1. مقدمة في تبديل إمدادات الطاقة
تُستخدم منتجات إمداد الطاقة التبديلية على نطاق واسع في التحكم الآلي الصناعي، والمعدات العسكرية، ومعدات البحث العلمي، وإضاءة LED، والمنتجات والأدوات الرقمية وغيرها من المجالات. مزود طاقة التبديل هو مزود طاقة يستخدم تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة الحديثة للتحكم في نسبة وقت تشغيل وإيقاف تشغيل أنبوب التبديل للحفاظ على جهد خرج ثابت. يتألف مزود الطاقة التبديلي بشكل عام من دائرة متكاملة للتحكم في تعديل عرض النبض (PWM) و MOSFET.
مع تطور وابتكار تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة، فإن تكنولوجيا إمدادات الطاقة التبديلية تبتكر باستمرار. في الوقت الحاضر، يتم استخدام تبديل إمدادات الطاقة على نطاق واسع في جميع المعدات الإلكترونية تقريبًا نظرًا لصغر حجمها وخفة وزنها وكفاءتها العالية. إنها طريقة إمداد طاقة لا غنى عنها للتطور السريع لصناعة المعلومات الإلكترونية اليوم.
2. المكونات الأساسية لمصدر الطاقة التبديلي
يتكون مزود الطاقة التبادلي تقريبًا من أربعة أجزاء رئيسية: الدائرة الرئيسية، ودائرة التحكم، ودائرة الكشف، ومصدر الطاقة الإضافي.
1. الدائرة الرئيسية
الحد من تدفق التيار المتدفق: الحد من تيار التدفق الداخلي على جانب الإدخال في اللحظة التي يتم فيها تشغيل الطاقة.
مرشح الإدخال: وتتمثل وظيفته في تصفية التشويش الموجود في شبكة الطاقة ومنع التشويش الناتج عن الماكينة من العودة إلى شبكة الطاقة.
التصحيح والتصفية: تصحيح طاقة التيار المتردد للشبكة مباشرة إلى طاقة تيار مستمر أكثر سلاسة.
العاكس: يقوم بتحويل طاقة التيار المستمر المقوم إلى تيار متردد عالي التردد، وهو جزء من مصدر الطاقة عالي التردد التبادلي.
تصحيح الإخراج والتصفية: توفير مصدر طاقة تيار مستمر مستقر وموثوق به وفقًا لاحتياجات الحمل.
2. دائرة التحكم
فمن ناحية، يتم أخذ عينات من طرف الخرج، ومقارنتها بالقيمة المحددة، ثم يتم التحكم في العاكس لتغيير عرض النبضة أو تردد النبضة لتثبيت الخرج. من ناحية أخرى، استنادًا إلى البيانات التي توفرها دائرة الاختبار والمحددة بواسطة دائرة الحماية، تقوم دائرة التحكم بتنفيذ تدابير حماية مختلفة على مصدر الطاقة.
3. دائرة الكشف
توفير مختلف معلمات التشغيل وبيانات الأدوات المختلفة في دائرة الحماية.
4. مصدر طاقة إضافي
تحقيق بدء التشغيل البرمجي (عن بُعد) لمصدر الطاقة لتوفير الطاقة لدائرة الحماية ودائرة التحكم (PWM والرقائق الأخرى).
3. مبدأ عمل مزود الطاقة التبديلي
تحويل الجهد لمصدر الطاقة التبديلي عبارة عن مذبذب نبضي يتألف من ترانزستورات تبديلية ومحولات نبضية، وما إلى ذلك، والتي تولد كهرباء نبضية وتحول 300 فولت تيار مستمر إلى الجهد المطلوب من خلال المحول الثانوي لمحول النبض. يظهر المبدأ الكهربائي في الشكل 2.
1. مبدأ عمل المذبذب النبضي
1) بدء تشغيل مذبذب النبضات
يوفّر مصدر الطاقة جهد انحياز أمامي للقطب b (القاعدة) والقطب e (الباعث) في Q3 (الترانزستور) من خلال R10 وR10A وR15، مما يجبر Q3 على الدخول في الحالة الموصلة.
2) عملية تذبذب المذبذب النبضي
عندما يدخل Q3 في حالة التوصيل، سيمر +Vc عبر الملف الابتدائي لمحول النبض والقطب c والقطب e من Q3 وR15 إلى -Vc من مصدر الطاقة. في هذا الوقت، سيولّد الملف الثانوي لمحول النبض جهدًا مستحثًا، ويكون أحد طرفي الملف الثانوي متصلًا بـ -Vc، والطرف الآخر متصل بالقطب b من Q3 عبر R12 وC8، ويكون قطبية الجهد المستحث هو نفس الجهد المستحث الذاتي للملف الابتدائي (الأطراف العلوية للملفات الابتدائية في الشكل لها نفس الاسم) الطرفية)، سيحصل القطب b من Q3 على تيار أساسي أكبر، مما يسرّع توصيل Q3 حتى يدخل Q3 في حالة التشبع. تظهر الدائرة في الشكل 3.
عندما يتشبع Q3، لا يعود Ic يتغير، ويكون الشكل الموجي من t0 إلى t3 في الشكل 4. بعد عملية التشبّع من t3 إلى t4، تنعكس قطبية الجهد الكهربي المستحث ذاتيًا والجهد الكهربي المستحث، أي سالب لأعلى وموجب لأسفل. يُضاف الجهد الكهربائي المعكوس في الملف الثانوي إلى القطب الكهربي ل Q1 عبر R15، ويُضاف القطب السالب إلى القطب الكهربي السالب ل Q3 عبر R12 وC8، مما يتسبب في انحياز Q3 انحيازًا عكسيًا ويدفع Q3 إلى الانتقال بسرعة من حالة التشبع إلى حالة القطع، من t4 إلى t6 في الشكل. بعد قطع Q3، يتم امتصاص الجهد العكسي والتيار العكسي المتولد في الملف الابتدائي بسرعة من خلال دائرة الامتصاص المكونة من D8 وR17 وC7، من t6 إلى t7 في الشكل. تكتمل دورة التذبذب. ثم تكرر دائرة المذبذب العملية المذكورة أعلاه مرارًا وتكرارًا.
يتم تحديد تردد مذبذب النبض بواسطة C8 ومحث الملف الثانوي المتصل.
