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業界ニュース

高周波スイッチング電源の原理

2022-12-05
電源システム、高周波スイッチング   電源   のアプリケーションにより、より革新的で発展しています。高周波スイッチング   電源 の開発動向を理解する前提で、まず高周波スイッチング   電源 の原理を理解しましょう。
 
 
高周波スイッチング   電源   回路原理

高周波スイッチング   電源装置   は、次の部品で構成されています:

 

1. 主回路

以下を含む、AC グリッドからの入力と DC の出力の全プロセス:
1)。入力フィルター: その機能は、グリッドに存在するクラッターをフィルター処理し、マシンによって生成されたクラッターがパブリック グリッドにフィードバックされるのを防ぐことです。
2)。整流とフィルタリング: グリッドの AC 電源は、次のレベルの変換のために、よりスムーズな DC 電源に直接整流されます。
3)。インバーター:整流された直流を高周波交流に変換します。これは、高周波スイッチング   電源のコア部分です。   周波数が高いほど、体積、重量、出力電力の比率が小さくなります。
4)。出力整流とフィルタリング: 負荷のニーズに応じて、安定した信頼性の高い DC 電源を提供します。
 
2.制御回路
 
一方では、出力端からサンプルを取得し、設定された基準と比較してから、インバーターを制御して周波数またはパルス幅を変更し、安定した出力を実現します。制御回路は、機械全体に対してさまざまな保護手段を実行します。
 
3.検出回路
 
{6233117} {7166654} 保護回路で動作中の各種パラメータを提供するほか、各種表示器データも提供します。
 
4. 補助   電源
すべての単一回路のさまざまな要件に電力を供給します。
スイッチ制御電圧調整原理の第 2 セクション
スイッチ K は時間間隔でオンとオフを繰り返し、スイッチ K がオンになると入力電力 E がスイッチ K とフィルタ回路を介して負荷 RL に供給されます。スイッチオン期間中、  電源   E が負荷にエネルギーを供給します。スイッチ K がオフになると、入力   電源   E がエネルギーの供給を中断します。入力   電源   が断続的に負荷にエネルギーを供給していることがわかります。負荷が継続的なエネルギー供給を得ることができるようにするために、  スイッチング安定化電源   には一連のエネルギー貯蔵デバイスが必要です。スイッチがオンになるとエネルギーの一部が蓄積され、スイッチがオフになると負荷に放出されます。
 
AB 間の平均電圧 EAB は次のように表すことができます。
EAB=TON/T*E
式中、TON はスイッチが毎回オンになる時間、T はスイッチのオンとオフのデューティ サイクル (つまり、スイッチのオン時間 TON とオフ時間の合計)TOFF)。
 
{6233117} {7166654} 式からわかるように、スイッチのオン時間とデューティサイクルの比率を変えると、AB間の電圧の平均値も変化します。したがって、負荷と入力   電源   電圧が変化すると、TON と T の比率が自動的に調整され、出力電圧 V0 が一定に保たれます。オン時間 TON とデューティ サイクル比を変更すると、パルスのデューティ サイクルが変更されます。この方式を「時間比率制御」(TimeRatioControl、略してTRC)と呼んでいます。
 
TRC 制御原理によると、次の 3 つの方法があります:
 
1)。パルス幅変調(Pulse Width Modulation、略してPWM)
スイッチング周期は一定で、パルス幅を変更することでデューティ サイクルを変更します。
 
2)。パルス周波数変調(Pulse Frequency Modulation、略してPFM)
ターンオン パルス幅は一定で、スイッチング周波数を変更することでデューティ サイクルを変更します。情報源: 送配電設備ネットワーク
 
3)。ハイブリッド変調
オンパルス幅とスイッチング周波数は固定ではなく、相互に変更できます。これは、上記の 2 つの方法を組み合わせたものです。
セクション III スイッチングの開発と動向   電源
1955 年、米国のロジャー (GH. ロジャー) によって発明された自励発振プッシュプル トランジスタ シングル トランス DC コンバーターは、高周波変換制御回路の実現の始まりでした。変圧器、1964 年に、アメリカの科学者は、電力周波数変圧器の直列スイッチング   電源   をキャンセルするというアイデアを提案しました。3948737} 供給。   1969年、大電力シリコントランジスタの耐圧向上とダイオード逆回復時間の短縮により、25kHzのスイッチング電源がついに完成。

 

現在、スイッチング電源は、その小型、軽量、高効率により、電子計算機を中心に各種端末機器や通信機器など、ほとんどすべての電子機器に広く使用されています。パワーモード。現在市販されているスイッチング電源には、バイポーラトランジスタでできた100kHz 電源 と、MOSでできた500kHz 電源 がある。・FETは実用化されているが、さらに周波数を上げる必要がある。スイッチング周波数を高くするにはスイッチング損失を低減する必要があり、スイッチング損失を低減するには高速なスイッチング部品が必要です。しかし、スイッチング速度が速くなると、回路内の分布インダクタンスやコンデンサ、またはダイオードに蓄えられた電荷によって、サージやノイズが発生する可能性があります。このように、周囲の電子機器に影響を与えるだけでなく、   電源   自体の信頼性を大幅に低下させます。その中で、スイッチの開閉に伴う電圧サージを防止するためにR-CまたはL-Cバッファを使用することができ、ダイオードの蓄積電荷によって引き起こされる電流サージに対しては、アモルファスで作られた磁気バッファを使用できます。磁気コアが使用できます。ただし、1MHz を超える高周波では、共振回路を使用して、スイッチの電圧またはスイッチを流れる電流が正弦波になるようにする必要があります。これにより、スイッチング損失が減少するだけでなく、サージの発生も制御されます。このスイッチング方式は、共振スイッチングと呼ばれます。現在、この種のスイッチング   電源   に関する研究は非常に活発です。この方法は、スイッチング速度を大幅に上げずにスイッチング損失を理論的にゼロに減らすことができ、ノイズが少ないためです。また、スイッチング   電源 の高周波の 1 つになると予想される小さい。主な方法。現在、世界の多くの国でマルチテラヘルツコンバータの実用化研究が進められています。