Сравнение топологий импульсного источника питания

Повсеместно распространенный линейный источник питания в течение многих лет неуклонно снижался с момента появления импульсных источников питания (SMPS). Очевидным преимуществом SMPS по сравнению с линейными поставками являются размер и эффективность, и, поскольку мировой энергетический кризис вырисовывается на международной, коммерческой и политической арене, мы видим, что тенденция к SMPS только ускоряется.

В качестве новой технологии большое количество компонентов SMPS сделало технологию более дорогой, чем линейную. Но с появлением эры электроники стоимость компонентов упала настолько низко, что высокое содержание сырья в меди и железе в линейном трансформаторе сделало технологию SMPS более рентабельной.

Несмотря на то, что при управлении электромагнитными помехами требуется более сложная и требующая особого внимания, преимущества импульсных источников питания значительно превосходят линейные источники питания во всех приложениях, кроме нескольких нишевых.

Импульсные источники питания состоят из нескольких различных этапов. Если вход является входом переменного тока, то входной каскад должен включать в себя как входной фильтр, так и выпрямитель для преобразования в вход постоянного тока. Преобразователи постоянного тока в постоянный не нуждаются в выпрямителе. Ступень инвертора поворачивается и немедленно преобразует вход постоянного тока обратно во вход переменного тока, включая и выключая входное напряжение постоянного тока на гораздо более высокой частоте, чем исходный вход переменного тока. Частота работы часто выбирается в диапазоне от 20 кГц до 150 кГц, который достаточно высок, чтобы находиться за пределами слышимого диапазона, и достаточно низок, чтобы держать его вне требований FCC для проводимых EMI.

После ступени инвертора выходной каскад выпрямляет и фильтрует выход. Если требуется изолированная конструкция, между выпрямителем и выходным каскадом устанавливается трансформатор. Этот трансформатор может быть намного меньше, легче и дешевле, чем линейный трансформатор питания, из-за более высокой частоты переключения.

После ступени инвертора выходной каскад выпрямляет и фильтрует выход. Если требуется изолированная конструкция, между выпрямителем и выходным каскадом устанавливается трансформатор. Этот трансформатор может быть намного меньше, легче и дешевле, чем линейный трансформатор питания, из-за более высокой частоты переключения.

При проектировании источника питания, как правило, критерии проектирования предпочитают импульсный источник питания по сравнению с линейным источником питания. Когда дело доходит до выбора топологии SMPS, решение часто может быть более сложным.

Выбор неправильной топологии может привести к разработке проекта, который не соответствует вашим целям затрат, целям эффективности или множеству других требований, которые могут у вас возникнуть. Ниже мы обсудим некоторые из наиболее распространенных топологий и их особенности.

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по sales@xfullstar.com