan kesimpulan yang diperoleh saat menggunakan model ini untuk menjelaskan gangguan skala besar Tidak sepenuhnya akurat. Ini pada dasarnya mendapat manfaat dari fakta bahwa catu daya switching umumnya bekerja dalam kondisi stabil. Catu daya DC switching berkinerja tinggi yang dirancang sesuai dengan model gangguan sinyal kecil, dikombinasikan dengan penggunaan sirkuit tambahan, dapat sepenuhnya membuat kinerja catu daya switching memenuhi persyaratan.
2 Penentuan indeks kinerja catu daya stabil DC
2.1 Persyaratan indeks stabilitas
Menurut data yang relevan dan hasil praktis, sistem yang berbeda harus memiliki tingkat ketahanan yang berbeda, dan karakteristik transiennya relatif baik. Namun, untuk catu daya DC yang distabilkan, diperlukan margin penguatan sistem lebih besar dari atau sama dengan 40dB, dan margin fasa lebih besar atau sama dengan 30dB.
2.2 Indeks Respon Sementara
Ketika catu daya switching terganggu, outputnya akan terpengaruh dan menyebabkan jitter yang sesuai, dan akhirnya secara bertahap kembali ke nilai stabil. Biasanya kami menggunakan rentang overshoot dan lamanya waktu pemulihan dinamis untuk mengevaluasi karakteristik dinamis. Semakin tinggi frekuensi crossover, semakin pendek waktu yang dibutuhkan untuk pemulihan dinamis; amplitudo overshoot dan batas fasa juga ada
dalam korelasi yang erat.
2.3 Analisis akurasi catu daya
Akurasi voltase memiliki persyaratan yang ketat, dan rentang desainnya tidak lebih besar dari 1‰, dan riaknya tidak lebih besar dari 1‰. Namun, ripple terbagi menjadi dua bagian, frekuensi tinggi dan frekuensi rendah. Frekuensi switching menyebabkan bagian frekuensi tinggi ditekan oleh filter keluaran; fluktuasi jaringan memperkenalkan bagian frekuensi rendah, dan bagian frekuensi rendah terutama bergantung pada umpan balik negatif sistem untuk mengatasinya.
3 Analisis dan desain catu daya DC teregulasi switching berkinerja tinggi
3.1 Desain dan penerapan jaringan kompensasi
Dalam perancangan catu daya yang stabil, metode yang paling umum digunakan adalah menggunakan algoritma PI atau PID untuk merancang jaringan kompensasi. Setelah pengatur PI dikompensasi, kemampuan sistem untuk menahan interferensi frekuensi tinggi meningkat pesat, dan satu-satunya kekurangan adalah kinerja dinamis yang buruk. Ketika algoritma diferensial diperkenalkan, kecepatan respons sistem akan sangat meningkat, tetapi ada juga cacat tertentu: (1) Pengenalan tambahan titik nol yang terlalu banyak akan meningkatkan kepekaan terhadap sinyal frekuensi tinggi dan dengan mudah menyebabkan penyumbatan amplifier . (2) Pembesaran yang sesuai dengan peningkatan riak switching, yang dengan mudah menyebabkan penguat memasuki wilayah nonlinier. Oleh karena itu, cobalah untuk memilih lag terdepan untuk membuat kompensasi terkait dengan jaringan kompensasi.
3.2 Prinsip desain catu daya DC teregulasi switching berkinerja tinggi
Dalam desain catu daya teregulasi tipe switching berkinerja tinggi, indikator teknis idealnya: (1) Input voltase AC 220V (50Hz ~ 60Hz). (2) Keluaran tegangan DC 5V, arus keluaran 3A. (3) Ketika tegangan input AC bervariasi antara 180V dan 250V, variasi relatif dari tegangan output kurang dari 2 persen. (4) Resistansi keluaran R0 kurang dari 0,1V. (5) Tegangan riak keluaran maksimum lebih rendah dari 10mv.
Prinsip kerja dasar: Frekuensi kerja catu daya yang diatur aliran otomatis linier rendah, dan kondisi tabung penyesuaian besar dan efisiensinya rendah. Ketika tabung penyesuaian bekerja dalam keadaan sakelar, volumenya kecil dan efisiensinya tinggi. Menurut pembangkitan sinyal switching, ada dua jenis catu daya stabil DC tipe switching: self-excited dan other-excited, dan dapat dibagi menjadi dua kategori: penyimpanan energi induktif dan kopling transformator dalam hal metode transfer energi. Catu daya stabil DC tipe sakelar yang bersemangat sendiri, sirkuit sederhana, rentang pengaturan tegangan sempit, dan stabilitas tegangan keluaran rendah. Ini adalah catu daya stabil DC tipe switching yang menarik, yang terutama bergantung pada penyesuaian otomatis siklus tugas dari bentuk gelombang kerja untuk menstabilkan tegangan keluaran, dan tegangan keluaran cukup stabil. Jenis penyimpanan energi induktif cocok untuk digunakan pada catu daya yang diatur DC di bawah 50W, sedangkan tipe kopling transformator sering digunakan pada catu daya yang diatur DC daya tinggi. Rangkaian ini dilengkapi dengan tautan amplifikasi kesalahan umpan balik, yang secara otomatis menyesuaikan rasio tugas gelombang persegi panjang pada sisi primer transformator sesuai dengan perubahan tegangan keluaran, sehingga mencapai tujuan menstabilkan tegangan keluaran.
