スイッチング電源の分類、AD/DC、DC/DC電源の詳しい説明。
スイッチング電源の分類
スイッチング電源の人民技術分野は、スイッチング周波数変換技術を開発しながら、関連するパワーエレクトロニクスデバイスを開発することです。両者は相互に、スイッチング電源の軽量、小型、薄型、低ノイズ、高信頼性、耐干渉性の方向への開発を年間2桁以上の成長率で促進しています。スイッチング電源は、AC / DCとDC / DCの2つのカテゴリに分けられます。DC / DCコンバータはモジュール化されており、設計技術と製造プロセスは国内外で成熟して標準化されており、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、その独自の特性により、モジュール化の過程でより複雑な技術的および技術的製造上の問題に直面しています。以下では、2種類のスイッチング電源の構造と特徴について説明します。
2.1 DC/DC変換
DC/DC 変換は、固定 DC 電圧を可変 DC 電圧に変換するもので、DC チョッピングとも呼ばれます。チョッパーは 2 つの方法で動作します。1 つは、パルス幅変調モードの Ts は変更されずに ton が変化する (ユニバーサル) もので、もう 1 つは、周波数変調モードの ton は変更されずに Ts が変化する (干渉を受けやすい) ものです。その具体的な回路は、次のカテゴリで構成されています。
(1)出力平均電圧Uoが入力電圧Uiより低く、極性が同じである降圧回路降圧チョッパ。
(2)昇圧回路-昇圧チョッパ、出力平均電圧Uoは入力電圧Uiより大きく、極性は同じである。
(3)昇降圧回路:出力平均電圧Uoが入力電圧Uiより大きいか小さい、極性が逆で誘導伝送を行う降圧または昇圧チョッパ。
(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、極性が反対で容量性伝送を行う降圧または昇圧チョッパ。
現在、ソフトスイッチング技術はDC/DCにおいて質的な飛躍を遂げています。米国VICOR社が設計・製造したECIソフトスイッチングDC/DCコンバータの多くは、300W、600W、800Wという大出力を持ち、対応する電力密度は(6、2、10、17)W/cm3、効率は(80-90)%です。日本のネミックラムダ社が最近発表したソフトスイッチング技術を採用した高周波スイッチング電源モジュールRMシリーズは、スイッチング周波数が(200~300)kHz、電力密度が27W/cm3です。同期整流器(ショットキーダイオードの代わりにMOS-FET)を採用し、回路全体の効率を90%まで向上させています。
2.2 AC/DC変換
AC/DC変換はACをDCに変換し、その電力の流れ方向は双方向です。電源から負荷への電力の流れは「整流」と呼ばれ、負荷から電源への電力の流れは「アクティブインバータ」と呼ばれます。AC/DCコンバータの入力は50/60HzのACであるため、整流とフィルタリングが必要であり、比較的大きなフィルタコンデンサが必要です。同時に、規格(UL、CCEEなど)とEMC指令(IEC、FCC、CSAなど)の制限により、AC入力側にEMCフィルタを追加し、最初の規格に準拠したコンポーネントを使用する必要があります。これにより、AC/DC電源の小型化が制限されます。内部の高周波、高電圧、大電流スイッチ動作のため、EMC電磁適合性の問題を解決するのがより困難になり、内部の高密度実装回路設計にも高い要件が課せられます。同じ理由で、高電圧、大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、ある程度の満足度を達成するには、電力システムの最適化設計手法を採用する必要があります。
AC/DC変換は、回路の配線モードに応じて半波回路と全波回路に分けられます。電源相数に応じて、単相、三相、多相に分けられます。回路の動作象限に応じて、1象限、2象限、3象限、4象限に分けられます。
