المبدأ الأساسي لمزود الطاقة المحول PWM
المبدأ الأساسي لمزود الطاقة المحول PWM
على الرغم من أن إمدادات الطاقة بتبديل عرض النبضة (PWM) كانت موجودة منذ فترة طويلة ، إلا أنها لم يتم قبولها على نطاق واسع واستخدامها حتى منتصف السبعينيات. يتميز تبديل مصادر الطاقة بالعديد من المزايا مقارنة بمصادر الطاقة الخطية. بالنسبة إلى نفس سعة الطاقة ، يكون تبديل مصادر الطاقة أكثر كفاءة وأصغر من مزودات الطاقة الخطية ، لكن التصميم أكثر تعقيدًا والتداخل الكهرومغناطيسي (EMI) أكثر شدة.
هناك طريقتان للتصميم الحالي لتبديل مصادر الطاقة. يمكن أن يشير تصميم مصدر طاقة التبديل DC / DC (إدخال DC ، خرج DC) مباشرة إلى دليل البيانات الخاص بالشركة المصنعة لأشباه الموصلات ، ويمكن الحصول على مكونات قياسية من الشركات المصنعة الأخرى ، ولكن إذا كانت هناك متطلبات خاصة ، فيجب تصميمها من قبل المستخدم ، والتصميم أكثر صعوبة.
تم تنظيم هذا الكتاب بعناية لتقسيم عملية التصميم الواسعة لمزود طاقة التحويل المشترك إلى أجزاء أكثر قابلية للفهم. تم شرح الجزء الأول من حيث "مهندس غير الطاقة". بالنسبة لطريقة التصميم المقبولة عمومًا ، يتم استخدام صيغة التصميم المقابلة هنا. الغرض من هذا القسم هو السماح للقراء باختيار أفضل طريقة تصميم تلبي احتياجاتهم ، واستخدام معلمات النظام الخاصة بهم لإنشاء دائرة فرعية يمكن توصيلها بتصميم نظام طاقة أكبر. يتم ترتيب تسلسل التصميمات وفقًا لخطوات التصميم المعتادة لخبراء الطاقة ذوي الخبرة. أثبتت خطوات التصميم هذه أنها تحل المشكلات قبل ظهورها.
من السهل إلى حد ما فهم عملية تشغيل مصدر طاقة التبديل. على عكس إمدادات الطاقة الخطية ، التي تسمح لترانزستور الطاقة بالعمل في الوضع الخطي ، تسمح مصادر طاقة التحويل PWM لترانزستور الطاقة بالعمل في حالات التشغيل والإيقاف. في كلتا الحالتين ، يكون منتج التيار الكهربائي المضاف إلى ترانزستور الطاقة صغيرًا دائمًا (عند التشغيل ، يكون التيار منخفضًا والتيار مرتفع ؛ إيقاف التشغيل ، الجهد العالي ، التيار المنخفض). منتج فولت أمبير على جهاز الطاقة هو جميع الخسائر الناتجة عن جهاز أشباه موصلات الطاقة.
بالمقارنة مع مزود الطاقة الخطي ، فإن PWM تبديل التيار الكهربائي هو عملية عمل أكثر فعالية من خلال "المروحية" ، أي أن جهد الدخل DC في سعة جهد النبض يساوي سعة جهد الدخل لتحقيقه. يتم تنظيم دورة عمل النبضة بواسطة وحدة التحكم في مصدر طاقة التبديل. بمجرد تقطيع جهد الدخل إلى موجات مربعة من التيار المتردد ، يمكن رفع أو خفض سعة القاعدة من خلال المحول. يمكن زيادة عدد مجموعات جهد الخرج عن طريق زيادة عدد اللفات الثانوية للمحول. أخيرًا ، يتم تصحيح أشكال موجة التيار المتردد وتصفيتها للحصول على جهد خرج التيار المستمر.
الغرض الرئيسي من وحدة التحكم هو الحفاظ على استقرار جهد الخرج ، وعملية عملها تشبه إلى حد بعيد الشكل الخطي لوحدة التحكم. هذا يعني أن الكتل الوظيفية لوحدة التحكم ومراجع الجهد ومضخمات الخطأ يمكن تصميمها لتكون مطابقة للمنظمات الخطية. وهي تختلف في أن خرج مضخم الخطأ (جهد الخطأ) يمر عبر وحدة تحويل الجهد / عرض النبض قبل قيادة أنبوب الطاقة.
تبديل مزودات الطاقة له وضعان رئيسيان للتشغيل: التحويل الأمامي والتحويل المعزز. على الرغم من أن تخطيط كل جزء مختلف تمامًا ، إلا أن عملية العمل مختلفة جدًا ، ولكل منها مزاياها في حالات تطبيق معينة.
