Comparación simple de la fuente de alimentación lineal, la fuente de alimentación del tiristor, el circuito de la fuente de alimentación de conmutación

Con respecto a la estructura del circuito, ya sea una fuente de alimentación lineal, una fuente de alimentación de tiristores o una fuente de alimentación de conmutación depende de la ocasión específica y se adopta de manera razonable. Estos tres tipos de circuitos son ampliamente utilizados tanto en el país como en el extranjero, cada uno con sus propias características. La fuente de alimentación del tiristor, con su potente potencia de salida, hace imposible reemplazar las fuentes de alimentación lineales por fuentes de alimentación de conmutación. Las fuentes de alimentación lineales se utilizan ampliamente por su alta precisión y rendimiento superior. Las fuentes de alimentación de conmutación han reducido el tamaño y el peso de los transformadores de frecuencia de potencia y se han reducido en tamaño y peso. También se utilizan ampliamente en muchas aplicaciones donde el voltaje de salida y la corriente de salida son relativamente estables.
Primero, la estructura del circuito de la fuente de alimentación del tiristor es la siguiente:

En general, el tiristor es un dispositivo que controla el voltaje. Dado que el ángulo de conducción del tiristor puede controlarse por el circuito, Por lo tanto, a medida que cambia la tensión de salida Uo, también cambia el ángulo de conducción del tiristor. La tensión Ui aplicada al primario del transformador principal también cambia.

Es decir, ~ 220V de red solo se agrega al primario del transformador principal después del control del tiristor. Cuando la tensión de salida Uo es alta, el ángulo de conducción del tiristor es grande, y la mayoría de la tensión de la red es activada por el tiristor <; (como se muestra en la figura anterior), por lo que la tensión aplicada al primario del transformador, es decir, Ui Más alto, por supuesto, el voltaje de salida es más alto después de la rectificación y el filtrado. Cuando el voltaje de salida Uo es muy bajo, el ángulo de conducción del tiristor es muy pequeño y el tiristor interrumpe la mayor parte del voltaje de la red, como se muestra en la siguiente figura, solo se agrega un voltaje muy bajo. El primario del transformador, es decir, la Ui es muy bajo, lo que, por supuesto, después de la rectificación y el filtrado, el voltaje de salida es muy bajo.

II. El circuito principal de la fuente de alimentación lineal es el siguiente:

La fuente de alimentación lineal es en realidad un tríodo de alta potencia (en realidad, múltiple paralelo) en la salida de la fuente de alimentación del tiristor. El circuito de control solo necesita emitir una pequeña corriente al tríodo. La base puede controlar la corriente de salida del triodo, de modo que el sistema de alimentación se regule una vez más sobre la base de la fuente de alimentación del tiristor. Por lo tanto, el rendimiento de regulación de la fuente de alimentación regulada lineal es mejor que el de la fuente de alimentación de conmutación o la fuente de alimentación del tiristor. - 3 órdenes de magnitud. Sin embargo, el transistor de potencia (también conocido como tubo de regulación) generalmente ocupa 10 voltios. Cada salida de 1 amperio requiere consumir 10 vatios de potencia dentro de la fuente de alimentación. Por ejemplo, la fuente de alimentación de 500 V 5A tiene una pérdida de 50 vatios en el tubo de alimentación, lo que representa la salida total. La potencia es del 2%, por lo que la eficiencia de la fuente de alimentación lineal es ligeramente inferior a la de la fuente de alimentación del tiristor.
En tercer lugar, el circuito principal de la fuente de alimentación de conmutación es el siguiente:

Se puede ver en el circuito que la red eléctrica se convierte a 311 V de alto voltaje después de la rectificación y el filtrado, y después de que el tubo del interruptor de alimentación K1 ~ K4 funciona de manera ordenada, se convierte en un pulso. La señal se aplica al primario del transformador de alta frecuencia, y la altura del pulso es siempre 311V. Cuando K1 y K4 están encendidos, la corriente de alto voltaje 311V fluye al primario del transformador principal a través de K1, y fluye a través de K4 para formar un pulso positivo en el primario del transformador. Del mismo modo, cuando K2 y K3 están encendidos, la corriente de alto voltaje 311V fluye hacia atrás a través de K3. El primario del transformador principal, que fluye hacia afuera a través de K2, forma un impulso inverso en el primario del transformador. De esta manera, se forman una serie de impulsos hacia adelante y hacia atrás en el secundario del transformador, que se rectifica y filtra para formar un voltaje de CC. Cuando el voltaje de salida Uo es alto, el ancho de pulso es amplio. Cuando el voltaje de salida Uo es bajo, el ancho de pulso es estrecho, por lo que el tubo de interruptor es en realidad un dispositivo para controlar el ancho de pulso.
La diferencia entre la fuente de alimentación de conmutación y la fuente de alimentación lineal Primero, el principio de la fuente de alimentación lineal: la fuente de alimentación lineal incluye principalmente el transformador de frecuencia de potencia, el filtro del rectificador de salida, el circuito de control, el circuito de protección, etc. La fuente de alimentación lineal primero convierte la corriente alterna a través del transformador y luego rectifica y filtra a través del circuito del rectificador para obtener un voltaje de CC inestable. Para lograr un voltaje de CC de alta precisión, el voltaje de salida debe ajustarse mediante la retroalimentación de voltaje. Esta tecnología de suministro de energía es muy madura y puede alcanzar mucho. Alta estabilidad, baja ondulación, y sin interferencias y ruido de la fuente de alimentación de conmutación. Sin embargo, su inconveniente es que requiere un transformador grande y voluminoso. El capacitor de filtro requerido tiene un gran volumen y peso, y el circuito de retroalimentación de voltaje funciona en un estado lineal. Hay una cierta caída de voltaje en el tubo de regulación y se produce una gran corriente de operación. En este momento, el consumo de energía del tubo de ajuste es demasiado grande, la eficiencia de conversión es baja y también se instala un gran disipador de calor. Este tipo de fuente de alimentación no es adecuado para las necesidades de las computadoras y otros equipos, y se reemplazará gradualmente al cambiar las fuentes de alimentación. Segundo, el principio de la fuente de alimentación de conmutación: la fuente de alimentación de conmutación incluye principalmente el filtro de red de entrada, el filtro del rectificador de entrada, el inversor, el filtro del rectificador de salida, el circuito de control y el circuito de protección. Sus funciones son: 1. Filtro de red de entrada: elimine la interferencia de la red eléctrica, como el arranque del motor, el interruptor eléctrico, el rayo, etc., y también evite que el ruido de alta frecuencia generado por la fuente de alimentación de conmutación se propague a la red eléctrica. 2. Filtro rectificador de entrada: rectifique y filtre la tensión de entrada de la red para proporcionar tensión de CC al convertidor. 3. Inversor: es una parte clave de la fuente de alimentación de conmutación. Convierte el voltaje de CC en un voltaje de CA de alta frecuencia y actúa para aislar la salida de la red de entrada. 4. Filtro de rectificación de salida: rectifique y filtre la tensión de CA de alta frecuencia emitida por el convertidor para obtener la tensión de CC necesaria, y también evite la interferencia del ruido de alta frecuencia en la carga. 5. Circuito de control: detecte la tensión de salida de CC y compárela con la tensión de referencia para la amplificación. El ancho de pulso del oscilador se modula para controlar el convertidor para mantener estable la tensión de salida. 6. Circuito de protección: cuando la fuente de alimentación de conmutación tiene un cortocircuito de sobretensión o sobrecorriente, el circuito de protección detiene la fuente de alimentación de conmutación para proteger la carga y la fuente de alimentación. La fuente de alimentación de conmutación rectifica la corriente alterna en corriente continua, convierte la corriente continua en corriente alterna y rectifica la salida en la tensión de corriente continua requerida. Esta fuente de alimentación de conmutación elimina el transformador en la fuente de alimentación lineal y el circuito de realimentación de voltaje. El circuito del inversor en la fuente de alimentación de conmutación está completamente ajustado digitalmente, y también puede lograr una precisión de ajuste muy alta. Las principales ventajas de cambiar la fuente de alimentación: tamaño pequeño, peso ligero (20 a 30% del volumen y peso de la fuente de alimentación lineal), alta eficiencia (generalmente 60 a 70%, y la fuente de alimentación lineal es solo del 30 al 40%), fuerte anti-interferencia El rango de tensión de salida es amplio y modular. Las principales desventajas de la fuente de alimentación de conmutación: debido a la alta tensión de frecuencia generada en el circuito del inversor, existe cierta interferencia con el equipo circundante. Necesita un buen blindaje y conexión a tierra