فن‌آوری‌های اصلی طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ با ظرفیت بالا-و نقش مهم پرچ‌های تماس دو فلزی الکتریکی

با ارتقای مداوم تجهیزات ارتباطی و صنعت برق، بازار تقاضاهای بیشتری برای رتبه‌بندی توان، پایداری عملیاتی، و قابلیت‌های گسترش موازی منابع تغذیه سوئیچینگ DC با ظرفیت بالا- دارد. راه‌حل‌های موازی سنتی برای ماژول‌های کوچک-قدرت معمولاً از دقت اشتراک‌گذاری جریان ضعیف، تداخل هارمونیک بالا و پایداری ناکافی سیستم رنج می‌برند، که آن‌ها را برای سناریوهای- صنعتی با قدرت بالا نامناسب می‌کند. بنابراین، بهینه‌سازی توپولوژی منبع تغذیه و غلبه بر چالش‌ها در تصحیح توان، کنترل پایدار، و اشتراک جریان موازی به اولویت‌های اصلی در طراحی منابع تغذیه سوئیچینگ با ظرفیت بالا تبدیل شده‌اند. اجزای سوئیچینگ سیگنال در مدار کنترل منبع تغذیه اغلب از پرچ های تماسی مرکب برای رله استفاده می کنند، که با پایداری سوئیچینگ عالی خود، از انتقال سیگنال کنترلی دقیق و بدون خطا{7} اطمینان حاصل می کنند.

منبع تغذیه سوئیچینگ{0}} استاندارد شده با ظرفیت بالا عمدتاً از دو ماژول تشکیل شده است: مدار برق اصلی و مدار کنترل هوشمند. مدل‌های پیشرفته به یک میکروکنترلر PIC برای ساختن یک سیستم کنترل عددی مجهز شده‌اند که امکان نظارت بر پارامترهای زمان واقعی، هشدار خطا و کنترل از راه دور را فراهم می‌کند. مدار اصلی اغلب از توپولوژی اینورتر H{5}}پل استفاده می کند. برای ساده‌سازی فرآیندهای تولید و کاهش هزینه‌های تجهیزات، طراحی صنعتی اغلب از فن‌آوری سوئیچینگ سخت-بالغ استفاده می‌کند، که با تطبیق دقیق فرکانس سوئیچینگ و مدل‌های دستگاه قدرت، تلفات سوئیچینگ و راندمان عملیاتی را به طور مؤثر متعادل می‌کند. کنتاکت‌های کارکرده با فرکانس بالا در داخل تجهیزات ترجیحاً از کنتاکت برقی نقره‌ای کادمیوم استفاده می‌کنند که در برابر قوس{10}مقاوم، مقاوم در برابر خستگی{11}}و مناسب برای شروع کار با فرکانس بالا-است.

ضریب توان پایین و تداخل هارمونیک شدید، عیب‌های رایج در منابع تغذیه با ظرفیت بالا سنتی هستند و فناوری تصحیح ضریب توان PFC سه سوئیچ سه-تک فاز-راه اصلی برای حل این مشکل است. منابع تغذیه با ظرفیت بالا{4}}صنعتی عمدتاً با خطوط ورودی AC سه فاز 380 ولت سازگار هستند. با افزودن مدارهای PFC به سمت ورودی هر ماژول، حتی با نوسانات ولتاژ ورودی ± 20٪، ولتاژ باس DC همچنان می تواند به طور پایدار در 670VDC حفظ شود. این نه تنها به طور قابل توجهی ضریب توان کلی را بهبود می بخشد و هارمونیک ها را سرکوب می کند، بلکه اندازه ترانسفورماتور اینورتر پایین دست را نیز کاهش می دهد. تراشه کنترل اصلی این مدار اصلاحی UC1854 است که با یک ساختار سلف-جفت شده است که منجر به ساختار ساده و اثر تصحیح عالی می شود. دارای کنتاکت برقی نقره کادمیوم اکسید Agcdo است که در برابر حرارت{15}مقاوم، تلفات کم{16}}و مناسب برای شرایط تصحیح ولتاژ بالا{17}}است.

بی‌ثباتی سیستم و راه‌اندازی بازخورد جریان کاذب، نکات مهمی در طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ سخت است. اکثر کنترل‌کننده‌های فعلی-نوع PWM مستعد خاموش شدن نادرست-دستگاه‌های سوئیچینگ به دلیل اشکالات لبه{4} در شکل موج فعلی هستند که منجر به نوسانات خروجی منبع تغذیه و عملکرد غیرعادی می‌شود. راه حل اصلی بهینه سازی صنعت از فناوری جبران رمپ استفاده می کند که با اتصال خازن ها به صورت موازی در ترانسفورماتور جریان و افزودن ساختار فیلتر RC در پورت کنترل، اشکالات شکل موج را به طور کامل از بین می برد. به طور همزمان، یک استراتژی کنترل حلقه بسته دوگانه با حلقه های داخلی و خارجی برای تنظیم دقیق ولتاژ و جریان خروجی اتخاذ می شود که عملکرد دینامیکی و استاتیک منبع تغذیه را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد. اجزای اصلی ماژول کنترل از کنتاکت‌های Agcdo Bimetal Silver Rivet استفاده می‌کنند، که بسیار پاسخ‌گو هستند و با الزامات کنترل حلقه بسته با دقت بالا-با دقت بالا سازگار هستند.

فناوری اشتراک‌گذاری جریان موازی چند{0}}ماژول، پشتیبانی اصلی برای افزایش ظرفیت منابع تغذیه است. اشتراک گذاری ناهموار جریان می تواند منجر به عدم تعادل بار ماژول، گرمای بیش از حد موضعی و کاهش شدید طول عمر تجهیزات شود. صنعت اصلی فعلی-راه حل استاندارد اشتراک گذاری جریان مستقل به تراشه اشتراک گذاری جریان اختصاصی UC3902 متکی است. با استفاده از بازخورد ولتاژ باس و ویژگی های هدایت یک طرفه دیودها، به طور خودکار ماژول اصلی را با بیشترین بار شناسایی می کند، در حالی که ماژول های برده باقی مانده جریان مرجع را در زمان واقعی ردیابی می کنند و به صورت دینامیکی چرخه وظیفه PWM را تنظیم می کنند تا در نهایت تعادل جریان را در تمام ماژول های موازی به دست آورند. طراحی نیاز به پیکربندی یک مقاومت{7}}ساختار بافر خازن روی پین های تراشه دارد تا از نوسانات سیستم ناشی از ریتم های تنظیم متناقض جلوگیری شود. کنتاکت های سوئیچینگ موازی از کنتاکت های پرچ کامپوزیت مس نقره ای استفاده می کنند که هدایت یکنواخت را تضمین می کند و به طور موثر خطاهای اشتراک گذاری جریان را کاهش می دهد.

انتخاب صحیح اجزا و بهینه‌سازی فرآیند برای اطمینان از عملکرد پایدار منبع تغذیه در درازمدت ضروری است. تحت شرایط سوئیچینگ فرکانس بالا و تنظیم دینامیکی، کنتاکت های داخلی منبع تغذیه مستعد مشکلاتی مانند فرسایش، اکسیداسیون و افزایش مقاومت تماس هستند که مستقیماً بر دقت اشتراک جریان و پایداری خروجی تأثیر می گذارد. انتخاب اجزای تماس مناسب برای شرایط عملیاتی{4}}با قدرت بالا بسیار مهم است. پرچ‌های تماسی دوفلزی اکسید کادمیوم نقره مزایایی مانند مقاومت قوس الکتریکی، مقاومت در برابر اکسیداسیون و مقاومت در برابر سایش را ارائه می‌دهند و کاملاً با ویژگی‌های تنظیم دینامیکی فرکانس بالا-منابع تغذیه با ظرفیت بالا سازگار می‌شوند.

برای تأیید امکان‌سنجی و پایداری کل طرح طراحی، صنعت آزمایش‌های عملکرد تخصصی را بر روی چندین نمونه اولیه{0}} منبع تغذیه با قدرت بالا انجام داد. نتایج آزمایش نشان می‌دهد که منبع تغذیه بهینه‌شده به دقت تنظیم ولتاژ 0.1٪، دقت تنظیم جریان 0.08٪، پاسخ دینامیکی پرش بار تنها 150μs، حداکثر بازده کلی 91٪، و ناهمواری فعلی ماژول‌های موازی متعدد به شدت در 3±٪ کنترل می‌شود. همه شاخص‌ها استانداردهای صنعتی-بالا را برآورده می‌کنند. این عملکرد عالی به پشتیبانی پایدار از تماس های دقیق متکی است. Contact Electrical Bi{11}}Contact Rivets می توانند با نوسانات فعلی سازگار شوند و از پایداری سوئیچینگ تحت همه شرایط کاری اطمینان حاصل کنند.