Como funciona uma fonte de alimentação regulada por comutação?
Uma fonte de alimentação regulada por comutação é um tipo de fonte de alimentação que funciona usando tubos de comutação para controlar a magnitude da tensão de saída da fonte de alimentação, a fim de estabilizar a saída. Seu princípio de funcionamento pode ser dividido nos seguintes aspectos:
Primeiro, a classificação da fonte de alimentação regulada comutada
Antes de compreender o princípio de funcionamento da comutação da fonte de alimentação regulada, precisamos entender a classificação da comutação da fonte de alimentação regulada. De acordo com diferentes métodos de trabalho, a fonte de alimentação regulada comutada pode ser dividida em fonte de alimentação comutada AC-DC e fonte de alimentação comutada DC-DC.
Fonte de alimentação de comutação AC-DC: a tensão de entrada é corrente alternada (CA), que é convertida em saída CC estável após retificação, filtragem, controle de comutação e outros processos no circuito de entrada.
Fonte de alimentação de comutação DC-DC: a tensão de entrada é de corrente contínua, após conversão de comutação, filtragem e outros processos no circuito de entrada e, em seguida, produz uma corrente contínua estável para fornecer a carga.
Em segundo lugar, o princípio de funcionamento do tubo de comutação
Na fonte de alimentação regulada por comutação, a aplicação de tubos de comutação é indispensável. Tubo de comutação geralmente se refere a transistores, tubos de efeito de campo de potência, transistores bipolares de porta isolada e outros componentes semicondutores. É caracterizado por baixo consumo de energia estática, alta velocidade de comutação e alta controlabilidade.
Quando queremos controlar a tensão, primeiro precisamos aumentar ou igualar a tensão de saída da fonte de alimentação à tensão desejada, o que ligará o tubo de comutação, e a corrente passará pelo tubo de comutação até o indutor. Quando a corrente passa pelo indutor, um campo magnético é formado e um potencial elétrico é gerado nos fios ao redor do indutor. Esta força eletromotriz cria uma chamada oscilação de loop no capacitor, produzindo uma tensão ressonante periódica. Quando o tubo de comutação é desligado, a corrente no indutor é interrompida repentinamente, e a energia magnética armazenada no indutor faz com que a corrente continue a fluir e passe pela saída para ser consumida pela carga, que gera uma tensão fixa. Isto é repetido para criar uma tensão de saída estável e controlável.
Terceiro, a realização do circuito regulador de comutação
Como sabemos, a velocidade de comutação do tubo de comutação é muito rápida, pode realizar comutação de alta frequência, tem as vantagens de economia de energia, estabilidade, alta eficiência e assim por diante. Na fonte de alimentação regulada por comutação, em primeiro lugar, precisamos projetar um circuito regulador de comutação para realizar o controle do tubo de comutação. Em seguida, a tensão de saída é estabilizada por filtragem, feedback de loop e assim por diante.
Na fonte de alimentação regulada por comutação, os circuitos reguladores de comutação comumente usados são circuito regulador de diodo, circuito regulador de indutor, circuito regulador de elemento magnético e assim por diante, dos quais o mais comum é o circuito regulador de indutor.
O circuito regulador de tensão indutivo é composto principalmente por tubos de comutação, indutores, capacitores, diodos e circuitos de saída. Seu princípio de funcionamento é o mesmo acima, quando o tubo de comutação está ligado, a tensão de saída pode ser regulada pelo indutor e depois fornecida à carga através do circuito de saída. E no corte do tubo de comutação, a energia no indutor pode ser convertida em tensão de saída através do diodo e regulada.
A fonte de alimentação regulada por comutação de potência pequena e média pode ser realizada diretamente com o circuito de acionamento do transistor, enquanto a fonte de alimentação regulada por comutação de potência maior requer o uso de chips de controle ou circuitos de controle analógico para obter um controle preciso.
Em quarto lugar, o controle de feedback de loop
À medida que a tensão de saída da fonte de alimentação muda com as mudanças de temperatura, carga e tensão de entrada, a tensão de saída precisa ser regulada. Na fonte de alimentação regulada por comutação, o controle de feedback de loop é frequentemente usado para estabilizar a tensão de saída, monitorando a tensão de saída e fornecendo feedback e regulação para estabilizar a tensão de saída.
Especificamente, o controle de feedback de loop realiza a regulação da tensão de saída comparando a diferença entre a tensão de saída e a tensão definida e realizando aritmética, amplificação, filtragem e, em seguida, controlando a condução e corte do tubo de comutação. Neste processo, deve-se garantir a estabilidade do sistema, ou seja, a velocidade de regulação é rápida o suficiente, mas não muito rápida, caso contrário causará instabilidade do sistema.
Em suma, a fonte de alimentação regulada por comutação é um tipo de fonte de alimentação amplamente utilizado e seu princípio de funcionamento é usar o tubo de comutação para controlar a tensão e, ao mesmo tempo, através da filtragem, feedback de loop e outras formas de regular e controlar a tensão, a fim de obter uma tensão de saída estável e controlável. Com o progresso contínuo da tecnologia, a comutação da fonte de alimentação regulada tornou-se uma parte indispensável de muitos dispositivos eletrônicos, promovendo grandemente o desenvolvimento e a inovação da indústria eletrônica.
