スイッチングパワーモジュールのDCチョッピング

スイッチングパワーモジュールのDCチョッピング

スイッチ電源モジュールは、スイッチ電源上のディスクリート コンポーネントをモジュラー パッケージ化したもので、その結果、体積が小さくなり、電力密度がより高いモジュール電源が実現します。 内部回路もスイッチング電源です。

簡単な紹介

スイッチング電源は、AC/DC と DC/DC の 2 つのカテゴリに分類できます。 DC/DCコンバータはモジュール化が進み、設計技術や製造プロセスが国内外で成熟・標準化され、ユーザーに認められています。 ただし、AC/DC のモジュール化は、その特性により、モジュール化の過程でより複雑な技術的および製造上の問題に直面します。

直流チョッピング

DC/DC 変換は、固定 DC 電圧を可変 DC 電圧に変換するプロセスであり、DC チョッピングとも呼ばれます。 チョッパーの動作には 2 つの方法があります。1 つはパルス幅変調モード Ts を変更せずに T を変更する (ユニバーサル) 方法、もう 1 つは周波数変調モード T を変更せずに T を変更する (干渉しやすい) 方法です。 特定の回路は次のカテゴリに分類されます。

(1) 降圧回路 - 平均出力電圧 Uo が入力電圧 Ui より低く、同じ極性を持つ降圧チョッパ。

(2) 昇圧回路 - 平均出力電圧 Uo が入力電圧 Ui より大きく、同じ極性を持つ昇圧チョッパー。

(3) バックブースト回路 - 平均出力電圧 Uo が入力電圧 Ui より大きいか小さい、逆極性、誘導伝送を備えたバックまたはブースト チョッパー。

(4) Cuk 回路 - 出力平均電圧 Uo が入力電圧 UI より大きいか小さい、逆極性、およびコンデンサ伝送を備えた降圧または昇圧チョッパー。

AC/DC

AC/DC 変換は、AC を DC に変換するプロセスであり、電力の流れの方向は双方向にすることができます。 電源から負荷への電力の流れを「整流」といい、負荷から電源への電力の流れを「アクティブインバータ」といいます。 AC/DC コンバータの入力は 50/60Hz AC 電源です。 整流とフィルタリングが必要なため、比較的大きなフィルタ コンデンサが不可欠です。 同時に、安全規格 (UL、CCEE など) と EMC 指令 (IEC、FCC、CSA など) の制限のため、EMC フィルタリングと安全規格を満たすコンポーネントの使用を製品に追加する必要があります。 AC入力側のため、AC/DC電源の体積の小型化が制限されます。 さらに、内部の高周波、高電圧、大電流スイッチの動作により、EMC 電磁適合性問題の解決がさらに困難になり、内部の高密度実装回路の設計に高い要件が求められます。 同じ理由により、高電圧および高電流スイッチは消費電力を増加させ、AC/DC コンバータのモジュール化プロセスを制限します。 したがって、電力システムの作業効率をある程度満足できる最適化設計手法を採用する必要があります。

AC/DC変換は回路の配線方法により半波回路と全波回路に分けられます。 電源の相数に応じて、単相、三相、多相に分けることができます。 回路の動作象限に応じて、1 象限、2 象限、3 象限、および 4 象限に分割できます。