Princípio de funcionamento do transformador de frequência de energia e fonte de alimentação
O princípio de funcionamento de um transformador de frequência de potência é relativamente simples. A entrada de tensão CA de frequência de energia da bobina primária é convertida em um campo magnético, que é transmitido através de um material magnético (geralmente chapa de aço silício) para a bobina secundária para induzir tensão. A frequência de saída é igual à frequência de entrada e a tensão é reduzida de acordo com a proporção das voltas da bobina do primeiro estágio (se houver mais voltas secundárias, é um impulso). Devido ao fato de que o transformador produz corrente alternada, enquanto a maioria dos circuitos elétricos usa corrente contínua, a tensão de saída do transformador precisa ser retificada, filtrada, estabilizada e outros circuitos para se tornar uma tensão relativamente suave e estável para o circuito de carga para trabalhar.
O componente central do transformador da fonte de alimentação chaveada ainda é um transformador e também segue a regra de que a relação de tensão é igual à relação de espiras. Ao contrário dos transformadores de frequência de potência, as fontes chaveadas precisam aumentar sua frequência operacional, o que significa que precisam converter a tensão CA de baixa frequência em tensão CA de alta frequência, o que requer a implementação de circuitos de controle adicionais. Como a operação do circuito requer corrente contínua, a tensão CA de entrada precisa ser retificada para se tornar tensão de corrente contínua antes de poder ser controlada através do circuito subsequente. Tomando como exemplo um circuito de carregador de celular comumente usado, vamos entender brevemente o princípio de funcionamento de uma fonte de alimentação chaveada.
Após a retificação e filtragem, a tensão de entrada de 220 Vca se tornará uma tensão CC de cerca de 310 V (ou seja, o pico da tensão de 220 Vca). Em seguida, é necessário converter esta tensão CC em tensão CA de alta frequência. A maneira mais simples de transformar essa tensão em corrente alternada de alta frequência é usar uma chave que abre e fecha rapidamente, convertendo assim a corrente contínua em tensão de corrente contínua pulsada de alta velocidade. O componente que implementa esta chave é um transistor. Os transistores, incluindo os transistores comumente usados e os transistores de efeito de campo, podem ser usados como interruptores eletrônicos, ou seja, controlando a tensão de um pino (a base do transistor e a porta do transistor de efeito de campo), os outros dois pinos pode ser controlado para ligar ou desligar.
Com uma chave, o próximo passo é ter um circuito que controle a chave. A função deste circuito é emitir sinais de comutação de alta velocidade para controlar a condução e o corte do tubo de comutação. Este circuito é chamado de circuito de oscilação. Existem muitos tipos de circuitos de oscilação em fontes chaveadas, independentemente de qual deles é usado para fornecer sinais de controle ao transistor chaveador.
Depois de ser controlada pelo circuito de controle, a tensão de entrada muda de CA de baixa frequência para tensão CC de pulso de alta frequência. É entrada em um transformador para redução de tensão, e a saída de tensão do transformador também é retificada e filtrada para se tornar saída CC, fornecendo-a à carga para operação. Ao contrário dos transformadores de frequência de potência, a fonte de alimentação chaveada também possui um circuito de detecção de tensão adicional, que detecta o sinal de tensão de saída e o envia de volta ao circuito de controle primário do transformador para regulação de tensão. Isso melhora a estabilidade da tensão de saída da fonte de alimentação chaveada e permite uma ampla faixa de tensão de entrada. Portanto, o processo de funcionamento de uma fonte de alimentação chaveada é, na verdade, alcançado por meio de vários processos de AC DC, DC AC e, em seguida, AC DC.
Pode haver uma pergunta aqui: um transformador não é capaz apenas de fornecer energia CA, por que a energia CC de uma fonte de alimentação chaveada também pode ser transformada por meio de um transformador? Os transformadores só podem passar pela energia CA, exigindo especificamente alterações no fluxo magnético. Frequência de energia A energia CA é uma onda senoidal com meio ciclo positivo e negativo, o que resultará em mudanças no fluxo magnético. As fontes de alimentação chaveadas convertem a corrente contínua em corrente contínua pulsada através de um tubo de comutação. O tubo interruptor altera o fluxo magnético de corte para condução e depois de condução para corte.
