Với việc áp dụng hệ thống điện, bộ chuyển đổi tần số cao bộ nguồn đã đổi mới và phát triển hơn.Trên tiền đề hiểu được xu hướng phát triển của chuyển mạch tần số cao bộ nguồn , trước tiên chúng ta hãy làm quen với nguyên tắc chuyển đổi tần số cao bộ nguồn .
Bộ chuyển đổi tần số cao bộ nguồn bao gồm các bộ phận sau:
1. Mạch chính
Toàn bộ quá trình nhập từ lưới AC và xuất DC, bao gồm:
1).Bộ lọc đầu vào: chức năng của nó là lọc sự lộn xộn hiện có trong lưới và cũng ngăn không cho sự lộn xộn do máy tạo ra được đưa trở lại lưới công cộng.
2).Chỉnh lưu và lọc: Nguồn AC của lưới điện được chỉnh lưu trực tiếp thành nguồn DC mượt mà hơn cho quá trình chuyển đổi cấp độ tiếp theo.
3).Biến tần: Chuyển đổi dòng điện một chiều đã được chỉnh lưu thành dòng điện xoay chiều tần số cao, đây là phần cốt lõi của bộ nguồn chuyển mạch tần số cao . Tần số càng cao thì tỷ lệ giữa âm lượng, trọng lượng và công suất đầu ra càng nhỏ.
4).Chỉnh lưu và lọc đầu ra: Cung cấp nguồn DC ổn định và đáng tin cậy theo nhu cầu của tải.
2. Mạch điều khiển
Một mặt, lấy mẫu từ đầu ra, so sánh với tiêu chuẩn đã đặt, sau đó điều khiển biến tần thay đổi tần số hoặc độ rộng xung để đạt được đầu ra ổn định.Mạch điều khiển thực hiện các biện pháp bảo vệ khác nhau cho toàn bộ máy.
3. Mạch phát hiện
Ngoài việc cung cấp các thông số hoạt động khác nhau trong mạch bảo vệ, dữ liệu công cụ hiển thị khác nhau cũng được cung cấp.
Cung cấp năng lượng cho các yêu cầu khác nhau của tất cả các mạch đơn.
Phần thứ hai của nguyên tắc điều chỉnh điện áp điều khiển công tắc
Công tắc K được bật và tắt liên tục theo các khoảng thời gian và khi công tắc K được bật, nguồn điện đầu vào E được cung cấp cho tải RL thông qua công tắc K và mạch lọc.Trong toàn bộ thời gian bật, bộ nguồn E cung cấp năng lượng cho tải.Khi công tắc K tắt, đầu vào nguồn điện E sẽ ngắt nguồn cung cấp năng lượng.Có thể thấy rằng nguồn điện đầu vào cung cấp năng lượng cho tải không liên tục.Để giúp tải có được nguồn cung cấp năng lượng liên tục, bộ cấp nguồn được điều chỉnh chuyển mạch phải có một bộ thiết bị lưu trữ năng lượng.Một phần năng lượng được lưu trữ khi bật công tắc và giải phóng cho tải khi tắt công tắc.
Điện áp trung bình EAB giữa AB có thể được biểu thị bằng:
EAB=TON/T*E
Trong công thức, TON là thời gian bật công tắc mỗi lần và T là chu kỳ hoạt động của công tắc bật và tắt (nghĩa là tổng thời gian bật và tắt công tắc TON và thời gian tắtTOFF).
Từ công thức có thể thấy rằng giá trị trung bình của điện áp giữa AB cũng thay đổi bằng cách thay đổi tỷ lệ giữa thời gian bật công tắc và chu kỳ hoạt động.Do đó, với sự thay đổi của tải và điện áp đầu vào nguồn điện , tỷ lệ TON và T có thể được điều chỉnh tự động để giữ nguyên điện áp đầu ra V0.Thay đổi TON đúng giờ và tỷ lệ chu kỳ nhiệm vụ là thay đổi chu kỳ nhiệm vụ của xung.Phương pháp này được gọi là "kiểm soát tỷ lệ thời gian" (TimeRatioControl, viết tắt là TRC).
Theo nguyên tắc điều khiển TRC, có ba cách:
1).Điều chế độ rộng xung (Pulse Width Modulation, viết tắt là PWM)
Chu kỳ chuyển đổi không đổi và chu kỳ hoạt động được thay đổi bằng cách thay đổi độ rộng xung.
2).Điều biến tần số xung (Pulse Frequency Modulation, viết tắt là PFM)
Độ rộng xung bật không đổi và chu kỳ hoạt động được thay đổi bằng cách thay đổi tần số chuyển mạch.Thông tin từ: Mạng thiết bị truyền tải và phân phối
3).Điều chế hỗn hợp
Độ rộng xung và tần số chuyển đổi không cố định và có thể thay đổi lẫn nhau.Nó là sự kết hợp của hai phương pháp trên.
Mục III Sự phát triển và xu hướng chuyển mạch Bộ nguồn
Năm 1955, bộ chuyển đổi DC biến áp đơn bóng bán dẫn đẩy-kéo dao động tự kích do American Roger (GH. Roger) phát minh là bước khởi đầu cho việc hiện thực hóa các mạch điều khiển chuyển đổi tần số cao.Máy biến áp, vào năm 1964, các nhà khoa học Mỹ đã đề xuất ý tưởng hủy bỏ bộ chuyển đổi sê-ri bộ nguồn của máy biến tần công suất, điều này đã đạt được một cách cơ bản để giảm kích thước và trọng lượng của p cung cấp nợ. Vào năm 1969, nhờ cải thiện điện áp chịu đựng của bóng bán dẫn silicon công suất cao và rút ngắn thời gian phục hồi ngược của đi-ốt, bộ nguồn chuyển mạch 25 kHz cuối cùng đã được chế tạo.
Hiện nay, bộ nguồn chuyển mạch được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các thiết bị điện tử, chẳng hạn như các thiết bị đầu cuối và thiết bị liên lạc do máy tính điện tử thống trị do kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ và hiệu quả cao.chế độ năng lượng.Trong số các bộ nguồn chuyển đổi hiện có trên thị trường, bộ nguồn 100kHz làm bằng bóng bán dẫn lưỡng cực và bộ nguồn 500kHz làm bằng MOS-FET đã được đưa vào sử dụng thực tế nhưng tần số của chúng cần được cải thiện hơn nữa.Để tăng tần số chuyển mạch, cần phải giảm tổn thất chuyển mạch và để giảm tổn thất chuyển mạch, cần có các thành phần chuyển mạch tốc độ cao.Tuy nhiên, khi tốc độ chuyển mạch tăng lên, có thể tạo ra xung đột biến hoặc tiếng ồn do điện cảm phân tán và tụ điện trong mạch hoặc điện tích tích trữ trong điốt.Bằng cách này, nó không chỉ ảnh hưởng đến các thiết bị điện tử xung quanh mà còn làm giảm đáng kể độ tin cậy của chính bộ nguồn .Trong số đó, để ngăn chặn sự đột biến điện áp xảy ra khi mở và đóng công tắc, có thể sử dụng bộ đệm RC hoặc L-C và đối với sự đột biến dòng điện do điện tích tích trữ của diode gây ra, một bộ đệm từ tính làm bằng chất vô định hìnhlõi từ tính có thể được sử dụng.Tuy nhiên, đối với tần số cao trên 1 MHz, nên sử dụng mạch cộng hưởng để điện áp trên công tắc hoặc dòng điện qua công tắc là sóng hình sin, không chỉ có thể giảm tổn thất chuyển mạch mà còn kiểm soát sự xuất hiện của các xung điện.Phương pháp chuyển mạch này được gọi là chuyển mạch cộng hưởng.Hiện tại, nghiên cứu về loại chuyển mạch cung cấp năng lượng này đang rất tích cực, bởi vì về mặt lý thuyết, phương pháp này có thể giảm tổn thất chuyển mạch xuống 0 mà không làm tăng đáng kể tốc độ chuyển mạch và tiếng ồn làcũng nhỏ, dự kiến sẽ trở thành một trong những tần số cao của bộ nguồn chuyển mạch .Lối chính.Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đang tiến hành nghiên cứu thực tế các bộ chuyển đổi đa terahertz.
