סיווג של ספקי כוח מיתוג, הסבר מפורט של ספקי כוח AD/DC ו-DC/DC
סיווג של ספקי כוח מיתוג
התחום של אנשים בטכנולוגיית אספקת מתח מתגים הוא פיתוח מכשירים אלקטרוניים הקשורים לכוח תוך פיתוח טכנולוגיית המרת תדר מתגים. הקידום ההדדי של השניים מקדם את הפיתוח של ספקי כוח מתג לכיוון קל, קטן, דק, רעש נמוך, אמינות גבוהה ואנטי-הפרעות עם קצב צמיחה של למעלה משתי ספרות בכל שנה. ניתן לחלק את מיתוג ספקי הכוח לשתי קטגוריות: AC/DC ו-DC/DC. ממירי DC/DC השיגו כעת מודולריזציה, וטכנולוגיית התכנון ותהליך הייצור היו בשלים וסטנדרטיים הן מקומיות והן בינלאומיות, וזכו להכרה על ידי המשתמשים. עם זאת, המודולריזציה של AC/DC, בשל המאפיינים שלה, נתקלת בבעיות טכניות וייצור מורכבות יותר בתהליך המודולריזציה. המבנה והמאפיינים של שני סוגים של ספקי כוח מיתוג מוסברים להלן.
המרת DC/DC
המרת DC/DC היא תהליך של המרת מתח DC קבוע למתח DC משתנה, הידוע גם בשם חיתוך DC. ישנן שתי דרכים בהן פועלים הצ'ופרים: האחת היא לשמור על מצב אפנון רוחב הדופק Ts ללא שינוי ולשנות את T (אוניברסלי), והשנייה היא לשמור על מצב אפנון התדר T ללא שינוי ולשנות את T (נוטה להפרעות). המעגלים הספציפיים מחולקים לקטגוריות הבאות:
(1) מעגל Buck - buck chopper עם מתח מוצא ממוצע Uo פחות ממתח הכניסה Ui ובאותה קוטביות.
(2) מעגל Boost - BOOST chopper, עם מתח מוצא ממוצע Uo גדול ממתח הכניסה Ui ובאותה קוטביות.
(3) מעגל Buck Boost - buck או בוסט chopper עם מתח מוצא ממוצע Uo גדול או קטן ממתח הכניסה Ui, קוטביות הפוכה והעברת שידור אינדוקטיבית.
(4) מעגל Cuk - buck או בוסט chopper עם מתח מוצא ממוצע Uo גדול או קטן ממתח הכניסה UI, קוטביות הפוכה והעברת קבלים.
טכנולוגיית המיתוג הרכה של היום עשתה קפיצת מדרגה איכותית ב-DC/DC. חברת VICOR בארצות הברית תכננה וייצרה ממירי DC/DC מסוג ECI מיתוג רך עם הספק גבוה של 300W, 600W, 800W וכו', צפיפות הספק תואמות של (6, 2, 10, 17) W/cm3, וכן יעילות של (80-90) אחוז . לסדרת RM של מודולי כוח מיתוג בתדר גבוה המשתמשים בטכנולוגיית מיתוג רך, שהושקה לאחרונה על ידי חברת NemicLambda היפנית, יש תדר מיתוג של (200-300) kHz וצפיפות הספק של 27 W/cm3. הוא משתמש במיישרים סינכרוניים (MOS-FET במקום דיודות Schottky), מה שמשפר את היעילות של המעגל כולו ל-90 אחוז.
המרת 2.2 AC/DC
המרת /DC היא תהליך המרת AC לDC, וזרימת החשמל יכולה להיות דו-כיוונית. זרימת הכוח ממקור החשמל לעומס נקראת "תיקון", וזרימת הכוח מהעומס חזרה למקור הכוח נקראת "מהפך אקטיבי". כניסת ממיר AC/DC היא מתח AC של 50/60Hz. בשל הצורך בתיקון וסינון, חיוניים קבלי סינון גדולים יחסית. יחד עם זאת, בשל מגבלות התקנים (כגון UL, CCEE וכו') והוראות EMC (כגון IEC, FCC, CSA), יש להוסיף סינון EMC ושימוש ברכיבים העומדים בתקנים צד קלט AC, המגביל את המזעור של נפח אספקת החשמל AC/DC. בנוסף, בשל התדר הגבוה הפנימי, המתח הגבוה פעולתם של מתגי זרם גבוה מגדילה את הקושי לפתור בעיות תאימות אלקטרומגנטית EMC, מה שמציב דרישות גבוהות לתכנון של מעגלי התקנה פנימיים בצפיפות גבוהה. בשל אותן סיבות, מתגי מתח גבוה וזרם גבוה מגבירים את צריכת החשמל ומגבילים את תהליך המודולריזציה של ממירי AC/DC. לכן, יש צורך לאמץ שיטות עיצוב אופטימיזציה של מערכת החשמל כדי להשיג מידה מסוימת של שביעות רצון מיעילות העבודה שלה.
ניתן לחלק המרת AC/DC למעגל חצי גל ומעגל גל מלא לפי שיטת החיווט של המעגל. על פי מספר שלבי ההספק, ניתן לחלק אותו לאחד פאזי, תלת פאזי ורב פאזי. על פי הרבע העבודה של המעגל, ניתן לחלק אותו לרביע אחד, שני רביעים, שלושה רביעים וארבעה רביעים.
