اصل کار ترانسفورماتور فرکانس برق و منبع تغذیه
اصل کار ترانسفورماتور فرکانس قدرت نسبتاً ساده است. فرکانس برق ورودی ولتاژ AC از سیم پیچ اولیه به میدان مغناطیسی تبدیل می شود که از طریق یک ماده مغناطیسی (معمولاً ورق فولاد سیلیکونی) به سیم پیچ ثانویه برای القای ولتاژ منتقل می شود. فرکانس خروجی همان فرکانس ورودی است و با توجه به نسبت دور سیم پیچ مرحله اول ولتاژ کاهش می یابد (اگر دورهای ثانویه بیشتر باشد تقویت کننده است). با توجه به اینکه ترانسفورماتور جریان متناوب خروجی می دهد، در حالی که بیشتر مدارهای الکتریکی از جریان مستقیم استفاده می کنند، ولتاژ خروجی توسط ترانسفورماتور نیاز به اصلاح، فیلتر، تثبیت و سایر مدارها دارد تا به یک ولتاژ نسبتاً صاف و پایدار برای مدار بار تبدیل شود. کار
جزء ترانسفورماتور هسته منبع تغذیه سوئیچینگ هنوز یک ترانسفورماتور است و همچنین از این قانون پیروی می کند که نسبت ولتاژ برابر با نسبت چرخش است. برخلاف ترانسفورماتورهای فرکانس برق، منابع تغذیه سوئیچینگ باید فرکانس کاری خود را افزایش دهند، به این معنی که آنها باید ولتاژ متناوب فرکانس پایین را به ولتاژ متناوب فرکانس بالا تبدیل کنند، که نیاز به اجرای مدارهای کنترلی اضافی دارد. از آنجا که عملکرد مدار نیاز به جریان مستقیم دارد، قبل از اینکه بتوان از طریق مدار بعدی کنترل کرد، ولتاژ AC ورودی باید اصلاح شود تا به ولتاژ جریان مستقیم تبدیل شود. با در نظر گرفتن یک مدار شارژر تلفن همراه که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد، اجازه دهید به طور خلاصه اصول کار منبع تغذیه سوئیچینگ را درک کنیم.
پس از یکسوسازی و فیلتر کردن، ولتاژ AC ورودی 220 ولت به ولتاژ DC در حدود 310 ولت (یعنی پیک ولتاژ متناوب 220 ولت) تبدیل می شود. در مرحله بعد، لازم است این ولتاژ DC را به ولتاژ متناوب فرکانس بالا تبدیل کنید. ساده ترین راه برای تبدیل این ولتاژ به جریان متناوب فرکانس بالا، استفاده از کلیدی است که به سرعت باز و بسته می شود، بنابراین جریان مستقیم را به ولتاژ جریان مستقیم پالس با سرعت بالا تبدیل می کند. قطعه ای که این سوئیچ را پیاده سازی می کند یک ترانزیستور است. ترانزیستورها، از جمله ترانزیستورهای رایج و ترانزیستورهای اثر میدانی، می توانند به عنوان کلیدهای الکترونیکی استفاده شوند، یعنی با کنترل ولتاژ یک پایه (پایه ترانزیستور و دروازه ترانزیستور اثر میدان)، دو پایه دیگر. را می توان برای روشن یا خاموش کردن کنترل کرد.
با یک سوئیچ، مرحله بعدی داشتن مداری است که کلید را کنترل می کند. وظیفه این مدار خروجی سیگنال سوئیچ با سرعت بالا برای کنترل هدایت و قطع لوله سوئیچ می باشد. به این مدار مدار نوسانی می گویند. انواع مختلفی از مدارهای نوسانی در منابع تغذیه سوئیچینگ وجود دارد، صرف نظر از اینکه کدام یک برای ارائه سیگنال های کنترلی به ترانزیستور سوئیچینگ استفاده می شود.
پس از کنترل مدار کنترل، ولتاژ ورودی از AC فرکانس پایین به ولتاژ DC پالس فرکانس بالا تغییر می کند. برای کاهش ولتاژ به ترانسفورماتور وارد می شود و ولتاژ خروجی توسط ترانسفورماتور نیز اصلاح و فیلتر می شود تا به خروجی DC تبدیل شود و آن را برای کار در اختیار بار قرار می دهد. برخلاف ترانسفورماتورهای فرکانس برق، منبع تغذیه سوئیچینگ یک مدار تشخیص ولتاژ اضافی نیز دارد که سیگنال ولتاژ خروجی را شناسایی کرده و آن را برای تنظیم ولتاژ به مدار کنترل اولیه ترانسفورماتور بر می گرداند. این امر پایداری ولتاژ خروجی منبع تغذیه سوئیچینگ را بهبود می بخشد و دامنه ولتاژ ورودی گسترده ای را امکان پذیر می کند. بنابراین فرآیند کار یک منبع تغذیه سوئیچینگ در واقع از طریق چندین فرآیند AC DC، DC AC و سپس AC DC حاصل می شود.
در اینجا ممکن است این سوال وجود داشته باشد که آیا یک ترانسفورماتور فقط قادر به برق متناوب نیست، چرا برق DC از منبع تغذیه سوئیچینگ نیز می تواند از طریق ترانسفورماتور تبدیل شود؟ ترانسفورماتورها فقط می توانند از طریق برق AC عبور کنند و به طور خاص نیاز به تغییر در شار مغناطیسی دارند. فرکانس برق توان AC یک موج سینوسی با نیم سیکل مثبت و منفی است که منجر به تغییر در شار مغناطیسی می شود. منبع تغذیه سوئیچینگ، جریان مستقیم را از طریق یک لوله سوئیچ به جریان مستقیم پالسی تبدیل می کند. لوله سوئیچ شار مغناطیسی را از قطع به رسانایی و سپس از رسانایی به قطع تغییر می دهد.
