منبع تغذیه تنظیم شده سوئیچینگ چگونه کار می کند؟

منبع تغذیه تنظیم شده سوئیچینگ چگونه کار می کند؟

منبع تغذیه تنظیم شده سوئیچینگ نوعی منبع تغذیه است که با استفاده از لوله های سوئیچینگ برای کنترل مقدار ولتاژ خروجی منبع تغذیه به منظور تثبیت خروجی کار می کند. اصل کار آن را می توان به جنبه های زیر تقسیم کرد:

اول، طبقه بندی سوئیچینگ منبع تغذیه تنظیم شده
قبل از درک اصل کار منبع تغذیه تنظیم شده سوئیچینگ، باید طبقه بندی منبع تغذیه تنظیم شده سوئیچینگ را درک کنیم. با توجه به روش های مختلف کار، منبع تغذیه تنظیم شده سوئیچینگ را می توان به منبع تغذیه سوئیچینگ AC-DC و منبع تغذیه سوئیچینگ DC-DC تقسیم کرد.

منبع تغذیه سوئیچینگ AC-DC: ولتاژ ورودی جریان متناوب (AC) است که پس از یکسوسازی، فیلتر کردن، کنترل سوئیچینگ و سایر فرآیندها در مدار ورودی به خروجی DC پایدار تبدیل می شود.

منبع تغذیه سوئیچینگ DC-DC: ولتاژ ورودی جریان مستقیم است، پس از تبدیل سوئیچینگ، فیلتر کردن و سایر فرآیندها در مدار ورودی، و سپس خروجی جریان مستقیم ثابت برای تامین بار.

دوم، اصل کار لوله سوئیچینگ
در منبع تغذیه تنظیم شده سوئیچینگ، استفاده از لوله های سوئیچینگ ضروری است. لوله سوئیچینگ معمولاً به ترانزیستورها، لوله های اثر میدان قدرت، ترانزیستورهای دوقطبی گیت عایق و سایر اجزای نیمه هادی اشاره دارد. با مصرف برق استاتیک کم، سرعت سوئیچینگ بالا و قابلیت کنترل بالا مشخص می شود.

وقتی می خواهیم ولتاژ را کنترل کنیم ابتدا باید ولتاژ خروجی منبع تغذیه را بالاتر یا برابر ولتاژ مورد نظر قرار دهیم که با این کار لوله کلید روشن می شود و جریان از طریق لوله کلید به سلف می رود. هنگامی که جریان از سلف عبور می کند، میدان مغناطیسی تشکیل می شود و پتانسیل الکتریکی روی سیم های اطراف سلف ایجاد می شود. این نیروی الکتروموتور یک نوسان به اصطلاح حلقه در خازن ایجاد می کند و یک ولتاژ رزونانس دوره ای تولید می کند. هنگامی که لوله کلید قطع می شود، جریان در سلف ناگهان قطع می شود و انرژی مغناطیسی ذخیره شده در سلف جریان را برای ادامه جریان و عبور از خروجی هدایت می کند تا بار مصرف کند، که ولتاژ ثابتی را خروجی می دهد. این کار برای ایجاد یک ولتاژ خروجی پایدار و قابل کنترل تکرار می شود.

سوم، تحقق مدار رگولاتور سوئیچینگ
همانطور که می دانیم، سرعت سوئیچینگ لوله سوئیچینگ بسیار سریع است، می تواند سوئیچینگ فرکانس بالا را تحقق بخشد، دارای مزایای صرفه جویی در انرژی، پایداری، راندمان بالا و غیره است. در منبع تغذیه تنظیم شده سوئیچینگ، ابتدا باید یک مدار تنظیم کننده سوئیچینگ طراحی کنیم تا کنترل لوله سوئیچینگ را محقق کنیم. سپس ولتاژ خروجی با فیلتر کردن، بازخورد حلقه و غیره تثبیت می شود.

در منبع تغذیه تنظیم شده سوئیچینگ، مدارهای تنظیم کننده سوئیچینگ متداول عبارتند از مدار تنظیم کننده دیود، مدار تنظیم کننده سلف، مدار تنظیم کننده عنصر مغناطیسی و غیره که رایج ترین آنها مدار تنظیم کننده سلف است.

مدار تنظیم کننده ولتاژ القایی عمدتاً از لوله های سوئیچینگ، سلف ها، خازن ها، دیودها و مدارهای خروجی تشکیل شده است. اصل کار آن مانند بالا است، هنگامی که لوله سوئیچینگ روشن است، ولتاژ خروجی را می توان توسط سلف تنظیم کرد و سپس از طریق مدار خروجی به بار عرضه شد. و در قطع لوله سوئیچینگ، انرژی موجود در سلف را می توان از طریق دیود به ولتاژ خروجی تبدیل کرد و تنظیم کرد.

منبع تغذیه تنظیم‌شده سوئیچینگ قدرت کوچک و متوسط ​​را می‌توان مستقیماً با مدار درایو ترانزیستور محقق کرد، در حالی که منبع تغذیه تنظیم‌شده سوئیچینگ قدرت بزرگ‌تر برای دستیابی به کنترل دقیق نیاز به استفاده از تراشه‌های کنترل یا مدارهای کنترل آنالوگ دارد.

چهارم، کنترل بازخورد حلقه
از آنجایی که ولتاژ خروجی منبع تغذیه با تغییر دما، بار و ولتاژ ورودی تغییر می کند، ولتاژ خروجی باید کنترل شود. در منبع تغذیه تنظیم‌شده سوئیچینگ، کنترل بازخورد حلقه اغلب برای تثبیت ولتاژ خروجی با نظارت بر ولتاژ خروجی و ارائه بازخورد و تنظیم برای تثبیت ولتاژ خروجی استفاده می‌شود.

به طور خاص، کنترل بازخورد حلقه، تنظیم ولتاژ خروجی را با مقایسه تفاوت بین ولتاژ خروجی و ولتاژ تنظیم شده، و انجام محاسبات، تقویت، فیلتر کردن، و سپس کنترل هدایت و قطع لوله سوئیچینگ، متوجه می‌شود. در این فرآیند باید از پایداری سیستم اطمینان حاصل شود، یعنی سرعت تنظیم به اندازه کافی سریع باشد، اما نه خیلی سریع، در غیر این صورت باعث ناپایداری سیستم می شود.

به طور خلاصه، منبع تغذیه تنظیم شده سوئیچینگ یک نوع منبع تغذیه پرکاربرد است و اصل کار آن استفاده از لوله سوئیچینگ برای کنترل ولتاژ و در عین حال از طریق فیلتر کردن، بازخورد حلقه و سایر روش های تنظیم و کنترل است. ولتاژ، به منظور دستیابی به یک ولتاژ خروجی پایدار و قابل کنترل. با پیشرفت مداوم فناوری، منبع تغذیه تنظیم‌شده سوئیچینگ به بخشی ضروری از بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی تبدیل شده است و توسعه و نوآوری صنعت الکترونیک را به شدت ارتقا می‌دهد.