Kako radi sklopno regulirano napajanje?
Preklopno regulirano napajanje je vrsta napajanja koje radi pomoću preklopnih cijevi za kontrolu veličine izlaznog napona napajanja kako bi se stabilizirao izlaz. Njegov princip rada može se podijeliti u sljedeće aspekte:
Prvo, klasifikacija prekidačkog reguliranog napajanja
Prije razumijevanja principa rada sklopno reguliranog napajanja, moramo razumjeti klasifikaciju prekidačko reguliranog napajanja. Prema različitim metodama rada, prekidački regulirani izvor napajanja može se podijeliti na AC-DC prekidački izvor napajanja i DC-DC prekidački izvor napajanja.
AC-DC prekidački izvor napajanja: ulazni napon je izmjenična struja (AC), koja se pretvara u stabilni istosmjerni izlaz nakon ispravljanja, filtriranja, komutacijske kontrole i drugih procesa u ulaznom krugu.
DC-DC prekidačko napajanje: ulazni napon je istosmjerna struja, nakon prebacivanja pretvorbe, filtriranja i drugih procesa u ulaznom krugu, a zatim daje stabilnu istosmjernu struju za napajanje opterećenja.
Drugo, princip rada preklopne cijevi
U sklopno reguliranom napajanju neizostavna je primjena sklopnih cijevi. Preklopna cijev obično se odnosi na tranzistore, cijevi s efektom energetskog polja, bipolarne tranzistore s izoliranim vratima i druge poluvodičke komponente. Karakterizira ga niska statička potrošnja energije, velika brzina prebacivanja i visoka upravljivost.
Kada želimo kontrolirati napon, prvo trebamo napraviti izlazni napon napajanja višim ili jednakim željenom naponu, što će uključiti preklopnu cijev, a struja ide kroz preklopnu cijev u induktor. Kada struja prolazi kroz induktor, stvara se magnetsko polje i električni potencijal se stvara na žicama oko induktora. Ova elektromotorna sila stvara takozvanu oscilaciju u petlji u kondenzatoru, stvarajući periodični rezonantni napon. Kada se sklopna cijev prekine, struja u induktoru se iznenada prekida, a magnetska energija pohranjena u induktoru pokreće struju da nastavi teći i prolazi kroz izlaz koji troši opterećenje, koje proizvodi fiksni napon. Ovo se ponavlja kako bi se stvorio stabilan izlazni napon koji se može kontrolirati.
Treće, realizacija kruga sklopnog regulatora
Kao što znamo, brzina prebacivanja preklopne cijevi je vrlo brza, može ostvariti visokofrekventno prebacivanje, ima prednosti uštede energije, stabilnosti, visoke učinkovitosti i tako dalje. U prekidačkom reguliranom napajanju, prije svega, moramo dizajnirati sklop prekidačkog regulatora da bismo ostvarili kontrolu sklopne cijevi. Zatim se izlazni napon stabilizira filtriranjem, povratnom spregom i tako dalje.
U prekidačkom reguliranom napajanju, najčešće korišteni krugovi sklopnog regulatora su krug diodnog regulatora, krug induktivnog regulatora, krug regulatora magnetskog elementa i tako dalje, od kojih je najčešći krug regulatora induktora.
Krug induktivnog regulatora napona uglavnom se sastoji od sklopnih cijevi, induktora, kondenzatora, dioda i izlaznih krugova. Njegovo načelo rada je isto kao gore, kada je sklopna cijev uključena, izlazni napon se može regulirati pomoću induktora, a zatim se dovodi do opterećenja kroz izlazni krug. A u prekidačkoj cijevi, energija u induktoru može se pretvoriti u izlazni napon kroz diodu i regulirati.
Preklopno regulirano napajanje male i srednje snage može se realizirati izravno s pogonskim krugom tranzistora, dok preklopno regulirano napajanje veće snage zahtijeva upotrebu kontrolnih čipova ili analognih upravljačkih krugova za postizanje precizne kontrole.
Četvrto, kontrola povratne petlje
Kako se izlazni napon napajanja mijenja s temperaturom, opterećenjem i promjenama ulaznog napona, potrebno je regulirati izlazni napon. U prekidačkom reguliranom napajanju, kontrola povratne sprege često se koristi za stabilizaciju izlaznog napona praćenjem izlaznog napona i pružanjem povratne sprege i regulacije za stabilizaciju izlaznog napona.
Konkretno, regulacija povratne petlje ostvaruje regulaciju izlaznog napona uspoređujući razliku između izlaznog napona i postavljenog napona, te provodeći aritmetiku, pojačanje, filtriranje, a zatim kontrolirajući vodljivost i prekidanje sklopne cijevi. U tom procesu treba osigurati stabilnost sustava, odnosno da brzina regulacije bude dovoljno velika, ali ne prebrza jer će u suprotnom doći do nestabilnosti sustava.
Ukratko, preklopno regulirano napajanje široko je korištena vrsta napajanja, a njegovo načelo rada je korištenje preklopne cijevi za kontrolu napona, au isto vrijeme kroz filtriranje, povratnu petlju i druge načine regulacije i upravljanja napon, kako bi se postigao stabilan i kontroliran izlazni napon. Sa stalnim napretkom tehnologije, sklopno regulirano napajanje postalo je neizostavan dio mnogih elektroničkih uređaja, uvelike promičući razvoj i inovacije elektroničke industrije.
