Índice
1: O que é uma fonte de alimentação regulada em série linear?
Resposta: Fonte de alimentação regulada linear significa que o tubo de potência de ajuste no circuito de fonte de alimentação regulada funciona na área de amplificação linear; circuito de fonte de alimentação regulada de comutação em série significa que o seu indutor de armazenamento de energia está ligado em série entre as tensões de entrada e de saída.
É composto por transformador, retificador, circuito de filtragem e circuito estabilizador de tensão linear.
2:O que é uma fonte de alimentação regulada por comutação?
Resposta: É constituída por um retificador de onda completa, um tubo de potência de comutação V, um controlador e um controlador PWM, um díodo de roda livre VD, um indutor de armazenamento de energia L, um condensador de filtro de saída C e um circuito de feedback de amostragem. De facto, a parte central da fonte de alimentação regulada por comutação é um transformador tributário.
3: Que tipos de fontes de alimentação reguladas por comutação?
1. De acordo com o método de excitação: excitação separada~ e autoexcitação~
2. De acordo com o método de modulação: tipo de modulação por largura de impulso~, tipo de modulação por frequência~ e tipo híbrido~
3. De acordo com o modo de funcionamento da corrente do tubo de potência de comutação, pode ser dividido em: tipo de comutação ~ e tipo ressonante ~
4. De acordo com o tipo de comutador de potência: tipo de transístor~tipo controlado por silício~tipoMOSFET~e tipo IGBT
5. De acordo com o método de ligação do indutor de armazenamento de energia: tipo série~ e tipo paralelo~
6. De acordo com o modo de ligação do comutador de potência: ligação direta de uma extremidade ~ ligação inversa de uma extremidade ~ push-pull ~ meia ponte ~ ponte completa ~
7. De acordo com as tensões de entrada e de saída: tipo boost ~ tipo buck ~ tipo de inversão da polaridade de saída ~
8. De acordo com o modo de funcionamento: tipo de retificador controlável ~ tipo de chopper ~ tipo de isolamento ~
9. De acordo com a estrutura do circuito: tipo de componente ~ tipo de circuito integrado ~
4: Como funciona a fonte de alimentação regulada por comutação descendente?
Resposta: Adicionar o sinal de onda quadrada de condução à base do desenvolvimento de potência V, de modo a que o interrutor de potência se ligue e desligue periodicamente de acordo com a frequência do sinal de onda quadrada de condução. O processo de trabalho pode ser baseado na condução do interrutor de potência e na estabilidade do interrutor. Explicar o processo de realização do equilíbrio dinâmico da fonte de energia piezoeléctrica.
1. Durante Ton=t1-t0, o interrutor de alimentação é ligado e o díodo de roda livre é cortado devido à polarização inversa. Embora a tensão de entrada seja uma tensão CC, a corrente no indutor não pode mudar repentinamente, e a corrente no indutor aumentará linearmente, e a energia é armazenada no indutor de armazenamento de energia na forma de energia magnética. No tempo t1, a corrente no indutor de armazenamento de energia sobe para o valor máximo.
2. Durante o período de Toff=t2-t1, o interrutor de alimentação é desligado, mas no momento t1, uma vez que a válvula de alimentação acabou de ser desligada e a corrente no indutor de armazenamento de energia não pode mudar repentinamente, é gerada uma tensão com polaridade oposta à tensão em ambas as extremidades de L. Força eletromotriz auto-induzida. Neste momento, o díodo de roda livre começa a conduzir para a frente, e a energia magnética armazenada no indutor de armazenamento de energia começará a ser descarregada sob a forma de energia eléctrica através do díodo de roda livre e da resistência de carga. A forma de onda da corrente descarregada é a corrente que diminui com o tempo na onda dente-de-serra. No tempo t2, a corrente no indutor de armazenamento de energia atinge o valor mínimo.
3. O equilíbrio dinâmico só pode ser alcançado quando a corrente aumentada pelo indutor de armazenamento de energia em Ton durante o período de ligação do interrutor de potência é igual à corrente diminuída durante o período de desligamento do interrutor de potência. Pode concluir-se que U0=Ton/T*Ui
5: Projeto de uma fonte de alimentação regulada por comutação descendente?
1. Seleção do interrutor de potência V: Quando a potência de saída é superior a dezenas de kilowatts, escolher IGBT; quando a potência de saída é entre vários kilowatts, escolher MOSFET; quando a potência de saída é inferior a vários kilowatts, escolher GTR. Uma vez selecionado o tipo de interrutor de potência V, a seleção de modelos de dispositivos específicos deve seguir os seguintes princípios: ① Quanto menor a tensão de saturação de condução Uces do interrutor de energia V ② Quanto menor a corrente de fuga reversa Ico quando V é desligado, melhor ③ O V As caraterísticas de alta frequência devem ser boas, o tempo de comutação de ④V deve ser curto, ou seja, a velocidade de conversão deve ser rápida, a potência de acionamento de base de ⑤V deve ser pequena, a tensão de rutura reversa de ⑥V deve satisfazer: Uc=2*1.3*Ui=2.26*Ui.
2. Seleção do díodo de roda livre VD: ① A corrente nominal direta de VD deve ser igual ou maior que a corrente máxima do coletor do interrutor de energia V, ou seja, deve ser maior que a corrente no resistor de carga R1 ② O valor da tensão suportável de direção de VD deve ser maior que o valor da tensão de entrada Ui ③ Para reduzir a tensão de ondulação de saída causada pela comutação de comutação, VD deve escolher um diodo Schottky ou um diodo de recuperação rápida com velocidade de recuperação reversa muito rápida e velocidade de condução. ④ A fim de melhorar a eficiência de conversão de toda a máquina e reduzir as perdas internas, deve ser Para escolher um diodo Schottky com uma tensão mais baixa no condutor de avanço
3. Seleção do indutor de armazenamento de energia L: ① Valor crítico de Lc Lc=R1*(1-D)/2F ②L=R1max*(1-D)/1.5F
4. Seleção do condensador de filtro de saída C: C=U0*(1-U0/Ui)(8L*F*F*deltaUo)
6: Como funciona a fonte de alimentação regulada por comutação de impulso?
Resposta: Quando o interrutor de alimentação está ligado, a tensão de entrada é aplicada a ambas as extremidades do indutor de armazenamento de energia, e o díodo é polarizado inversamente e cortado. A corrente que flui através do indutor de armazenamento de energia é uma corrente de onda dente de serra aproximadamente linearmente crescente, e é armazenada no indutor de armazenamento de energia sob a forma de energia magnética. Quando o interrutor de alimentação é desligado, a polaridade da tensão através do indutor de armazenamento de energia é oposta. Neste momento, o díodo é polarizado para a frente e conduz. A energia armazenada no indutor de armazenamento de energia é transmitida ao resistor de carga e ao capacitor de filtro através do diodo. A corrente de purga é a parte linear descendente da corrente dente-de-serra. Durante o período de condução saturada do interrutor de potência, o valor da corrente aumentada no indutor de armazenamento de energia deve ser igual ao valor da corrente diminuída no indutor de armazenamento de energia durante o período de corte do interrutor de potência. Só assim é possível atingir o equilíbrio dinâmico, e U0=Ui*D/(1 -D).
7: Como funciona a fonte de alimentação regulada por comutação de inversão de polaridade?
Resposta: Quando o interrutor de alimentação no circuito da fonte de alimentação regulada por comutação do tipo inversão de polaridade é ligado, o díodo é desligado devido à polarização inversa. Quando o interrutor de alimentação é desligado, o díodo é ligado devido à polarização concorrente. Neste momento, o indutor de armazenamento de energia A energia armazenada será transferida para a carga através do díodo, e a relação entre a tensão de saída e a tensão de entrada é U0=-Uin*D/(1-D)
8: Qual é a diferença entre uma fonte de alimentação de comutação de impulso e uma fonte de alimentação de comutação de inversão de polaridade?
Resposta: O circuito de fonte de alimentação de comutação de impulso é, na verdade, um circuito de fonte de alimentação de comutação paralela de saída de emissor, enquanto o circuito de fonte de alimentação de comutação de inversão de polaridade é, na verdade, um circuito de fonte de alimentação de comutação paralela de saída de coletor. . De um ponto de vista formal, a única diferença entre eles é que as posições do interrutor de alimentação e da resistência de armazenamento de energia são trocadas. Do ponto de vista das caraterísticas de saída, a polaridade da tensão de saída é exatamente oposta.
9: Circuitos de controlo comuns?
Resposta: Circuitos como amostragem, comparação, fonte de referência, oscilador, modulador de largura de pulso (PWM) ou modulador de frequência de pulso (PFM).
10: Quais são os factores de instabilidade comuns na extremidade de saída de uma fonte de alimentação regulada por comutação?
Responda: Sobrecorrente, sobretensão, subtensão, sobreaquecimento
11:Qual é o circuito de acionamento da fonte de alimentação regulada por comutação? O seu tipo?
Responder: Definição: O circuito de acionamento é um sinal de acionamento que pode desligar rapidamente quando desligado e manter a corrente de fuga do dispositivo de desligamento aproximadamente igual a zero; ligar rapidamente quando ligado e manter a queda de tensão do tubo durante o período de condução aproximadamente igual a zero. circuito.
Tipo: transformador de impulsos de extremidade única~, anti-saturação~, polarização inversa fixa~, proporcional~, complementar~, emissor aberto~
12: Quais são os requisitos para os circuitos de proteção nas fontes de alimentação reguladas por comutação? O seu tipo?
Resposta: Requisitos: ① O tempo de atraso do circuito de proteção automática de arranque suave deve ser superior ao tempo de recuperação da retificação primária e do circuito de filtro no circuito da fonte de alimentação regulada por comutação. O tempo de recuperação refere-se principalmente ao tempo de carregamento do condensador do filtro após a retificação primária. ② O tempo total usado para processamento de amostragem, controle de feedback e desligamento do interrutor de energia em circuitos de proteção como sobrecorrente, sobretensão, subtensão e superaquecimento é maior do que o tempo do ciclo de conversão de energia, ou seja, o desligamento de controle desses circuitos de proteção A velocidade deve ser rápida. Somente dessa maneira podemos proteger o sistema de carga e o próprio circuito de fonte de alimentação regulada contra danos. Para o circuito de proteção de sobrecorrente, quando a falha que causou o fenômeno de sobrecorrente é eliminada ou o fenômeno de sobrecorrente é restaurado, o circuito de fonte de alimentação regulado deve ser capaz de retomar automaticamente a operação normal. Além disso, os sistemas de fornecimento de energia em alguns equipamentos eletrônicos mais avançados e produtos eletromecânicos não são apenas necessários para ter vários circuitos de proteção, mas também são necessários para ter vários displays de status de proteção e funções de autodiagnóstico.
Tipos de circuitos de proteção: sobretensão~, sobrecorrente~, subtensão~, sobreaquecimento~, sobrecarga~, arranque suave do interrutor~
13:O que é a avaria primária e a avaria secundária? Qual é a diferença entre as duas?
Resposta: Avaria primária: Quando a tensão inversa aumenta para um determinado valor, o efeito de multiplicação do portador é como uma avalanche, aumentando rapidamente e muito, e a corrente inversa aumenta subitamente. Este é o fenómeno da avaria por avalanche, também designada por avaria primária. avaria. Avariação secundária: Após a avaria por avalanche, quando a corrente aumenta para um determinado valor, a tensão entre o coletor e o emissor cai subitamente, enquanto a corrente do coletor aumenta acentuadamente. Este fenómeno é designado por avaria secundária. Diferença: ① A julgar pela curva caraterística de quebra secundária do interrutor de energia, após a segunda quebra, a tensão do coletor é muito menor do que a tensão do coletor após a quebra primária; ② A quebra primária é reversível, mas a quebra secundária é irreversível. . ③A avaria primária depende da tensão aplicada ao interrutor de alimentação, enquanto a avaria secundária depende da quantidade de energia aplicada ao interrutor de alimentação e da duração do tempo de acumulação. ④A razão da avaria primária é clara, mas a razão da avaria secundária ainda não foi totalmente compreendida por nós.
14: O que é a retificação e filtragem primárias e o que é a retificação e filtragem secundárias?
Resposta: Circuito primário de retificação: O circuito de retificação da frequência de potência da parte do circuito de entrada do circuito da fonte de alimentação regulada por comutação é designado por circuito de retificação primário da fonte de alimentação regulada por comutação. Introduz diretamente a tensão da rede de frequência de energia ou outras formas de tensão de entrada CA. O circuito primário de entrada, o circuito de retificação de onda completa, o circuito de filtro primário do estágio seguinte para filtragem e, finalmente, uma tensão de saída CC para fornecer energia ao conversor de energia do estágio subsequente. Filtragem primária: O circuito de filtragem primária no circuito da fonte de alimentação regulada por comutação é o circuito de filtragem em forma de L composto por indutores e condensadores atrás do circuito retificador primário. A sua principal função é filtrar a flutuação da tensão de saída de CC do circuito primário de retificação de onda completa ou garantir que a tensão de ondulação cumpre os requisitos do projeto. Retificação secundária: O circuito de corrente secundária é um circuito de retificação que aparece no circuito secundário do transformador de comutação. Trata-se geralmente de um circuito de retificação de alta frequência. O díodo retificador utiliza frequentemente um díodo de comutação rápida de alta frequência, ou seja, um díodo Schottky. Num circuito de alimentação regulado por comutação sem transformador de frequência de potência, o díodo de comutação ou díodo de roda livre é o díodo retificador da parte secundária de retificação. Filtragem secundária: A parte do circuito de filtragem de alta frequência do circuito da fonte de alimentação regulada por comutação é designada por circuito de filtragem secundário. O valor do condensador do filtro está intimamente relacionado com o nível da ondulação da tensão contínua produzida pela fonte de alimentação regulada por comutação. Geralmente, é utilizado um circuito de filtro passivo composto por componentes passivos, tais como resistências, indutores e condensadores.
15: Tecnologia de isolamento
Num circuito de fonte de alimentação regulada por comutação, uma tecnologia que resolve o problema de como isolar duas unidades independentes que não partilham uma ligação à terra comum.
Classificação da tecnologia de acoplamento: tecnologia de acoplamento fotoelétrico, tecnologia de acoplamento magnético de transformador, tecnologia de acoplamento híbrido fotoelétrico e magnético e tecnologia de acoplamento direto
16: Quais são as classificações das fontes de alimentação reguladas por comutação de extremidade única?
De acordo com o modo de excitação: conversor CC de tubo único auto-excitado; conversor CC de tubo único com outra excitação; conversor CC de dois tubos auto-excitado; conversor CC de dois tubos com outra excitação; conversor CC de ponte completa com outra excitação.
De acordo com a polaridade do transformador de comutação de potência: conversor CC de tubo único para a frente; conversor CC de tubo único com flyback
De acordo com o tipo de interrutor de potência: Conversor CC do tipo GTR (transístor); conversor CC do tipo MOSFET (transístor de efeito de campo de porta isolada); conversor CC do tipo IGBT (módulo de potência composto)
17: Qual é a tecnologia de proteção da fonte de alimentação regulada por comutação? A sua classificação?
Resposta: A tecnologia de blindagem tem dois significados: Primeiro, bloqueia ondas electromagnéticas dispersas e outros sinais de interferência no ambiente (incluindo ondas electromagnéticas dispersas na rede de frequência de energia) fora do sistema de energia blindado para prevenir e evitar estas ondas electromagnéticas dispersas. As ondas electromagnéticas dispersas e outros sinais de interferência interferem e danificam o sistema elétrico. Em segundo lugar, as ondas electromagnéticas irradiadas ou propagadas pela fonte de sinal oscilante ou pela fonte de radiação de energia alternada no sistema de energia através de várias ligações e vários canais no circuito são bloqueadas no interior do sistema de energia para prevenir e evitar a propagação e a radiação polui o ambiente e interfere com outros sistemas eléctricos circundantes.
Categoria: Tecnologia de blindagem suave: Os projectistas de circuitos de fonte de alimentação regulada por comutação adoptam tecnologias de circuito eficazes (como tecnologia de filtro de modo comum, tecnologia de filtro de modo diferencial, tecnologia de filtro bidirecional, tecnologia de filtro passa-baixo, etc.) ao projetar circuitos Várias tecnologias de filtro), por um lado, suprimem e filtram a propagação externa e a radiação de ondas electromagnéticas de alta frequência dentro do circuito de fonte de alimentação regulada por comutação ao mínimo, de modo a não afetar o funcionamento normal de outros equipamentos electrónicos circundantes, instrumentos electrónicos e instrumentos electrónicos. Ao mesmo tempo, não polui a rede eléctrica de frequência industrial; por outro lado, as ondas electromagnéticas dispersas que entram na rede eléctrica de frequência industrial são também suprimidas e filtradas ao nível mínimo, de modo a não afetar o funcionamento normal do circuito de alimentação regulado por comutação; tecnologia de blindagem rígida: tecnologia de blindagem para campos eléctricos, tecnologia de blindagem para campos magnéticos e tecnologia de blindagem para campos electromagnéticos.
18: Princípio de funcionamento de um circuito de conversão de corrente contínua de polaridade positiva auto-excitado de extremidade única:
Resposta: Rede eléctrica de frequência I de entrada 220V/50Hz ou 110V/60Hz → filtro de modo comum bidirecional para filtrar sinais de desordem e interferência → retificador de onda completa → circuito de filtro para obter 300V/150V DC como tensão de alimentação, que passa através do enrolamento primário O resistor Np é adicionado a V. Ao mesmo tempo, o pólo C deste interrutor de potência é reduzido e dividido, e fornece a tensão de polarização branca positiva e a corrente do pólo comum ao pólo b de V1. V1 é ligado, e a corrente do pólo C do interrutor de potência V1 flui através do enrolamento primário Np, induzindo uma tensão alternada no enrolamento secundário Np através do acoplamento magnético, induzindo uma tensão de realimentação positiva em relação à base de V1, injectando mais corrente na fase V1b. aumenta, de modo que a tensão induzida em Np aumenta ainda mais, e o ciclo torna-se um forte processo de realimentação positiva. V1 entra no estado de condução saturada, e a corrente do pólo C de v1 aumenta para β vezes do pólo B, atingindo o valor máximo, tornando V1 A taxa de crescimento do pólo C diminui, fazendo com que a corrente induzida por Np diminua, e as correntes da base e do pólo C de V1 diminuem. Depois disso, a taxa de conversão de corrente e tensão do pólo C de V1 torna-se uma potência complexa, fazendo com que a polaridade da tensão induzida em Np seja oposta à original. Depois de reduzir a tensão através do acoplamento, V1 entra no estado de corte de polarização inversa, ou seja, um ciclo completo de oscilação de ligado para desligado é concluído, e o ciclo é repetido para formar um processo de trabalho de multivibrador auto-excitado de tubo único.
19: Porque é que existe um circuito de amortecimento?
Resposta: Quando o circuito de potência é ligado, obtém-se um sinal instantâneo de impulso de oscilação de onda retangular no coletor do interrutor de potência. Este sinal tem um valor de pico positivo e um valor de pico negativo. Por vezes, a tensão de pico desta oscilação positiva e negativa pode ser cerca de 2-3 vezes superior à tensão de entrada diretamente aplicada ao coletor do interrutor de alimentação. Uma tensão de pico de ultrapassagem tão elevada é particularmente suscetível de danificar o interrutor de potência devido a uma avaria secundária, pelo que são introduzidos dois circuitos de amortecimento e atenuação. Um deles destina-se a eliminar a tensão de pico de ultrapassagem causada pela fuga magnética do transformador do interrutor de potência e o outro destina-se a eliminar a tensão de pico de ultrapassagem causada pela tensão e pela tensão de corrente do interrutor de potência.
20:O que é um circuito retificador de alta frequência?
Resposta: Em condições normais de retificação, todos os díodos rectificadores no circuito secundário dos transformadores de comutação de potência de alta frequência utilizam díodos de comutação com caraterísticas de recuperação rápida. Especialmente para os que requerem uma corrente de saída maior, é necessário utilizar díodos Schottky. Esta aplicação tem requisitos especiais. Um circuito retificador que funciona a alta frequência, ou seja, um circuito retificador de alta frequência
21: Três estados de funcionamento de um circuito de conversão DC flyback auto-excitado de uma extremidade:
Resposta: A corrente do enrolamento secundário está num estado crítico; a corrente do enrolamento secundário está num estado descontínuo; a corrente do enrolamento secundário está num estado contínuo.
22: Qual é a diferença entre um circuito de conversão de corrente contínua com excitação direta e um circuito de conversão de corrente contínua com excitação própria?
Resposta: ①O antigo transformador de comutação de energia e Não tem nada a ver com o oscilador PWM, e o transformador de comutação de energia deste último deve participar do trabalho de oscilação como um componente importante no circuito de oscilação PWM. ② O interrutor de energia V do primeiro possui um oscilador PWM independente, driver, controlador, etc., e é servido por um circuito integrado, enquanto o último não possui um oscilador PWM independente, driver, controlador, etc. circuito. ③O primeiro interrutor de energia V não tem nada a ver com o oscilador PWM, enquanto o último interrutor de energia V, como o transformador de comutação, deve participar do trabalho de oscilação como um componente importante no circuito de oscilação PWM. ④O primeiro não tem requisitos estritos no circuito de oscilação, enquanto o último tem requisitos muito estritos no circuito de oscilação.
23: Três estados de funcionamento de um circuito de conversão DC flyback auto-excitado de uma extremidade:
Resposta: A corrente do enrolamento secundário está num estado crítico; a corrente do enrolamento secundário está num estado descontínuo; a corrente do enrolamento secundário está num estado contínuo.
24 Qual é a diferença entre um circuito de conversão CC para a frente com excitação direta e um circuito de conversão CC para a frente com excitação própria?
Resposta: ① O primeiro transformador de comutação de energia não tem nada a ver com o oscilador PWM, enquanto o último transformador de comutação de energia deve participar do trabalho de oscilação como um componente importante no circuito de oscilação PWM. ② O interrutor de energia V do primeiro tem um oscilador PWM independente, driver, controlador, etc., e é servido por um circuito integrado, enquanto o último não tem um oscilador PWM independente, driver, controlador, etc. circuito. ③O primeiro interrutor de energia V não tem nada a ver com o oscilador PWM, enquanto o último interrutor de energia V, como o transformador de comutação, deve participar do trabalho de oscilação como um componente importante no circuito de oscilação PWM. ④O primeiro não tem requisitos estritos no circuito de oscilação, enquanto o último tem requisitos muito estritos no circuito de oscilação.
25: Quais são as classificações dos circuitos de corrente contínua em ponte? Caraterísticas?
Resposta: Divide-se em circuito DC de meia ponte e circuito DC de ponte completa.
1. Elevada potência de saída;
2. Taxa de utilização do núcleo do transformador de comutação de potência;
3. O transformador de comutação de potência não tem uma derivação central, e o processamento atual é relativamente simples.
4. A tensão suportável do interrutor de potência utilizado no circuito é o dobro da tensão suportável do interrutor de potência do circuito de conversão CC "push-pull". Por conseguinte, quando o interrutor de potência é selecionado, o valor da tensão nominal do coletor é a potência do circuito do conversor de corrente contínua push-pull. 1\2 do interrutor; de modo que, sob as mesmas condições de custo e entrada, a potência de saída do conversor CC de meia ponte é o dobro da do conversor CC push-pull e quatro vezes a do conversor CC de ponte completa;
5. No circuito do conversor CC de meia ponte, a amplitude da tensão aplicada ao enrolamento primário do transformador de comutação de potência é apenas metade da tensão de entrada. Em comparação com o circuito conversor CC push-pull, quando a mesma potência é produzida, o interrutor de alimentação e a potência O dobro da corrente deve fluir através do enrolamento primário do transformador de comutação. Por conseguinte, o circuito conversor CC em ponte adopta o método de redução e expansão da corrente para obter a mesma potência de saída.
