متنوع

ما هو مزود الطاقة الرقمي: التمهيدي

ما هو مزود الطاقة الرقمي: التمهيدي

يتم استخدام مصادر الطاقة الرقمية بشكل متزايد لأنها قادرة على توفير مستويات محسّنة من الأداء مقارنة بمصادر الطاقة التقليدية.

تستخدم العديد من الشركات مصطلحي الإمداد بالطاقة الرقمية والطاقة الرقمية لوصف منتجات الإمداد بالطاقة الجديدة.

يمكن أن تعني الطاقة الرقمية وإمدادات الطاقة الرقمية أشياء مختلفة لأشخاص مختلفين. بالنسبة للبعض ، قد يشير مصطلح مزود الطاقة الرقمي بشكل فضفاض إلى مصدر طاقة يستخدم تقنية التبديل ، أي مصدر طاقة وضع التبديل.

لكن مصطلح الطاقة الرقمية أو مصدر الطاقة الرقمي يشير حقًا إلى مصدر طاقة تستخدم فيه التكنولوجيا الرقمية داخل حلقة التغذية الراجعة وللتحكم في الإمداد. بمعنى آخر ، يستخدم مزود الطاقة الرقمي التكنولوجيا الرقمية للتحكم في المخرجات ومراقبتها بالإضافة إلى الجوانب الأخرى لتشغيل الإمداد.

ما هي القوة الرقمية: تعريف

قد يتساءل الكثير من الناس: ما هي القوة الرقمية؟ الجواب على ذلك هو تقديم تعريف مبدئي للقوة الرقمية ثم التعمق في الموضوع لملء التفاصيل.

يمكن تعريف الطاقة الرقمية على أنها تطبيقات طاقة تستخدم حلولاً مُدارة رقميًا وتحكم رقميًا لتوفير وظائف التكوين والمراقبة والتغذية الراجعة والإشراف أو التحكم التي تمتد إلى التحكم الكامل في الحلقة باستخدام خوارزميات الأجهزة والبرامج الرقمية.

أساسيات الطاقة الرقمية

الهدف من مصدر الطاقة هو تحويل جهد الدخل الثابت أو المتغير إلى جهد خرج ثابت.

من أجل توفير مخرجات الجهد الدقيقة المنظمة ، تستخدم مصادر الطاقة ردود فعل سلبية لاكتشاف الخطأ من المخرجات المطلوبة المقاسة مقابل مرجع محدد وتغذية جهد الخطأ هذا إلى الإدخال لتصحيح الخطأ.

الطريقة التقليدية التي يتم بها إجراء هذه التعليقات هي استخدام التقنيات التناظرية ، ولكن يمكن أيضًا إجراؤها باستخدام التقنيات الرقمية. وهذا يتيح مستويات أكبر بكثير من المرونة ويوفر إمكانية تحسين الأداء.

عادةً ما يتم تطبيق تقنيات الطاقة الرقمية على تبديل إمدادات الطاقة. تعمل هذه من خلال وجود ترانزستور تمرير سلسلة يتم تشغيله في وضع الإيقاف. وكلما طالت مدة تشغيله ، زادت قدرة مكثف الخرج على الشحن ، وبالتالي زاد جهد الخرج. وبعبارة أخرى ، يتم تعديل عرض النبضة للمفتاح.

يتم التحكم في دورة عمل تعديل عرض النبض بواسطة حلقة التغذية الراجعة داخل مصدر الطاقة. إذا انخفض جهد الخرج إلى مسافة بعيدة ، أو زاد الحمل ، فسيتم زيادة عرض النبضة للسماح بسحب المزيد من الشحنة من مكثف الخرج دون انخفاض الجهد. وبالمثل ، إذا تم تقليل الحمل ، يتم تقليل عرض النبضة أيضًا للحفاظ على نفس جهد الخرج.

في حالة مصدر طاقة رقمي ، تكون حلقة التغذية الراجعة المستخدمة للتحكم في تعديل عرض النبض رقمية.

لتحقيق ذلك ، يتم تحويل إشارة التغذية المرتدة إلى رقم رقمي باستخدام محول تناظري إلى رقمي.

تتم مقارنة رقم إشارة التغذية المرتدة الناتجة رقميًا برقم مرجعي محدد للجهد المطلوب ويتم إنشاء مصطلح خطأ.

يتم إدخال مصطلح الخطأ في المكافئ الرقمي لمرشح الحلقة. يُعرف هذا بفلتر مشتق تكاملي متناسب أو مرشح PID. تتوافق المصطلحات الثلاثة مع ثلاثة عناصر للمرشح تعمل بالتوازي:

  • متناسب: يوفر هذا العنصر من التغذية المرتدة لمصدر الطاقة الرقمي مكسبًا لإشارة الخطأ. إذا تم ضبط الكسب عالياً ، فسيعود جهد خرج العرض إلى قيمته المطلوبة بسرعة.
  • متكامل: المسار المتكامل داخل حلقة التغذية الراجعة لمصدر الطاقة الرقمي هو الوقت الذي تكامل فيه جهد الخطأ السابق ويتيح الحفاظ على جهد خرج ثابت حتى عندما تكون إشارة الخطأ صفرية.
  • المشتق: يحدد هذا المسار داخل حلقة التغذية المرتدة لمزود الطاقة الرقمي معدل التغيير لإشارة الخطأ. نظرًا لأن ناتج العرض يعود أقرب إلى القيمة المطلوبة ، يتم تقليل معدل التغيير وبهذه الطريقة يتم تقليل التجاوز بشكل كبير.

يتيح استخدام العناصر الثلاثة في حلقة التغذية الراجعة لمصدر الطاقة الرقمي الحفاظ على استقرار الحلقة مع الحفاظ على خطأ الإزاحة الصفرية.

مزايا الطاقة الرقمية

هناك العديد من الأسباب لاستخدام مصادر الطاقة الرقمية ؛ تعني مزايا الطاقة الرقمية أن لديها الكثير لتقدمه.

  • يمكن تغيير المعلمات أثناء العملية: توفر مصادر الطاقة الرقمية قدرًا كبيرًا من المرونة. تتمثل إحدى الطرق التي يمكن من خلالها الاستفادة من ذلك في تغيير خصائص مصدر الطاقة أثناء تشغيله. يمكن استخدام هذا ، على سبيل المثال ، لتغيير الخصائص إذا تغير الحمل من حمولة كاملة إلى صغيرة جدًا ، أو إذا تغيرت درجة الحرارة ، إلخ.
  • التعويض عن انجراف المكون: يمكن إدخال خوارزمية في مصدر طاقة رقمي للتعويض عن التغييرات في قيم المكونات بسبب ارتفاع درجة الحرارة وتغيرات التسامح وحتى الشيخوخة.
  • عملية منسقة: العديد من مصادر الطاقة لها مخرجات مختلفة. يمكن أن يؤدي استخدام الإمداد الرقمي إلى تسهيل تصميم استجابة الإمدادات بحيث يمكن للتغييرات في أحدها أن تؤثر على المخرجات على الآخرين. قد يكون أحد الأمثلة البسيطة هو أنه يجب أن يأتي أحد التوريد بعد الآخر في حالات معينة. على الرغم من أنه يمكن تنفيذ مثال بسيط مثل هذا باستخدام مورد تناظري ، إلا أنه يمكن تنفيذ وظائف أكثر تعقيدًا بسهولة أكبر باستخدام مصدر طاقة رقمي.
  • حلقة تغذية مرتدة أسرع: يميل استخدام حلقة التغذية الراجعة التناظرية مع المكثفات الملازمة لها ، وما إلى ذلك ، إلى إبطاء وقت استجابة مصدر الطاقة الكلي لأي تغييرات. يمكن أن يؤدي استخدام مصدر طاقة رقمي إلى تحسين وقت استجابته لأي تغييرات.
  • تحسين أداء EMI: تعد EMI جانبًا مهمًا في أي تصميم ، ولتبديل مصادر الطاقة يمكن أن تكون مشكلة كبيرة حيث يمكن أن تؤدي طفرات التبديل إلى زيادة الانبعاثات المشعة. يمكن أن تساعد تقنية إمداد الطاقة الرقمية في ذلك عن طريق تغيير معدل التشغيل الكبير لسلسلة MOSFET للطاقة استجابة للتغيرات في الحمل.

هناك العديد من المزايا لاستخدام تقنية الإمداد بالطاقة الرقمية. نتيجة لذلك ، يتم استخدام هذه التكنولوجيا بشكل متزايد في تصميمات إمدادات الطاقة من جميع الأنواع.

تنفيذ القوة الرقمية

يتم إنشاء مصادر الطاقة الرقمية بشكل عام حول الدوائر المتكاملة للطاقة الرقمية التي تم تصميمها خصيصًا لهذه التطبيقات.

تم تطوير سلالة جديدة من رقائق الطاقة الرقمية من قبل عدد من شركات إدارة الطاقة ، وهي تشكل الأساس لمصادر الطاقة الناتجة. تم إنجاز الكثير من أعمال التطوير وتتوفر مجموعات التطوير لتمكين طرح التصاميم في السوق بسرعة أكبر.

يتم رؤية مصادر الطاقة الرقمية بشكل متزايد في السوق. كما يتم استخدام المصطلح بشكل عشوائي من قبل الكثيرين لوصف مصدر قد يكون مجرد مصدر طاقة في وضع التبديل. من الضروري أحيانًا إلقاء نظرة فاحصة على مواصفات الإمداد للتأكد من أنه مصدر طاقة رقمي حقيقي ، وأنه يوفر أداءً محسنًا على الأنواع التقليدية الأخرى.


شاهد الفيديو: أعطال الباور سبلاي (كانون الثاني 2022).