Comparáid idir Tiontaire Athshondach Leathdroichead agus Tiontaire Aisiompair Leathdroichead
Le forbairt soláthairtí cumhachta lasctha, tá teicneolaíocht aistrithe bog forbartha agus curtha i bhfeidhm go forleathan, agus rinneadh staidéar ar go leor topologí ciorcaid ard-éifeachtúlachta, go príomha topologí aistrithe bog de chineál PFM agus topeolaíochtaí lascadh bog de chineál PWM.
Le blianta beaga anuas, le cur i bhfeidhm forleathan an fheiste leathsheoltóra tríú glúin GAN agus forbairt leanúnach soláthairtí cumhachta PD, thug sé seo deis eile d'fhorbairt tiontairí cumhachta. Maidir le tiontairí leath-droichead, má dhéantar iad a dhearadh i gceart, is féidir comhshó lascadh bog a bhaint amach, ionas go mbeidh éifeachtacht níos airde ag an soláthar cumhachta aistrithe agus go laghdaítear méid an tsoláthair chumhachta go mór.
1 Prionsabail oibre dhá thiontaire
1.1 Tiontaire aisiompaithe leathdroichead
Taispeánann Fíor 1 agus Fíor 2 faoi seach léaráid chiorcaid agus cruth tonn oibre an tiontaire aisiompair leath-droichead.
Áirítear i bhFíor 1 dhá MOSFET cumhachta rialaithe comhlántacha (S1 agus S2), áit a bhfuil timthriall dleachta S1 D agus is é timthriall dleachta S2 (1-D); toilleoir blocála DC Cr, a úsáidtear a voltas mar an soláthar cumhachta nuair a chuirtear S2 ar siúl; claochladán lárchnaipe Tr, arb é Np a phríomhchasadh agus is é Ns a chasadh tánaisteach; dé-óid choigeartaithe aschuir D1; toilleoir aschuir scagaire Cout; agus friotóirí agus toilleoirí buaic-ionsú fheadáin ceartaitheora aschuir R1 agus C1.
Mar is léir ón léaráid scéimeach, tá an chuid príomhúil den tiontaire flyback leath-droichead mar an gcéanna leis an tiontaire leath-droichead neamhshiméadrach traidisiúnta (AHB), agus tá an chuid tánaisteach mar an gcéanna leis an tiontaire flyback. Is é seo a leanas prionsabal oibre seasta an tiontaire leath-droichead flyback.
![]()
![]()
1) Nuair a bhíonn S1 casta air agus S2 casta as, tá taobh príomhúil an claochladáin faoi réir voltas ar aghaidh, agus ní oibríonn an taobh tánaisteach Ns; déantar an dé-óid D1 a ghearradh amach; stórálann an claochladán fuinneamh;
2) Nuair a bhíonn S2 casta air agus S1 casta as, cuirtear an voltas ar an toilleoir blocála DC Cr i bhfeidhm ar thaobh príomhúil an claochladáin, oibríonn an taobh tánaisteach Ns2, agus cuirtear an dé-óid D1 ar siúl.
I bhFíor 2, n1=Np/Ns, agus n1=n. Trí anailís a dhéanamh ar an gciorcad, is féidir an fhoirmle ríofa do thimthriall dleachta D an tiontaire aisiompair leath-droichead a fháil:
![]()
Tugtar an tiontaire athshondach LLC go coitianta ar an tiontaire athshondach leath-droichead. Taispeánann Fíoracha 3 agus 4 léaráid chiorcaid agus cruth tonn oibriúcháin an tiontaire athshondach leath-droichead faoi seach.
![]()
I bhFíor 3, tá dhá MOSFET cumhachta (S1 agus S2), agus tá timthriall dualgas 0.5 ag an dá cheann; toilleoir athshondach Cr, claochladán lárchnaipe Tr le casadh comhionann ar an taobh tánaisteach, ionduchtacht sceite Lk de Tr, agus Lm ionduchtais spreagúil. Is ionduchtóir athshondach é Lm freisin i dtréimhse áirithe ama. Dá bhrí sin, tá na heilimintí athshondach sa tiontaire athshondach leath-droichead comhdhéanta den chuid is mó de na trí ghné athshondach thuas, eadhon, an toilleoir athshondach Cr, an inductor Lk agus an ionduchtóir spreagúil Lm; dé-óid coigeartóirí lán-tonn leath-droichead D1 agus D2, agus an toilleoir aschuir Cout.
![]()
1) 〔t1, t2 〕Nuair a t = t1, tá S2 casta as, agus an sruth athshondach a urscaoileadh an toilleas seadánacha de S1 go dtí go bhfuil an voltas ar S1 náid, agus ansin an comhlacht dé-óid de S1 ar siúl. Sa chéim seo, déantar D1 a iompú, agus tá an voltas ar Lm clampáilte ag an voltas aschuir, mar sin ní ghlacann ach Lk agus Cr páirt san athshondas.
2) 〔 t2, t3 〕 Nuair a bhíonn t = t2, cuirtear S1 ar siúl faoi choinníollacha náid voltais, agus tá taobh príomhúil an claochladáin faoi réir voltais ar aghaidh; Leantar le D1 a chur ar siúl, agus tá S2 agus D2 múchta. Ag an am seo, glacann Cr agus Lk páirt san athshondas, agus ní ghlacann Lm páirt san athshondas.
3) 〔 t3, t4 〕 Nuair a bhíonn t = t3, tá S1 fós ar siúl, cé go bhfuil D1 agus D2 sa stát as, agus tá an taobh tánaisteach de Tr dícheangailte ón gciorcad. Ag an am seo, glacann Lm, Lk agus Cr páirt san athshondas le chéile. Sa chiorcad iarbhír, tá Lm i bhfad níos mó ná Lk, mar sin is féidir a mheas go bhfuil an sruth excitation agus an sruth athshondach fós gan athrú ag an gcéim seo.
4) 〔t4, t5〕Nuair a t = t4, déantar S1 a mhúchadh, agus scaoileann an sruth athshondach toilleas seadánacha S2 go dtí go bhfuil an voltas ar S2 náid, agus ansin cuirtear an comhlacht dé-óid S2 ar siúl. Sa chéim seo, déantar D2 a iompú, agus tá an voltas ar Lm clampáilte ag an voltas aschuir. Mar sin, níl ach Lk agus Cr rannpháirteach san athshondas.
5) 〔t5, t6〕Nuair a t=t5, cuirtear S2 ar siúl faoi choinníollacha náid voltais, agus tá taobh príomhúil Tr faoi réir voltas droim ar ais; Leanann D2 de bheith curtha ar siúl, agus S1 agus D1 múchta. Ag an am seo, níl ach Cr agus Lk rannpháirteach san athshondas, agus tá an voltas ar Lm clampáilte ag an voltas aschuir agus ní ghlacann sé páirt san athshondas.
6) 〔 t6, t7 〕 Nuair a bhíonn t = t6, tá S2 fós ar siúl, agus D1 agus D2 sa stát as, agus tá an taobh tánaisteach de Tr dícheangailte ón gciorcad. Ag an am seo, glacann Lm, Lk agus Cr páirt san athshondas le chéile. Sa chiorcad iarbhír, tá Lm i bhfad níos mó ná Lk. Mar sin, is féidir a mheas nach bhfuil aon athrú ar an sruth excitation agus ar an sruth athshondach ag an gcéim seo.
Tríd an anailís mhionsonraithe thuas, tá tuiscint áirithe againn ar phrionsabail agus ar shaintréithe oibre an dá chineál tiontairí bog-athrú seo. Déanfaidh an méid seo a leanas comparáid idir na difríochtaí eatarthu chun ár dtuiscint orthu a dhoimhniú tuilleadh.
2 Comparáid idir na difríochtaí idir an dá thiontairí
Cé go bhfuil an tiontaire flyback leath-droichead agus an tiontaire athshondach leath-droichead an dá tiontairí bog-athrú, tá difríochtaí riachtanacha idir an dá. Is cineál PWM an tiontaire leathdroichead athshondach, agus is é PFM an tiontaire athshondach leathdroichead. Dá bhrí sin, tá difríochtaí móra acu i modhanna rialaithe, strus voltais an fheadáin ceartaitheora tánaisteach, agus strus reatha an taobh bunscoile. Déanfar anailís mhionsonraithe ar na difríochtaí seo thíos.
2.1 Comparáid idir modhanna rialaithe
Coigeartaíonn an tiontaire flyback leath-droichead an voltas aschuir trí thimthriall dleachta an fheadáin lasc a choigeartú. Nuair a bhíonn an raon éagsúlachta voltais ionchuir sách mór, tá raon éagsúlachta timthriall dualgas an fheadáin lasc sách mór freisin. Go teoiriciúil, is féidir le timthriall dualgas an tiontaire flyback leath-droichead a bheith níos mó ná 0.5, rud a oiriúnú do raon voltais ionchuir níos leithne. Dá bhrí sin, tá tréithe am cothabhála cumhachta as an tiontaire flyback leath-droichead sách maith, agus is féidir iad a úsáid go forleathan in ócáidí le ceanglais réasúnta ard maidir le ham cothabhála as-chumhachta.
I gcomparáid leis an tiontaire flyback leath-droichead, déanann an tiontaire athshondach leath-droichead an voltas aschuir a choigeartú trí mhinicíocht an lasc a choigeartú, is é sin, tá a timthriall dualgas fós gan athrú faoi voltais ionchuir éagsúla. Go teoiriciúil, ní bheidh timthriall dleachta an tiontaire athshondach leath-droichead níos mó ná 0.5. Mar sin, i gcomparáid leis an tiontaire flyback leath-droichead, tá a raon voltais ionchuir sách cúng agus tá tréithe an ama cothabhála as-chumhachta sách bocht.
2.2 Comparáid idir strus voltas ceartaitheora tánaisteach
Trí anailís a dhéanamh ar phrionsabal oibre an tiontaire flyback leath-droichead, is féidir modh ríofa an strus voltais ar an dé-óid tánaisteach a fháil mar a thaispeántar san fhoirmle seo a leanas:
![]()
Ar an mbealach seo, nuair a athraíonn an voltas ionchuir, is féidir athrú ar an voltas dé-óid tánaisteach a thuiscint.
Taispeánann Figiúr 5 an t-athrú ar an voltas ar an ceartaitheoir tánaisteach nuair is é 48V an voltas aschuir. Nuair a bhíonn an voltas ionchuir sách ard, tá an voltas ar D1 sách ard. Dá bhrí sin, caithfidh D1 dé-óid a úsáid le rátáil voltais sheasamh sách ard, rud a mhéadóidh an caillteanas ciorcad agus an costas ábhartha.
![]()
Faoi na coinníollacha céanna, tá an strus voltais ar an dé-óid tánaisteach sa tiontaire athshondach leath-droichead i bhfad níos lú ná mar atá sa tiontaire leath-droichead flyback, toisc go bhfuil an strus voltas ar an dé-óid tánaisteach sa tiontaire athshondach leath-droichead dhá uair an voltas aschuir. Mar sin, is féidir dé-óid le voltas withstand réasúnta íseal a roghnú sa tiontaire athshondach leath-droichead, rud a fheabhsóidh éifeachtacht an chiorcaid agus an costas ábhartha a laghdú.
2.3 Comparáid idir casadh ar an dé-óid thánaisteach
Ón anailís ar an tiontaire flyback leath-droichead, is féidir a fheiceáil go bhfuil a dé-óid tánaisteach crua ar aghaidh, agus go bhfuil an caillteanas sách mór; agus ón anailís ar an tiontaire athshondach leath-droichead, is féidir a fheiceáil go bhfuil a dé-óid tánaisteach lasc náid-reatha, agus tá an caillteanas sách beag, is féidir feabhas a chur ar éifeachtacht an tiontaire. Dá bhrí sin, go teoiriciúil, tá éifeachtacht iomlán an tiontaire flyback leath-droichead beagán níos measa ná an tiontaire athshondach leath-droichead (ach fós i bhfad níos fearr ná tiontairí eile).
2.4 Gnéithe eile
Gcéad dul síos, sa tiontaire flyback leath-droichead, tá timthriallta dualgas na lasca uachtair agus íochtair comhlántach, agus mar sin tá an claochladán sa tiontaire flyback leath-droichead feiniméan claonta DC; agus sa tiontaire athshondach leath-droichead, tá timthriallta dualgas na lasca uachtaracha agus íochtaracha comhionann, agus mar sin níl feiniméan claonta DC ag an gclaochladán sa tiontaire athshondach leath-droichead.
Ar an dara dul síos, déanann an tiontaire athshondach leath-droichead an voltas aschuir a choigeartú trí mhinicíocht oibriúcháin an fheadáin lasc a choigeartú, agus mar sin don tiontaire athshondach leath-droichead, tá sé níos casta rialú ceartúcháin sioncrónach a bhaint amach; agus déanann an tiontaire flyback leath-droichead an voltas aschuir a choigeartú trí thimthriall dualgas an fheadáin lasc a choigeartú, mar sin don tiontaire flyback leath-droichead, tá sé sách simplí rialú ceartúcháin sioncrónach a bhaint amach.
2.5 Strus reatha
Tríd an anailís ar an tiontaire athshondach leath-droichead, is féidir a fheiceáil go bhfuil a strus reatha sách ard agus go bhfuil an ripple reatha aschuir sách mór; agus sa tiontaire flyback leath-droichead, tá an strus reatha sách íseal agus tá an ripple reatha aschuir sách beag.
2.6 Raon voltas aschuir
Tríd an anailís ar phrionsabal rialaithe an tiontaire flyback leath-droichead, is féidir a fheiceáil go bhfuil raon voltais aschuir an tiontaire flyback leath-droichead níos leithne, cé go bhfuil raon voltas aschuir an tiontaire athshondach leath-droichead an-chúng. Mar sin, i réimse an tsoláthair chumhachta PD le voltais aschuir iolracha, tá an tiontaire flyback leath-droichead níos oiriúnaí, agus is féidir tiontaire DC / DC a fhágáil ar lár.
3 Conclúid
Tríd an anailís agus an taighde ar an tiontaire flyback leath-droichead agus an tiontaire athshondach leath-droichead, agus comparáid a dhéanamh idir a modhanna rialaithe, strus voltas ceartaitheora tánaisteach agus oscailt tánaisteach, is féidir a fhios go bhfuil an tiontaire athshondach leath-droichead níos oiriúnaí d'éileamh forbartha an tsoláthair chumhachta le haghaidh ardéifeachtúlachta; cé go bhfuil an tiontaire flyback leath-droichead níos oiriúnaí do réimse an tsoláthair cumhachta PD.
