Hakkuriteholähteen pwm-ohjauksen perusperiaate
Hakkuriteholähteen pwm-ohjauksen perusperiaate
Sähkön kysynnän kasvaessa virranhallintateknologiasta tulee yhä tärkeämpää. Tehokkaana ja erittäin luotettavana virtalähteenä hakkuriteholähde on löytänyt laajan valikoiman sovelluksia. Hakkuriteholähteessä pwm-ohjaustekniikka on yleinen tapa ohjata virtalähteen lähtöä. Tavoitteena hakkuriteholähteen pwm-ohjauksen perusperiaate, tässä artikkelissa selitetään yksityiskohtaisesti seuraavat kolme näkökohtaa: hakkuriteholähteen perustoimintaperiaatteen esittely, pwm-ohjausperiaate ja pwm-ohjauksen soveltaminen kytkentävirtalähteessä.
Ensin esitellään kytkentävirtalähteen toimintaperiaate
Hakkuriteholähde on jännitetyyppinen teholähde, joka voi muuntaa tulojännitteen lähtöjännitteeksi. Sen peruskomponentteja ovat tulosuodatinpiiri, tasasuuntauspiiri, suodatinpiiri, tehostinpiiri, tehostusinvertteripiiri ja ohjauspiiri. Sen perusperiaate on toteuttaa lähtöjännitteen stabiilius kytkinputkien ajoittaisella kytkennällä. Hakkurivirtalähteellä on seuraavat edut: korkea lähtöjännitteen vakaus, korkea hyötysuhde, kevyt paino ja niin edelleen.
Koko hakkuriteholähde voidaan jakaa kahteen osaan: DC/DC-muuntimeen ja ohjaimeen. DC/DC-muunnin sisältää tasasuuntauspiirin, suodatinpiirin, tehostuspiirin ja tehostusinvertteripiirin. Koko prosessi on muuntaa tulojännite vakaaksi lähtöjännitteeksi. Samanaikaisesti kytkentävirtalähteen on ohjattava kytkentäputkea ohjaimen kautta, jotta lähtöjännite pysyy vakaana. Säätimen tehtävänä on säätää lähtöjännite pysymään vakaana toiminta-alueella ohjaamalla kytkinputkea tulojännitteen muutoksen mukaan.
Toiseksi pwm-ohjauksen periaate
Pulse Width Modulation (lyhenne PWM) tarkoittaa, että lähtöjännitettä säädetään muuttamalla käyttösuhdetta tietyllä kytkentätaajuudella. Sen ydin on vakaan tilan ohjaustekniikka. PWM-tekniikan toimintaperiaate on asettaa korkean tason aika T1:ksi ja matalan tason aika joutoaikaksi T2 tietyllä aikavälillä. Käyttösuhteen laskentakaava on D=T1/(T1+T2), missä d on käyttösuhde. Muuttamalla käyttösuhdetta d voidaan ohjata lähtöjännitettä.
Kolmanneksi pwm-ohjauksen käyttö kytkentävirtalähteessä
Hakkuriteholähteessä pwm-ohjausta käytetään laajalti. Tarkemmin sanottuna pwm-ohjausta voidaan soveltaa tulo-AC-jännitteen täysaaltotasasuuntauspiiriin ja lähtöjännitteen muuntamiseen. Hakkuriteholähteessä pwm-ohjaus voi toteuttaa seuraavat toiminnot:
1. Lähtöjännitteen ja -virran stabiilisuussäätö. Pwm-ohjaustekniikka voi ohjata lähtöjännitettä ja -virtaa säätämällä käyttösuhdetta ja toteuttaa tarkan sähköisen määrän säädön.
2. Alhainen melutaso. Hakkuriteholähdejärjestelmässä on välttämätöntä tuottaa virtaa ja jännitettä siltatilassa, ja pwm-tekniikka voi toteuttaa tämän ja vähentää meluhäiriöitä samanaikaisesti.
3. Palautteen hallinta. Hakkuriteholähdejärjestelmässä pwm-ohjaus voi toteuttaa tarkan lähtöjännitteen ja virran ohjauksen takaisinkytkentäohjauksen avulla. Samanaikaisesti pwm-ohjaus on yleensä yhdistettävä suodatustekniikkaan, jotta lähtöjännite saadaan vakaammaksi.
