Anna esimerkki havainnollistamaan eroa hakkuriteholähteen ja normaalin teholähteen välillä
Hakkuriteholähdetekniikka kehittyy jatkuvasti tehoelektroniikkatekniikan kehityksen ja innovaatioiden mukana. Kompaktin kokonsa, keveytensä ja suuren hyötysuhteensa ansiosta hakkuriteholähteitä hyödynnetään tällä hetkellä käytännössä kaikissa elektronisissa laitteissa. Nykyisen sähköisen tietoteollisuuden nopean kehityksen vuoksi se on olennainen virtalähdetekniikka.
Nykyaikaista tehoelektroniikkatekniikkaa käytetään kytkemällä teholähteitä säätelemään päälle- ja poiskytkentäaikasuhdetta tasaisen lähtöjännitteen ylläpitämiseksi. Hakkuriteholähteen pääkomponentit ovat MOSFET ja PWM-ohjauspiiri. Hakkuriteholähde ja lineaarinen teholähde liittyvät toisiinsa. Kytkentäputkea käytetään ohjaamaan virran päälle- ja poiskytkentää korkeataajuisen pulssivirran luomiseksi sen jälkeen, kun sen tuloliitin on suoraan tasasuuntaanut vaihtovirran tasavirraksi toimiessaan suurtaajuisen värähtelypiirin vaikutuksen alaisena. Induktoria käytetään tuottamaan tasainen pienjännitetasavirta.
Tyypillisesti MOSFET ja pulssinleveysmodulaation ohjauspiiri muodostavat kytkentävirtalähteen. Hakkuriteholähteet ovat tulleet yhä yleisemmäksi tehoelektroniikkatekniikan kehityksen ja innovaatioiden myötä sen pienen koon, keveyden ja korkean hyötysuhteen vuoksi, mikä osoittaa niiden merkityksen.
Hakkuriteholähteet voidaan luokitella laajasti kolmeen ryhmään sen mukaan, miten kytkinlaitteet on kytketty piiriin: sarjakytkentäiset hakkuriteholähteet, rinnakkaiskytkentäiset teholähteet ja muuntajakytkentäiset teholähteet. Muuntajatyyppinen kytkentävirtalähde voidaan jakaa edelleen push-pull-, puolisilta-, täyssilta- ja muihin muunnelmiin. Se voidaan jakaa neljään luokkaan: eteenpäin tyyppi, flyback-tyyppi, yksiherätystyyppi ja kaksoisherätystyyppi riippuen muuntajan virityksestä ja lähtöjännitteen vaiheesta.
Joten mitä eroa on kytkentävirtalähteen ja tavallisen virtalähteen välillä?
Lineaarista teholähdettä tai teholähdettä, jossa säätöputki toimii lineaarisessa tilassa, tarkoitetaan tyypillisesti termillä "tavallinen teholähde". Sitä vastoin kytkentäputki toimii kahdessa tilassa päällä ja pois päältä hakkuriteholähteessä: päällä, jossa vastus on minimaalinen, ja pois päältä, kun vastus on huomattava. Suhteellisen uudella virtalähteellä, jota kutsutaan kytkentävirtalähteeksi, on korkea hyötysuhde, keveys, nosto- ja laskukyky sekä valtava lähtöteho. Mutta koska piiri toimii kytkentätilassa, kohina on melko merkittävää.
Esimerkkinä voidaan mainita, että hakkuriteholähteen piiri koostuu kytkimistä, vapaakäyntidiodeista, energiaa varastoivista keloista ja suodatinkondensaattoreista. Kun kytkin on kiinni, virtalähde lähettää sähköä kytkimen ja induktorin kautta kuormaan samalla kun se varastoi osan sähköstä kondensaattoriin ja induktoriin. Induktanssin itseinduktanssi saa virran muodostumaan hitaasti kytkimen aktivoinnin jälkeen, mikä estää lähtöä saavuttamasta nopeasti tehonsyöttöjännitearvoa. Virta virtaa piirissä edelleen vasemmalta oikealle myös kytkimen kytkemisen jälkeen. pois päältä ennalta määrätyn ajan induktorin itseinduktanssin vuoksi. Tämä virta kiertää kuorman läpi, tulee ulos maadoitusjohdosta, kulkee vapaakäyntidiodin anodille, virtaa diodin läpi ja kiertää sitten takaisin induktorin vasempaan päähän. Kytkimen sulkeutumis- ja avautumisajat ovat säädettävissä, mikä ohjaa lähtöjännitettä. Jännitteen säätelyn tavoite saavutetaan, jos päälle- ja poistumisaikaa hallitaan valvomalla lähtöjännitettä lähtöjännitteen pitämiseksi vakiona.
Sekä hakkuriteholähteessä että yhteisessä teholähteessä käytettävä jännitteensäätöputki käyttää takaisinkytkentäperiaatetta jännitteen stabilointiin. Hakkuriteholähde säätää kytkentäputken avulla, kun taas perinteinen teholähde säätyy tyypillisesti käyttämällä triodin lineaarista vahvistusaluetta. Sitä vastoin hakkuriteholähde käyttää vähemmän energiaa, sillä on laajempi vaihtovirtajännitteen sovellusalue ja se tuottaa tasavirtaa pienemmällä aaltoilulla. Kytkentäpulssihäiriö on haittapuoli.
Ylempi silta ja alempi siltakytkentäputket kytketään päälle yksi kerrallaan puolisiltahakkuriteholähteen perustoimintakonseptina. Ylemmän sillan kytkentäputki on paikka, johon virta tulee ensimmäisenä. Induktanssikäämiin kerääntyy sähköenergiaa sen varastointikykyä käyttäen ja ylemmän sillan kytkin suljetaan lopulta. Kun alemman sillan kytkentäputki aktivoituu, induktanssikela ja kondensaattori jatkavat sähkön tuottamista ulkomaailmaan. Se tunnetaan kytkentävirtalähteenä, koska kaksi kytkinputkea on kytkettävä päälle ja pois peräkkäin. Kun olet sammuttanut alasillan kytkinputken, avaa yläsilta, jotta sähkö pääsee virtaamaan läpi. Lineaarinen virtalähde on erilainen. Korkeampi vesiputki päästää jatkuvasti vettä, koska siinä ei ole kytkintä. Vesi valuu ulos, jos sitä on liikaa. Joissakin lineaarisissa virtalähteen säätöputkissa havaitsemme tämän usein. Kaikki rajaton sähköenergia muunnetaan lämpöenergiaksi. Tästä näkökulmasta lineaarisen teholähteen muunnoshyötysuhde on erittäin alhainen ja korkean lämmön ollessa korkea, komponenttien käyttöikä väistämättä lyhenee ja vaikuttaa lopulliseen käyttövaikutukseen.
Tärkein ero sen kytkentävirtalähteen ja tavallisen virtalähteen välillä on kuitenkin sen toiminta. Lineaarisen virtalähteen tehonsäätöputki toimii jatkuvasti vahvistusalueella ja on aina toiminnassa. Tarvitaan valtavia tehonsäätöputkia ja suuri patteri rakennetaan säätöputken merkittävän tehohäviön seurauksena, mikä johtaa merkittävään lämmöntuotantoon ja alhaiseen hyötysuhteeseen, usein 40-60 prosentin välillä. Lineaarisen teholähteen toimintaperiaate edellyttää jännitelaitteen käyttöä korkeajännitteestä pienjännitteeseen vaihtamiseksi. Se koostuu yleensä muuntajasta, mutta on olemassa vaihtoehtoja, kuten KX-virtalähde, joka tasaa signaalin ja tuottaa tasajännitteen. Tässä menetelmässä tilavuus on suuri, raskas, tehoton ja tuottaa paljon lämpöä, mutta siinä on myös etuja, kuten pieni aaltoilu, hyvä säätönopeus, vähän ulkoisia häiriöitä, ja se toimii analogisten piirien tai muiden vahvistimien kanssa. Hakkuriteholähteen teholaite toimii kytkentätilassa. Muuntajaa ja energian varastointia varten energia varastoidaan tilapäisesti induktanssikäämin läpi jännitettä säädettäessä, joten häviö on pieni, hyötysuhde on korkea ja lämmönpoistotarve on pienempi. Induktanssiin, joka on rakennettava, sovelletaan korkeampia standardeja. pienihäviöisistä, erittäin läpäisevistä materiaaleista. Sen muuntaja on sanan kokoinen. Kokonaistehokkuus vaihtelee 80 prosentista 98 prosenttiin. Vaikka kytkentävirtalähde on pieni ja sillä on korkea hyötysuhde, se on vähemmän tehokas kuin lineaariset virtalähteet aaltoilun, jännitteen ja virransäätönopeuden suhteen.
