Kaip veikia perjungimo reguliuojamas maitinimo šaltinis?
Perjungimo reguliuojamas maitinimo šaltinis yra maitinimo šaltinis, kuris veikia naudojant perjungimo vamzdžius, kad valdytų maitinimo šaltinio išėjimo įtampos dydį, kad būtų stabilizuotas išėjimas. Jo veikimo principą galima suskirstyti į šiuos aspektus:
Pirma, perjungimo reguliuojamo maitinimo klasifikacija
Prieš suprasdami perjungiamo reguliuojamo maitinimo šaltinio veikimo principą, turime suprasti perjungiamojo reguliuojamo maitinimo klasifikaciją. Pagal skirtingus darbo metodus perjungimo reguliuojamas maitinimo šaltinis gali būti suskirstytas į AC-DC perjungimo maitinimo šaltinį ir DC-DC perjungimo maitinimo šaltinį.
AC-DC perjungimo maitinimo šaltinis: įėjimo įtampa yra kintamoji srovė (AC), kuri po ištaisymo, filtravimo, perjungimo valdymo ir kitų procesų įvesties grandinėje paverčiama į stabilią nuolatinės srovės išėjimą.
DC-DC perjungiamas maitinimo šaltinis: įvesties įtampa yra nuolatinė, po perjungimo konversijos, filtravimo ir kitų procesų įvesties grandinėje, o tada išvedama stabili nuolatinė srovė, kad būtų tiekiama apkrova.
Antra, vamzdžio perjungimo veikimo principas
Reguliuojamame maitinimo šaltinyje perjungimo vamzdžių naudojimas yra būtinas. Perjungimo vamzdis paprastai reiškia tranzistorius, galios lauko efekto vamzdžius, izoliuotus dvipolius tranzistorius ir kitus puslaidininkinius komponentus. Jis pasižymi mažu statinės energijos suvartojimu, dideliu perjungimo greičiu ir dideliu valdomumu.
Kai norime valdyti įtampą, pirmiausia turime padaryti maitinimo šaltinio išėjimo įtampą didesnę arba lygią norimai įtampai, kuri įjungs perjungimo vamzdelį, o srovė per perjungimo vamzdelį patenka į induktorių. Srovei tekant per induktorių, susidaro magnetinis laukas ir aplink induktorių laiduose susidaro elektrinis potencialas. Ši elektrovaros jėga kondensatoriuje sukuria vadinamąjį kilpos virpesį, sukuriantį periodinę rezonansinę įtampą. Kai perjungimo vamzdis nutrūksta, srovė induktoryje staiga nutrūksta, o induktoryje sukaupta magnetinė energija skatina srovę toliau tekėti ir praeiti pro išėjimą, kurį sunaudos apkrova, kuri išveda fiksuotą įtampą. Tai kartojama, kad būtų sukurta stabili ir valdoma išėjimo įtampa.
Trečia, perjungimo reguliatoriaus grandinės realizavimas
Kaip žinome, perjungimo vamzdžio perjungimo greitis yra labai greitas, gali realizuoti aukšto dažnio perjungimą, turi energijos taupymo, stabilumo, didelio efektyvumo ir pan. Perjungimo reguliuojamo maitinimo šaltinyje, visų pirma, turime suprojektuoti perjungimo reguliatoriaus grandinę, kad būtų galima valdyti perjungimo vamzdelį. Tada išėjimo įtampa stabilizuojama filtravimu, grįžtamuoju ryšiu ir pan.
Perjungimo reguliuojamo maitinimo šaltinyje dažniausiai naudojamos perjungimo reguliatoriaus grandinės yra diodo reguliatoriaus grandinė, induktoriaus reguliatoriaus grandinė, magnetinio elemento reguliatoriaus grandinė ir pan., iš kurių labiausiai paplitusi yra induktoriaus reguliatoriaus grandinė.
Indukcinės įtampos reguliatoriaus grandinė daugiausia sudaryta iš perjungimo vamzdžių, induktorių, kondensatorių, diodų ir išvesties grandinių. Jo veikimo principas yra toks pat, kaip ir aukščiau, kai įjungtas perjungimo vamzdis, išėjimo įtampą galima reguliuoti induktoriumi, o tada tiekti apkrovą per išėjimo grandinę. O perjungimo vamzdžio atjungimo metu energiją induktoriuje galima konvertuoti į išėjimo įtampą per diodą ir reguliuoti.
Mažas ir vidutinis galios perjungimo reguliuojamas maitinimo šaltinis gali būti realizuotas tiesiogiai naudojant tranzistoriaus pavaros grandinę, o didesniam maitinimo perjungimo reguliuojamam maitinimo šaltiniui reikia naudoti valdymo lustus arba analogines valdymo grandines, kad būtų pasiektas tikslus valdymas.
Ketvirta, kilpos grįžtamojo ryšio valdymas
Keičiantis maitinimo šaltinio išėjimo įtampai, keičiantis temperatūrai, apkrovai ir įėjimo įtampai, reikia reguliuoti išėjimo įtampą. Reguliuojamame maitinimo šaltinyje kilpos grįžtamojo ryšio valdymas dažnai naudojamas stabilizuoti išėjimo įtampą, stebint išėjimo įtampą ir teikiant grįžtamąjį ryšį bei reguliavimą, kad stabilizuotų išėjimo įtampą.
Konkrečiai, kilpos grįžtamojo ryšio valdymas realizuoja išėjimo įtampos reguliavimą palygindamas skirtumą tarp išėjimo įtampos ir nustatytos įtampos, atlikdamas aritmetiką, stiprinimą, filtravimą ir tada valdydamas perjungimo vamzdžio laidumą ir atjungimą. Šiame procese turi būti užtikrintas sistemos stabilumas, tai yra, reguliavimo greitis yra pakankamai greitas, bet ne per greitas, kitaip tai sukels sistemos nestabilumą.
Trumpai tariant, perjungimo reguliuojamas maitinimo šaltinis yra plačiai naudojamas maitinimo šaltinis, o jo veikimo principas yra naudoti perjungimo vamzdelį įtampai valdyti ir tuo pačiu metu per filtravimą, kilpos grįžtamąjį ryšį ir kitus reguliavimo ir valdymo būdus. įtampą, kad būtų pasiekta stabili ir valdoma išėjimo įtampa. Nuolat tobulėjant technologijoms, reguliuojamo maitinimo šaltinio perjungimas tapo nepakeičiama daugelio elektroninių prietaisų dalimi, labai skatinančia elektronikos pramonės plėtrą ir naujoves.
