Princip rada transformatora snage frekvencije i napajanja
Princip rada transformatora snage frekvencije je relativno jednostavan. Ulazni izmjenični napon frekvencije napajanja iz primarne zavojnice pretvara se u magnetsko polje, koje se prenosi kroz magnetski materijal (obično silikonski čelični lim) na sekundarnu zavojnicu da inducira napon. Izlazna frekvencija je ista kao i ulazna frekvencija, a napon se smanjuje prema omjeru zavoja zavojnice prvog stupnja (ako ima više zavoja sekundara, to je pojačanje). Zbog činjenice da transformator proizvodi izmjeničnu struju, dok većina električnih krugova koristi istosmjernu struju, izlazni napon transformatora treba ispraviti, filtrirati, stabilizirati i drugi krugovi postati relativno gladak i stabilan napon za strujni krug opterećenja. raditi.
Glavna transformatorska komponenta sklopnog napajanja je još uvijek transformator, a također slijedi pravilo da je omjer napona jednak omjeru zavoja. Za razliku od mrežnih frekvencijskih transformatora, prekidački izvori napajanja trebaju povećati radnu frekvenciju, što znači da moraju pretvarati niskofrekventni izmjenični napon u visokofrekventni izmjenični napon, što zahtijeva implementaciju dodatnih upravljačkih krugova. Budući da rad kruga zahtijeva istosmjernu struju, ulazni izmjenični napon treba ispraviti da postane istosmjerni napon prije nego što se njime može upravljati kroz sljedeći krug. Uzimajući uobičajeno korišteni krug punjača za mobilni telefon kao primjer, ukratko ćemo razumjeti princip rada preklopnog napajanja.
Nakon ispravljanja i filtriranja, ulazni napon od 220 V AC postat će istosmjerni napon od oko 310 V (tj. vršni napon od 220 V AC). Zatim je potrebno taj istosmjerni napon pretvoriti u visokofrekventni izmjenični napon. Najjednostavniji način pretvaranja tog napona u visokofrekventnu izmjeničnu struju je pomoću prekidača koji se brzo otvara i zatvara, pretvarajući istosmjernu struju u brzi pulsni istosmjerni napon. Komponenta koja implementira ovu sklopku je tranzistor. Tranzistori, uključujući uobičajeno korištene tranzistore i tranzistore s efektom polja, mogu se koristiti kao elektronički prekidači, odnosno kontroliranjem napona jednog pina (baza tranzistora i vrata tranzistora s efektom polja), druga dva pina može se kontrolirati za uključivanje ili isključivanje.
S prekidačem, sljedeći korak je imati krug koji upravlja prekidačem. Funkcija ovog kruga je izlaz signala prekidača velike brzine za kontrolu provođenja i prekida cijevi prekidača. Taj se krug naziva titrajni krug. Postoje mnoge vrste oscilacijskih krugova u sklopnim izvorima napajanja, neovisno o tome koji se koristi za pružanje upravljačkih signala sklopnom tranzistoru.
Nakon što ga kontrolira upravljački krug, ulazni napon se mijenja iz niskofrekventnog AC u visokofrekventni pulsni istosmjerni napon. Unosi se u transformator za smanjenje napona, a izlazni napon transformatora se također ispravlja i filtrira kako bi postao istosmjerni izlaz, dajući ga opterećenju za rad. Za razliku od energetskih frekvencijskih transformatora, sklopno napajanje također ima dodatni krug detekcije napona, koji detektira signal izlaznog napona i vraća ga natrag u primarni upravljački krug transformatora za regulaciju napona. To poboljšava stabilnost izlaznog napona preklopnog napajanja i omogućuje široki raspon ulaznog napona. Dakle, radni proces prekidačkog napajanja zapravo se postiže kroz nekoliko procesa AC DC, DC AC, a zatim AC DC.
Ovdje se može pojaviti pitanje, nije li transformator sposoban samo za izmjeničnu struju, zašto se istosmjerna struja iz prekidačkog napajanja također može transformirati kroz transformator? Transformatori mogu prolaziti samo kroz izmjeničnu struju, posebno zahtijevajući promjene u magnetskom toku. Frekvencija napajanja AC struja je sinusni val s pozitivnim i negativnim poluciklusom, što će rezultirati promjenama u magnetskom toku. Preklopni izvori napajanja pretvaraju istosmjernu struju u impulsnu istosmjernu struju kroz sklopnu cijev. Preklopna cijev mijenja magnetski tok od graničnog do vodljivog, a zatim od vodljivog do graničnog.
