تقنيات مختلفة لتبديل مصادر الطاقة لتقليل الفاقد
تقنيات مختلفة لتبديل مصادر الطاقة لتقليل الفاقد
تكون كفاءة مصدر طاقة التحويل PWM بدون تقنية خاصة للتحكم في الخسارة أقل من كفاءة تبديل مصدر الطاقة باستخدام تقنية التحكم في الخسارة. لتبديل مصادر الطاقة التي ليس لديها مشكلة في تبديد الحرارة ، مثل بعض مصادر الطاقة خارج الخط ، قد تكون الكفاءة مرضية. ولكن بالنسبة لمصادر الطاقة والأجهزة المحمولة التي تتطلب حجمًا صغيرًا ، يجب البحث عن كفاءة أكبر. لتحسين الكفاءة الكلية لمصدر الطاقة ، يمكن استخدام العديد من التقنيات.
أنواع الخسارة الرئيسية لتحويل مصدر الطاقة هي فقدان التشغيل والإيقاف. يمكن أن يؤدي اختيار مفتاح أو مقوم طاقة أفضل بجهد منخفض إلى تقليل الخسارة. يمكن أن يؤدي استخدام المعدل المتزامن إلى تقليل فقد المقوم أثناء التشغيل والإيقاف ، ولكن لا يمكن استخدامه إلا في طوبولوجيا الدائرة الأمامية ولا يتضمن محول تعزيز الوضع المتقطع. تعمل المقومات المتزامنة على زيادة كفاءة مصدر الطاقة بنسبة 1٪ إلى 6٪ ، اعتمادًا على متوسط دورة عمل التشغيل الخاصة بمصدر الطاقة. سيتطلب المزيد من التحسينات تقنيات أخرى.
عندما يكون جهد الإدخال أو الإخراج داخل مصدر طاقة التبديل مرتفعًا (أكبر من DC20V) ، ستكون خسارة التبديل أكبر ، ويكون انخفاض الجهد الأمامي لأنبوب المعدل صغيرًا بالنسبة إلى جهد الدخل والإخراج. يتناسب التبديل الفوري بين الجهد والتيار والمنتج مع الجهد والتيار.
تحدث خسائر التبديل بشكل أساسي عند عقدتين مكافئتين لمصدر طاقة التحويل: التصريف (أو المجمع) لمفتاح الطاقة والأنود لأنبوب مقوم الإخراج. هم عقد التيار المتردد الرئيسية داخل مصدر طاقة التبديل. في الهيكل المعزول غير المحول ، يتم توصيل مجمّع (أو استنزاف) مفتاح الطاقة مباشرة بالقطب الموجب لمعدل الإخراج ، وبالتالي يكون له عقدة واحدة فقط. في طوبولوجيا عزل المحولات ، يتم فصل العقدتين بواسطة محول ، ويتم التعامل معهما بشكل مختلف قليلاً.
خلال فترة التبديل ، تكون قيم الجهد والتيار كبيرة جدًا ، وتظهر ذروة الجهد والتيار في نفس الوقت ، مما يجعل الخسارة أكبر. هناك أربعة أهداف يجب تحقيقها من خلال هاتين العقدتين:
1. تقليل تدفق الجهد والتيار في جميع لحظات التشغيل والإيقاف.
2. تقليل تأثير استعادة الانعكاس لجميع أنابيب المعدل PN.
3. القضاء على جميع النتوءات الناتجة عن المكونات الطفيلية.
4. إعادة أكبر قدر ممكن من هذه الطاقة "المفقودة" إلى تيار الطاقة قدر الإمكان.
قد لا يحقق المصممون كل هذه الأهداف ، لكن تحسين هذه الظروف يمكن أن يحسن الكفاءة الكلية لمصدر الطاقة بنسبة 3-9٪ أخرى. هناك اعتبار آخر عند تعديل هذه الدوائر وهو الحد من عرض النطاق الترددي لشكل الموجة قدر الإمكان لتقليل EMI. يتم توليد معظم طاقة التداخل الكهرومغناطيسي أثناء عملية تبديل مصدر الطاقة وتشع من حوله. بشكل عام ، يمكن تحسين أداء EMI بشكل كبير عن طريق إضافة محث صغير إلى الفرع الحالي من مصدر طاقة إرجاع الطاقة.
لهذا الغرض ، غالبًا ما يتم استخدام عناصر مقاومة وثنائيات إضافية أو MOSDET للتحكم في هذا الإجراء. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من التحسينات على طبولوجيا PEM القياسية:
1. دائرة امتصاص ضياع.
2. دائرة المشبك النشطة.
3. دارة محسنة شبه رنانة. يمنح الامتصاص غير المفقود ودوائر التثبيت النشطة شكل موجة PWM حافة "ناعمة".
بالنسبة لعقد التيار المتردد بتبديل الطاقة ، يوجد تأخير في الجهد في لحظة إيقاف التشغيل ، مما يوفر لمعدل الإخراج عملية تحميل تدريجية للعنصر المغناطيسي أثناء الاسترداد الأمامي. بالنسبة لعقدة التيار المتردد لمعدل الإخراج ، من المأمول أن يتأخر التيار أثناء الإغلاق ، مما يحد من ارتفاع التيار المنعكس الناجم عن المعدل أثناء الاسترداد العكسي.
