1. Ikhtisar Pengalihan Catu Daya
Mengalihkan catu dayaadalah perangkat konversi energi listrik frekuensi tinggi, juga dikenal sebagai switching power supply atau switching converter. Ini mengalihkan tegangan input menjadi sinyal pulsa frekuensi tinggi melalui tabung switching berkecepatan tinggi, dan kemudian mengubah energi listrik dari satu bentuk ke bentuk lainnya melalui pemrosesantransformator, rangkaian penyearah dan rangkaian penyaringan, dan akhirnya memperoleh tegangan DC riak rendah yang stabil untuk catu daya.
Switching power supply memiliki keunggulan efisiensi tinggi, stabilitas yang baik, ukuran kecil, ringan, keandalan tinggi, dan dapat disesuaikan dengan kebutuhan daya peralatan yang berbeda.
Switching power supply telah banyak digunakan di berbagai bidang, termasuk otomasi industri, komunikasi dan energi baru. Di bidang otomasi industri, switching power supply memberikan dukungan daya yang stabil untuk berbagai peralatan otomasi untuk memastikan pengoperasian peralatan yang efisien dan stabil.
Di bidang komunikasi, switching power supply banyak digunakan di stasiun pangkalan nirkabel, peralatan jaringan, dll., untuk menjamin stabilitas transmisi sinyal sistem komunikasi dan meningkatkan kualitas komunikasi. Di bidang energi baru, peralihan pasokan listrik memainkan peran penting dalam sistem energi surya dan angin, membantu penggunaan energi terbarukan secara efektif.
Switching power supply secara kasar terdiri dari empat komponen utama: rangkaian masukan, konverter, rangkaian kontrol, dan rangkaian keluaran. Berikut ini adalah diagram blok skema catu daya switching yang khas, menguasainya penting bagi kita untuk memahami catu daya switching.
2. Klasifikasi peralihan catu daya
Switching catu daya dapat diklasifikasikan menurut standar klasifikasi yang berbeda. Berikut ini adalah beberapa metode klasifikasi yang umum:
1. Klasifikasi berdasarkan jenis daya masukan:
Catu daya peralihan AC-DC: mengubah daya AC menjadi daya DC.
Catu daya peralihan DC-DC: mengubah daya DC menjadi tegangan DC lainnya.
2. Klasifikasi berdasarkan mode kerja:
Catu daya peralihan ujung tunggal: hanya memiliki satu tabung sakelar, cocok untuk aplikasi berdaya rendah.
Catu daya peralihan ujung ganda: memiliki dua tabung sakelar, cocok untuk aplikasi daya tinggi.
3. Klasifikasi berdasarkan topologi:
Menurut topologinya, secara kasar dapat dibagi menjadi Buck, Boost, Buck-Boost, Flyback, Forward, Two-Transistor Forward, Push-Pull, Half Bridge, Full Bridge, dll. Metode klasifikasi ini hanyalah sebagian saja. Peralihan catu daya juga dapat diklasifikasikan secara lebih rinci menurut persyaratan dan aplikasi spesifik lainnya.
Selanjutnya kami akan memperkenalkan Flyback dan Forward yang umum digunakan. Maju dan flyback adalah dua teknologi catu daya switching yang berbeda. Catu daya switching maju mengacu pada catu daya switching yang menggunakan transformator frekuensi tinggi maju untuk mengisolasi energi yang digabungkan, dan catu daya switching flyback yang sesuai adalah catu daya switching flyback.
2.1 Catu daya peralihan maju
Catu daya peralihan ke depan dalam strukturnya lebih kompleks, tetapi daya keluarannya sangat tinggi, cocok untuk catu daya peralihan 100W-300W, umumnya digunakan pada catu daya peralihan tegangan rendah dan arus tinggi, lebih banyak digunakan.
Seperti terlihat pada gambar di bawah, untuk catu daya pensaklaran maju khususnya pada saat tabung pensaklaran dihidupkan, trafo keluaran bertindak sebagai media yang dikopel langsung dengan energi medan magnet, energi listrik dan energi magnet saling diubah, sehingga masukan dan keluaran secara bersamaan.
Ada juga kekurangan dalam aplikasi sehari-hari: seperti kebutuhan untuk meningkatkan belitan potensial balik (untuk mencegah kumparan primer transformator yang dihasilkan oleh potensial balik terhadap kerusakan tabung switching), induktor sekunder lebih dari satu untuk penyaringan penyimpanan energi, jadi dibandingkan dengan catu daya pensaklaran flyback, biayanya lebih tinggi, dan volume trafo catu daya pensaklaran maju dibandingkan volume trafo catu daya pensaklaran flyback lebih besar.
Catu daya pengalihan maju
2.2 Catu daya pengalihan Flyback
Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, catu daya switching flyback mengacu pada catu daya saklar yang menggunakan transformator frekuensi tinggi flyback untuk mengisolasi rangkaian input dan output. Transformatornya tidak hanya berperan mengubah tegangan untuk mengirimkan energi, tetapi juga berperan sebagai induktor penyimpan energi. Oleh karena itu, trafo flyback mirip dengan desain induktor. Semua sirkuit relatif sederhana dan mudah dikendalikan. Flyback banyak digunakan pada aplikasi daya rendah 5W-100W.
Untuk catu daya switching flyback, ketika tabung saklar dihidupkan, arus induktor utama transformator meningkat. Karena kumparan keluaran rangkaian flyback memiliki ujung yang berlawanan, dioda keluaran dimatikan, transformator menyimpan energi, dan beban disuplai energi oleh kapasitor keluaran. Ketika tabung sakelar dimatikan, tegangan induktif induktor primer transformator dibalik. Pada saat ini, dioda keluaran dihidupkan, dan energi transformator disuplai ke beban melalui dioda, sambil mengisi kapasitor.
Catu daya pengalihan Flyback
Dari perbandingan tersebut terlihat bahwa trafo eksitasi maju hanya mempunyai fungsi trafo, dan secara keseluruhan dapat dikatakan sebagai rangkaian buck dengan trafo. Trafo flyback dapat dikatakan sebagai induktor dengan fungsi trafo, merupakan rangkaian buck-boost. Secara umum prinsip kerja flyback maju berbeda, maju adalah kerja sekunder kerja primer, kerja sekunder tidak bekerja dengan induktor arus untuk memperbaharui arus, umumnya mode CCM.
Faktor daya umumnya tidak tinggi, dan siklus kerja input dan output serta variabel proporsional. Flyback adalah pekerjaan utama, sekunder tidak bekerja, kedua sisi secara independen, umumnya mode DCM, namun induktansi transformator akan relatif kecil, dan kebutuhan untuk menambahkan celah udara, sehingga biasanya cocok untuk daya kecil dan menengah.
Trafo maju sangat ideal, tidak ada penyimpan energi, tetapi karena induktansi eksitasi adalah nilai yang terbatas, arus eksitasi membuat inti akan menjadi besar, untuk menghindari saturasi fluks, trafo memerlukan belitan bantu untuk pengaturan ulang fluks.
Trafo flyback dapat dilihat sebagai bentuk induktansi berpasangan, induktansi pertama penyimpan energi dan kemudian dibuang, karena tegangan input dan output trafo flyback berlawanan polaritas, sehingga ketika tabung switching terputus, sekunder dapat menyediakaninti magnetikdengan tegangan reset, sehingga trafo flyback tidak perlu menambah belitan reset fluks tambahan.
Waktu posting: 29 Sep-2024