ما هو الفرق بين أنواع مثبتات الطاقة من حيث التردد؟
منظم تغذية الطاقة (50 هرتز أو 60 هرتز)
مبدأ العمل والخصائص الهيكلية
منظم تردد التيار الكهربائي الرئيسي يُستخدم بشكل أساسي للتيار المتردد بتردد 50 هرتز (تردد الشبكة في معظم الدول مثل الصين) أو 60 هرتز (بعض الدول مثل الولايات المتحدة). هذا النوع من المنظمات عادة ما يكون مبنيًا على مبدأ الاستقراء الكهرومغناطيسي، وتشمل المنظمات الاستقرائية الشائعة ومنظمات المحولات الذاتية. يقوم المنظم الاستقرائي بتعديل الجهد الخرجي عن طريق تغيير نسبة اللف في المحول. يستخدم منظم المحول الذاتي التحويل بين نقاط اللف في المحول الذاتي لتحقيق تنظيم الجهد.
نظرًا لتصميمه لتكرار ثابت للطاقة، يتم تحسين تصميم ومقاييس النواة الداخلية واللفائف والمكونات الأخرى بناءً على الخصائص الكهرومغناطيسية عند هذا التردد. على سبيل المثال، يجب أن تأخذ اختيار المواد والنظام الهندسي للمحول الرئيسي في الاعتبار خسارة التأخر وخسارة الدوامة عند 50 هرتز أو 60 هرتز للتأكد من تحويل الطاقة بكفاءة وإخراج جهد مستقر.
قابلية التكيف مع التردد والتقييدات
منظم تردد التيار الكهربائي الرئيسي له متطلبات تردد صارمة ويمكنه العمل بشكل طبيعي فقط تحت ظروف قريبة من تردده المصمم لها (50 هرتز أو 60 هرتز). إذا كان هناك انحراف كبير في تردد مصدر التغذية، سيتم اضطراب العلاقة الكهرومغناطيسية داخل المنظم مما يؤثر على أداء تنظيم الجهد. على سبيل المثال، عندما ينحرف التردد المدخل إلى 40 هرتز أو 70 هرتز، قد لا يتمكن المنظم من ضبط الجهد بدقة وقد يتعرض للتلف أو التشوه الحراري.
منظم تغذية الطاقة عالي التردد (في نطاق الكيلوهرتز-الميجاهرتز)
مبدأ العمل والخصائص الهيكلية
منظم تغذية الطاقة عالي التردد يستخدم بشكل أساسي في الأجهزة مثل مصادر الطاقة العالية التردد، وتتراوح ترددات تشغيلها عادة بين آلاف الهيرتز إلى عدة ميجاهرتز. يستخدم معظم هذه المنظمات تقنية مصادر الطاقة بالتبديل لتحقيق تحويل الجهد وتنظيم الجهد عبر التبديل السريع للأنابيب ذات التردد العالي (مثل MOSFET وغيرها). على سبيل المثال، في منظم تغذية طاقة عالي التردد نموذجي، يمكن أن يكون التردد التبادلي 100 كيلوهرتز، ويقوم الأنابيب بتقليب سريع عند هذا التردد، حيث يتم تحويل الجهد المدخل DC إلى جهد نبض عالي التردد، ثم تحويله إلى جهد خرج DC مستقر عبر محول عالي التردد ومصفف ومرشح.
هيكل الدائرة لمنظم تغذية الطاقة عالي التردد أكثر تعقيدًا، بما في ذلك المحول عالي التردد، دائرة تشغيل الأنابيب، دائرة التحكم بالتغذية الراجعة وغيرها. يعمل المحول عالي التردد بترددات عالية، وبالتالي فإن حجمه أصغر بكثير من المحولات ذات التردد الرئيسي، لأن خصائص التشغيل للمغناطيس عند الترددات العالية تسمح باستخدام حجم أصغر للمغناطيس لتحقيق نفس كفاءة تحويل الطاقة.
قابلية التكيف مع التردد والتقييدات
منظم تغذية الطاقة عالي التردد لديه قابلية معينة للتكييف مع تغيرات التردد، ولكنه أيضًا له حدود معينة. في نطاق التردد العالي الذي تم تصميمه له، يمكنه تعديل التردد التبادلي، نسبة الدورة وغيرها من المعلمات للتكيف مع تغير الجهد المدخل، وبالتالي تحقيق تنظيم الجهد. ومع ذلك، إذا كان التردد خارج نطاق التصميم، على سبيل المثال، في منظم تم تصميمه بتردد 100 كيلوهرتز، وإذا ارتفع التردد فجأة إلى 1 ميجاهرتز، فقد يؤدي ذلك إلى زيادة حادة في خسائر التبديل للأنابيب، التداخل الكهرومغناطيسي، وعدم استقرار دارة التحكم، مما يؤثر على أداء تنظيم الجهد وعمل الجهاز بشكل طبيعي.
منظم تغذية الطاقة ذو النطاق الواسع
مبدأ العمل والخصائص الهيكلية
منظم تغذية الطاقة ذو النطاق الواسع يتم تصميمه لتحقيق تنظيم الجهد على مدى تردد واسع. عادة ما يستخدم تقنية مختلطة تجمع بعض خصائص منظم تردد التيار الكهربائي الرئيسي ومنظم التردد العالي. على سبيل المثال، قد يتم استخدام تقنية مصادر الطاقة المتغيرة التردد، ويتم إضافة بعض الدوائر المرشحة والمنسقة للفترات الترددية المختلفة على المدخل والمخرج. في الفرقة الترددية المنخفضة، قد يتم استخدام مبادئ مشابهة لمنظم التردد الرئيسي لضمان الاستقرار الأساسي للجهد؛ وفي الفرقة الترددية العالية، يعتمد بشكل أكبر على قدرة مصادر الطاقة بالتبديل على التعديل السريع.
هيكل الدائرة الداخلي لمنظم تغذية الطاقة ذو النطاق الواسع أكثر تعقيدًا، لذا يجب النظر في الخصائص الكهرومغناطيسية وخصائص الدائرة في الترددات المختلفة بشكل شامل وتحسينها. على سبيل المثال، يجب أن تكون دارة المرشح قادرة على فلترة الإشارات الضارة في نطاق التردد الواسع، ويجب أن تكون دارة التحكم قادرة على ضبط استراتيجية تنظيم الجهد بدقة وفقًا لمدخلات التردد المختلفة.
قابلية التكيف مع التردد والتقييدات
على الرغم من أن منظم تغذية الطاقة ذو النطاق الواسع يمكنه العمل في نطاق تردد واسع، إلا أنه ليس مناسبًا لجميع الترددات. بشكل عام، يمكن لمنظم تغذية الطاقة ذو النطاق الواسع تغطية نطاق تردد من عشرات الهيرتز إلى مئات الكيلوهرتز وما بعدها، ولكن قد يواجه تحديات تقنية عند الترددات المنخفضة للغاية (مثل أقل من بضع هيرتز) والترددات العالية للغاية (مثل أعلى من عشرات الميجاهرتز). عند الترددات المنخفضة للغاية، قد تكون هناك بعض المشاكل المشابهة لتلك الموجودة في منظم تردد التيار الكهربائي الرئيسي عند الترددات المنخفضة، مثل انخفاض دقة الاستقرار للجهد؛ عند الترددات العالية للغاية، قد تواجه مشاكل مثل حدود أداء المكونات ذات التردد العالي والتوافق الكهرومغناطيسي.
