Com funciona una font d'alimentació regulada per commutació?
Una font d'alimentació regulada per commutació és un tipus de font d'alimentació que funciona utilitzant tubs de commutació per controlar la magnitud de la tensió de sortida de la font d'alimentació per tal d'estabilitzar la sortida. El seu principi de funcionament es pot dividir en els aspectes següents:
En primer lloc, la classificació de la font d'alimentació regulada per commutació
Abans d'entendre el principi de funcionament de la commutació de la font d'alimentació regulada, hem d'entendre la classificació de la commutació de la font d'alimentació regulada. Segons diferents mètodes de treball, la font d'alimentació regulada de commutació es pot dividir en font d'alimentació de commutació AC-DC i font d'alimentació de commutació DC-DC.
Font d'alimentació de commutació AC-DC: la tensió d'entrada és de corrent altern (CA), que es converteix en una sortida de CC estable després de la rectificació, el filtratge, el control de commutació i altres processos al circuit d'entrada.
Font d'alimentació de commutació DC-DC: la tensió d'entrada és de corrent continu, després de canviar la conversió, el filtratge i altres processos al circuit d'entrada, i després emet un corrent continu estable per subministrar la càrrega.
En segon lloc, el principi de funcionament del tub de commutació
A la font d'alimentació regulada per commutació, l'aplicació de tubs de commutació és indispensable. El tub de commutació normalment es refereix a transistors, tubs d'efecte de camp de potència, transistors bipolars de porta aïllada i altres components semiconductors. Es caracteritza per un baix consum d'energia estàtica, una alta velocitat de commutació i una gran controlabilitat.
Quan volem controlar la tensió, primer hem de fer que la tensió de sortida de la font d'alimentació sigui superior o igual a la tensió desitjada, la qual cosa activarà el tub de commutació i el corrent passa pel tub de commutació cap a l'inductor. Quan el corrent passa per l'inductor, es forma un camp magnètic i es genera un potencial elèctric als cables que envolten l'inductor. Aquesta força electromotriu crea una anomenada oscil·lació de bucle al condensador, produint una tensió de ressonància periòdica. Quan el tub de commutació es talla, el corrent de l'inductor s'interromp de sobte i l'energia magnètica emmagatzemada a l'inductor fa que el corrent continuï fluint i travessi la sortida que la consumirà, que emet una tensió fixa. Això es repeteix per crear una tensió de sortida estable i controlable.
En tercer lloc, la realització del circuit regulador de commutació
Com sabem, la velocitat de commutació del tub de commutació és molt ràpida, pot realitzar commutació d'alta freqüència, té els avantatges d'estalvi d'energia, estabilitat, alta eficiència, etc. En la font d'alimentació regulada per commutació, primer de tot, hem de dissenyar un circuit regulador de commutació per realitzar el control del tub de commutació. A continuació, la tensió de sortida s'estabilitza mitjançant el filtratge, la retroalimentació de bucle, etc.
A la font d'alimentació regulada per commutació, els circuits reguladors de commutació utilitzats habitualment són el circuit regulador de díode, el circuit regulador de l'inductor, el circuit regulador d'elements magnètics, etc., dels quals el més comú és el circuit regulador de l'inductor.
El circuit regulador de tensió inductiu es compon principalment de tubs de commutació, inductors, condensadors, díodes i circuits de sortida. El seu principi de funcionament és el mateix que l'anterior, quan el tub de commutació està encès, la tensió de sortida es pot regular mitjançant l'inductor i, a continuació, es subministra a la càrrega a través del circuit de sortida. I al tall del tub de commutació, l'energia de l'inductor es pot convertir en tensió de sortida a través del díode i es pot regular.
La font d'alimentació regulada de commutació de potència petita i mitjana es pot realitzar directament amb el circuit d'accionament del transistor, mentre que la font d'alimentació regulada de commutació de potència més gran requereix l'ús de xips de control o circuits de control analògic per aconseguir un control precís.
En quart lloc, el control de retroalimentació del bucle
A mesura que la tensió de sortida de la font d'alimentació canvia amb la temperatura, la càrrega i la tensió d'entrada, s'ha de controlar la tensió de sortida. A la font d'alimentació regulada per commutació, el control de retroalimentació de bucle s'utilitza sovint per estabilitzar la tensió de sortida supervisant la tensió de sortida i proporcionant retroalimentació i regulació per estabilitzar la tensió de sortida.
Concretament, el control de retroalimentació de bucle realitza la regulació de la tensió de sortida comparant la diferència entre la tensió de sortida i la tensió establerta, realitzant aritmètica, amplificació, filtratge i, a continuació, controlant la conducció i el tall del tub de commutació. En aquest procés, s'ha de garantir l'estabilitat del sistema, és a dir, la velocitat de regulació és prou ràpida, però no massa ràpida, en cas contrari provocarà inestabilitat del sistema.
En resum, la font d'alimentació regulada per commutació és un tipus de font d'alimentació àmpliament utilitzat, i el seu principi de funcionament és utilitzar el tub de commutació per controlar la tensió i, al mateix temps, mitjançant el filtratge, la retroalimentació de bucle i altres maneres de regular i controlar la tensió, per tal d'aconseguir una tensió de sortida estable i controlable. Amb el continu progrés de la tecnologia, la commutació de la font d'alimentació regulada s'ha convertit en una part indispensable de molts dispositius electrònics, promovent en gran mesura el desenvolupament i la innovació de la indústria electrònica.
