Wat is het doel van een schakelende voeding?

I. Kerndefinitie en functionele positionering van schakelvoedingen

A schakelvermogensupply is een elektronisch vermogensapparaat dat elektrische energie omzet door het schakelen van hoogfrequente transistors. De kernfunctie ervan is het omzetten van onstabiel ingangsvermogen (zoals AC-netspanning of DC-busspanning) in stabiel en nauwkeurig DC/AC-vermogen dat door de apparatuur nodig is. Bovendien beschikt hij over extra functies zoals spanningsregeling, stroombegrenzing en ontstoring. De kernwaarde ervan ligt in het oplossen van het probleem van de ‘power mismatch’: verschillende elektrische apparaten stellen verschillende eisen aan de voedingsspanning, stroom en stabiliteit. Schakelende voedingen zorgen, door middel van efficiënte conversie, voor aangepast ‘op maat gemaakt vermogen’ voor de apparatuur, waardoor ze een cruciale hub worden die het elektriciteitsnet en de elektrische apparatuur in een elektrisch systeem met elkaar verbindt.

II. Kerntoepassingen van schakelvoedingen (ingedeeld op toepassingsscenario's)

(I) Industriële besturing: aanpassing van besturings- en uitvoeringscircuits voor laststroomonderbrekers

Dit is het scenario dat het meest verband houdt met de eerder genoemde belastingstroomonderbrekers. Schakelende voedingen leveren stabiele stroom aan de besturingscircuits en actuatoren van industriële apparatuur en vormen een synergie van "voedingsbescherming" met laststroomonderbrekers:

Voeding stuurcircuit: Biedt een stabiele gelijkstroomspanning (doorgaans 24 V DC) voor PLC's (Programmable Logic Controllers), relais, contactors en sensoren (zoals druksensoren en foto-elektrische schakelaars), waardoor de normale werking van de signaaloverdracht van hulpcontacten, de werking van vergrendelingsapparaten en statusindicatorverlichtingsfuncties van de laststroomonderbreker wordt gegarandeerd;

Actuatoraandrijving: levert compatibele voeding aan actuatoren zoals motoraansturingen, magneetkleppen en cilinders. Het levert bijvoorbeeld aandrijfkracht aan het elektrische bedieningsmechanisme van de laststroomonderbreker, waardoor sluiten/openen op afstand mogelijk wordt;

Transmissie van foutsignalen: Via een stabiele stroomvoorziening zorgt het voor een nauwkeurige overdracht van foutalarmsignalen van de laststroomonderbreker (zoals uitschakeling bij overbelasting en kortsluiting) naar het besturingssysteem, wat helpt bij de foutdiagnose.

(II) Consumentenelektronica: efficiënte stroomvoorziening voor kleine apparaten

Het kleine formaat en de hoge efficiëntie van schakelende voedingen passen perfect bij de draagbaarheidsbehoeften van consumentenelektronica:

* Elektronische apparaten voor dagelijks gebruik: Opladers voor mobiele telefoons, computervoedingsadapters, tv-voedingsmodules, enz., die 220V AC-netvoeding omzetten in de laagspanningsgelijkstroom (bijv. 5V, 12V) die nodig is voor de apparaten, terwijl netschommelingen worden uitgefilterd om schade aan de apparatuur te voorkomen;

* Kleine huishoudelijke apparaten: Routers, printers, bewakingscamera's, enz., apparaten die gedurende lange perioden een stabiele stroomvoorziening nodig hebben, waarbij het lage stroomverbruik en de anti-interferentiemogelijkheden van schakelende voedingen een continue werking garanderen.

(III) Nieuwe energiesector: energiebeheer in samenwerking met laststroomonderbrekers

Zoals eerder vermeld, worden laststroomonderbrekers gebruikt in fotovoltaïsche omvormers en energieopslagapparatenschakelvermogenbenodigdheden zijn de belangrijkste stroomconversie-eenheden voor deze apparaten:

Fotovoltaïsche systemen: De gelijkspanning die wordt gegenereerd door fotovoltaïsche modules is onstabiel (beïnvloed door zonlicht). De schakelende voeding (de kernmodule van de fotovoltaïsche omvormer) zet deze om in stabiele AC-netvoeding (220V/380V). Tegelijkertijd is de belastingsschakelaar verantwoordelijk voor het schakelen van de voeding van de omvormer en voor het isoleren van fouten.

Energieopslagsystemen: Zet de gelijkstroomenergie die in de batterij is opgeslagen om in bruikbare AC/DC-energie voor het apparaat, of vice versa (zet de netstroom tijdens het opladen om in een batterijcompatibele gelijkstroomspanning). Dit, in combinatie met de laststroomonderbreker, maakt een veilige laad- en ontlaadcontrole van het energieopslagapparaat mogelijk.

Elektrische voertuigen: De ingebouwde lader (OBC) is in wezen een schakelende voeding die de wisselstroom van de oplaadstapel omzet in batterij-compatibele gelijkstroom, terwijl ook laagspanningsstroom wordt geleverd aan het besturingssysteem, de verlichting, enz. van het voertuig.

(IV) Het bouwen van elektriciteit en infrastructuur: zorgen voor een stabiele werking van het systeem

Gebouwautomatisering: het leveren van stabiele stroom aan centrale airconditioningbesturingssystemen, liftbesturingscircuits en brandalarmsystemen. In combinatie met laststroomonderbrekers zorgt het voor een betrouwbare stroomtoevoer naar brandbestrijdingsapparatuur in noodsituaties zoals brand.

Communicatiebasisstations/datacenters: leveren uiterst nauwkeurige en betrouwbare gelijkstroom (bijv. -48V DC) aan servers en communicatieapparatuur. Het redundante ontwerp van de schakelende voeding (meerdere modules parallel) vermijdt storingen op één punt, en zorgt in combinatie met laststroomonderbrekers voor foutisolatie van het stroomcircuit.

(V) Medische apparatuur: garantie op uiterst nauwkeurige stroomvoorziening

Medische apparatuur (zoals elektrocardiografen, echografiemachines en ventilatoren) stelt extreem hoge eisen aan de stabiliteit en zuiverheid van de stroomvoorziening. Schakelende voedingen moeten beschikken over:

Lage rimpel en lage ruis om interferentie met medische detectiesignalen te voorkomen;

Sterke isolatieprestaties om lekkagerisico's te voorkomen en de veiligheid van patiënten en medisch personeel te garanderen;

Groot ingangsspanningsbereik om zich aan te passen aan fluctuaties in het elektriciteitsnet in verschillende regio's.

III. Kernvoordelen van schakelende voedingen (ter ondersteuning van hun brede scala aan toepassingen)

Hoge conversie-efficiëntie: het hoogfrequente schakelontwerp maakt conversie-efficiënties van 85%-95% mogelijk (veel hoger dan traditionele lineaire voedingen), wat resulteert in een laag energieverbruik en geschiktheid voor langdurig gebruik.

Brede spanningscompatibiliteit: Converteert een breed scala aan ingangsspanningen (bijvoorbeeld 85V-265V AC) naar een vaste uitgangsspanning, aangepast aan verschillende regionale elektriciteitsnetten of fluctuerende stroomvoorzieningen.

Klein formaat en licht van gewicht: Het hoogfrequente ontwerp vereenvoudigt de grootte van componenten zoals transformatoren, waardoor integratie in apparatuur wordt vergemakkelijkt (bijvoorbeeld in de schakelkast van een laststroomonderbreker).

Sterke stabiliteit: Uitgerust met overspannings-, overstroom- en kortsluitbeveiligingsfuncties, hoge nauwkeurigheid van de uitgangsspanning (doorgaans binnen ±1%) en weerstand tegen interferentie van het elektriciteitsnet.

Goede compatibiliteit: ondersteunt DC/AC-ingang en DC/AC-uitgang, aanpasbaar aan verschillende soorten belastingen, inclusief resistieve, inductieve en capacitieve belastingen.