스위칭 전원 구성 원리 + 회로도 분석(2부)

(A) 스위칭 전원 공급 장치의 구성 원리

1.1 입력회로

선형 필터 회로, 서지 전류 억제 회로, 정류기 회로.
기능: 입력 그리드 AC 전원 공급 장치를 요구 사항을 충족하는 스위칭 전원 공급 장치의 DC 입력 전원 공급 장치로 변환합니다.
1.1.1 선형 필터 회로
고조파 및 잡음 억제
1.1.2 서지 필터 회로
그리드에서 서지 전류를 억제
1.1.3 정류회로
AC를 DC로 변환
커패시터 입력 유형과 초크 코일 입력 유형의 두 가지 유형이 있습니다. 대부분의 스위칭 전원 공급 장치는 전자입니다.

1.2 변환 회로

스위칭 회로, 출력 절연(컨버터) 회로 등을 포함합니다.스위칭 전원 공급 장치변환하고 전원으로 전원 공급 장치 파형의 절단 변조 및 출력을 완료합니다.
이 수준의 스위칭 전원 튜브는 핵심 장치입니다.

1.2.1 스위칭 회로
운전 모드: 자려, 외부 흥분
변환 회로: 절연, 비절연, 공진
전원 장치: 가장 일반적으로 사용되는 것은 GTR, MOSFET, IGBT입니다.
변조 모드: PWM, PFM 및 하이브리드. PWM이 가장 일반적으로 사용됩니다.
1.2.2 변환기 출력
샤프트가 없는 것과 샤프트가 있는 것으로 나누어집니다. 반파 정류 및 배전류 정류에는 샤프트가 필요하지 않습니다. 전파에는 샤프트가 필요합니다.

1.3 제어 회로

출력 전압을 조정하려면 변조된 직사각형 펄스를 드라이브 회로에 제공하십시오.

기준 회로: 전압 기준을 제공합니다. 병렬 참조 LM358, AD589, 시리즈 참조 AD581, REF192 등과 같은

샘플링 회로: 출력 전압의 전부 또는 일부를 취합니다.

비교 증폭: 샘플링 신호와 기준 신호를 비교하여 전원 PM 회로를 제어하기 위한 오류 신호를 생성합니다.

V/F 변환: 오류 전압 신호를 주파수 신호로 변환합니다.

발진기: 고주파 발진파 생성

베이스 구동 회로: 변조된 발진 신호를 적절한 제어 신호로 변환하여 스위치 튜브의 베이스를 구동합니다.

1.4 출력 회로

수정 및 필터링
출력 전압을 맥동 DC로 정류하고 이를 낮은 리플 DC 전압으로 평활화합니다. 출력 정류 기술에는 이제 반파, 전파, 정전력, 전류 배가, 동기 및 기타 정류 방법이 있습니다.

(B) 다양한 토폴로지 전원 분석

2.1 벅 컨버터
벅 회로: 벅 초퍼, 입력 및 출력 극성이 동일합니다.
인덕터 충전 및 방전의 볼트-초 곱은 정상 상태에서 동일하므로 입력 전압 Ui, 출력 전압 Uo; 그러므로:
(Ui-Uo)ton=Uotoff
Uiton-Uoton=Uo*toff
Ui*톤=Uo(톤+toff)
Uo/Ui=ton/(ton+toff)=▲
즉, 입력 및 출력 전압 관계는 다음과 같습니다.
Uo/Ui=▲ (듀티 사이클)

벅 회로 토폴로지

스위치가 켜지면 입력 전력은 L 인덕터와 C 커패시터에 의해 필터링되어 부하 끝에 전류를 제공합니다. 스위치가 꺼지면 L 인덕터가 다이오드를 통해 계속 흐르므로 부하 전류가 연속적으로 유지됩니다. 출력 전압은 듀티 사이클로 인해 입력 전원 전압을 초과하지 않습니다.

2.2 부스트 컨버터
부스트 회로: 부스트 초퍼, 입력 및 출력 극성이 동일합니다.
동일한 방법을 사용하여 인덕터 L의 충전 및 방전 볼트-초 곱이 정상 상태에서 동일하다는 원리에 따라 전압 관계를 도출할 수 있습니다. Uo/Ui=1/(1-▲)

부스트 회로 토폴로지

스위치 튜브 Q1과 이 회로의 부하는 병렬로 연결됩니다. 스위치 튜브가 켜지면 전류가 인덕터 L1을 통과하여 파동을 평탄화하고 전원 공급 장치가 인덕터 L1을 충전합니다. 스위치 튜브가 꺼지면 인덕터 L이 부하와 전원 공급 장치로 방전되고 출력 전압은 입력 전압 Ui+UL이 되므로 부스트 효과가 있습니다.

2.3 플라이백 컨버터

Buck-Boost 회로: Boost/Buck Chopper, 입력 및 출력 극성이 반대이며 인덕터가 전송됩니다.
전압 관계: Uo/Ui=-▲/(1-▲)

벅-부스트 회로 토폴로지

S가 켜져 있으면 부하 전원 공급 장치는 인덕터만 충전합니다. S가 꺼지면 전원 공급 장치가 인덕터를 통해 부하로 방전되어 전력 전송이 이루어집니다.
따라서 여기서 L 인덕터는 에너지를 전달하는 장치이다.

(다) 적용 분야

스위칭 전원 공급 장치 회로는 고효율, 소형, 경량 및 안정적인 출력 전압이라는 장점을 갖고 있어 통신, 컴퓨터, 산업 자동화, 가전 제품 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 예를 들어, 컴퓨터 분야에서 스위칭 전원 공급 장치는 컴퓨터 전원 공급 장치의 주류가 되어 컴퓨터 장비의 안정적인 작동을 보장할 수 있습니다. 신에너지 분야에서도 스위칭 전원공급장치는 에너지를 안정적으로 변환할 수 있는 장치로서 중요한 역할을 하고 있다.

즉, 스위칭 전원 공급 장치 회로는 효율적이고 안정적인 전력 변환 회로입니다. 작동 원리는 주로 고주파 스위칭 변환 및 정류 필터링을 통해 입력 전기 에너지를 안정적이고 신뢰할 수 있는 DC 전원 출력으로 변환하는 것입니다.