كيفية تطوير مصدر الطاقة التبديلي

2022-02-23 09:26:35

من الصعب تعلم مصدر الطاقة التبديلي، وهناك العديد من الأشياء التي يجب مراعاتها. بشكل عام، تتأخر بعض دورات تصميم مصدر الطاقة عن تطوير دوائر الوحدات الأخرى. نظرًا لأن مصدر الطاقة التبديلي هو نظام إمداد الطاقة، فيجب علينا انتظار الدوائر الأخرى لتحديد جهد الإمداد قبل أن نتمكن من التصميم. دورة تصميم دائرة إمداد الطاقة قصيرة وصعبة، وهي تشكل تحديًا لمهندسي تطوير مصدر الطاقة.

 

قبل تعلم مصدر الطاقة التبديلية، تحتاج إلى معرفة المعرفة الأساسية للدوائر، مثل الدوائر التناظرية، والحقول الكهرومغناطيسية، والمحولات، والمحثات، والمكثفات، وما إلى ذلك. بعد فهم هذه الأساسيات، يمكنك اختيار الكتب المناسبة حول معرفة مصدر الطاقة التبديلية للاطلاع عليها. تتمثل الخطوة الأولى في فهم الدوائر الطوبولوجية الأساسية الثلاثة (BUCK/BOOST/BUCK-BOOST) ومبدأ الدوائر الأمامية والخلفية. ثم تعرف على المزيد حول الأجزاء الأخرى من دائرة مصدر الطاقة التبديلية، على الأقل انظر إلى مخطط مصدر الطاقة التبديلية لمعرفة دور كل دائرة. أخيرًا، يجب أن تعرف كيفية رسم PCB، تُستخدم لوحة مصدر الطاقة عمومًا في لوحة واحدة، ويكفي تعلم استخدام Altium Designer، ومن الأفضل تعلم استخدام برنامج محاكاة الطاقة وهو محاكاة saber.

 

 

أفضل طريقة لتعلم تصميم مصدر الطاقة التبديلي بشكل أفضل وأسرع هي الممارسة. من الأفضل الالتحاق بشركة متخصصة في تطوير مصادر الطاقة، ليس فقط للمشاركة في المشاريع، بل وأيضًا للتعلم من المحترفين.

 

وفيما يلي شرح موجز لمكونات دائرة التبديل.

 

من المحتمل أن يحتوي مصدر الطاقة التبديلي على المكونات التالية.

 

①دائرة عازلة RCD: تستخدم لسد تسرب المحول الناتج عن أنبوب تبديل الطاقة عندما يكون مستوى جهد التصريف مرتفعًا جدًا؛

 

② دائرة مرشح مقوم الإخراج: تصحيح خرج التيار المتردد => التيار المستمر؛

 

③دائرة ردود الفعل للاقتران البصري: يمكن للاقتران البصري تحقيق عزل كهرومغناطيسي عالي الجهد؛

 

④دائرة تغذية مرتدة التيار TL431: جزء من دائرة تغذية مرتدة تنظيم جهد الخرج؛

 

⑤دائرة تقطيع PWM: لضبط جهد الخرج عن طريق ضبط دورة العمل؛

 

⑥ وحدة مقوم الإدخال: 220 تيار متردد => 310 تيار مستمر؛

 

⑦ دائرة حماية الإدخال / حماية التوافق الكهرومغناطيسي: لمنع تلف الدائرة عندما تكون الدائرة غير طبيعية، واعتبارات التوافق الكهرومغناطيسي في البيئات القاسية؛

 

⑧المحول: تحويل الجهد، تحويل الطاقة.

 

 

1. المواصفات الفنية: يتعين على المصمم تحقيق الأداء الكهربائي، مثل الحجم والسعر وظروف التشغيل EMC

 

2. حساب الصندوق الأسود: وفقًا لاستخدام الوضع لحساب ذروة التيار والطاقة والعناصر الأخرى لعمل مصدر الطاقة

 

3. تصميم المحول: وفقًا للطاقة وتردد تشغيل IC لتصميم اللف الأساسي للمحول، وفقًا لجهد الخرج وعدد مجموعات الخرج لتصميم اللف الثانوي، ووفقًا للعناصر الفعلية لقياس مقياس السلك؛ (تركيز التصميم: محاثة تسرب ملف المحول لتحديد جودة الطاقة)

 

4. مرشح مقوم الإخراج: وفقًا لاختيار TOPO وجهد الإخراج، اختر مرشح مقوم الدائرة الأكثر اقتصادا. قم بتصفية المكثفات لتحديد ESR صغير، أو مكثفات متعددة بالتوازي لتقليل ESR، وتقليل تموج الإخراج؛

 

5.IC: وفقًا لاختيار طاقة الخرج IC، عند العمل عند 67 كيلو هرتز، يتم اختيار خرج 30 وات - 100 وات بشكل عام من سلسلة STA

 

6. دائرة التحكم/التشغيل: نظام التحكم/التشغيل المتكامل IC، لذلك ليست هناك حاجة لتصميم منفصل

 

7. ردود الفعل الناتجة: عندما يحتاج استقرار الإخراج إلى مراعاة استجابة التردد، فإن استخدام TL431 لإنشاء حلقة ردود فعل مزدوجة للتيار بدلاً من استخدام تصميم حلقة ردود الفعل ثلاثية الأنواع يكون أبسط وأسهل في التأسيس؛ (صعوبات التصميم: حلقة ردود الفعل لتحديد استقرار مصدر الطاقة)

 

8. دائرة البداية: دائرة IC VCC وتصميم الدائرة على كل وحدة نظام

 

9. دائرة الحماية: تصميم حماية من التيار الزائد والجهد الزائد وفقًا لتيار الذروة للنظام

 

10. التحليل الحراري والتصميم: وفقًا لتقدير TOPO لكفاءة تبديد الحرارة، لتقدير درجة حرارة عمل المكونات الرئيسية، لتحديد ما إذا كانت هناك حاجة إلى تركيب مبدد حراري وحجم المبدد الحراري؛ (يرتبط حجم المبدد الحراري بالتكلفة وحجم PCB، مثل حالة المبدد الحراري كبير الحجم، تحتاج إلى العودة إلى المرحلة السابقة لإعادة التصميم)

 

11. تخطيط PCB: انتبه إلى تخطيط الدائرة؛ (صعوبات التصميم: يحدد تخطيط PCB نظام EMI وعمر المكون)

①يتم تقسيم تخطيط SMPS بشكل عام إلى أربعة أوضاع رئيسية، الإدخال، مفتاح الطاقة، مقوم الإخراج، الإخراج، ويجب فصل الأربعة عن بعضهم البعض.

 

②يجب فصل الطاقة عن الإخراج.

 

12. الاختبار: اختبار جميع مؤشرات الأداء وتحسينها والبحث عن CI

 

13. اختبار EMI/RFI: يجب أن يفي اختبار EMI/RFI بمتطلبات البلد المصدر.