Az áramellátás áramköre alapvető szerepet játszik minden elektromos és elektronikus áramkör villamos energia biztosítása a bagoly áramkörnek vagy olyan terheléseknek, mint a gépek, számítógépek stb. Ezek a különböző terhelések különböző teljesítmény-formákat igényelnek, különböző tartományokban és jellemzőkben. Tehát a teljesítményt különféle átalakítókkal alakítják át a kívánt formára. Alapvetően a különböző terhelések különböző típusú tápegységekkel működnek, például SMPS (kapcsoló üzemmódú tápegység), váltóáramú tápegység, váltóáramú - egyenáramú tápegység, programozható tápegység, nagyfeszültségű tápegység és szünetmentes tápegység.
Kapcsoló üzemmódú tápegység
Mi az SMPS (kapcsolóüzemű tápegység)?
Az SMPS definíciója az, hogy amikor az áramellátást a kapcsolószabályozóval együtt szállítjuk, az elektromos energia egyik formáról a másikra való átalakítására a szükséges jellemzőkkel kapcsolóüzemű tápellátásnak nevezzük. Ezt a tápegységet arra használják, hogy a DC i / p feszültségből vagy a nem szabályozott váltakozó áramból származó szabályozott DC o / p feszültséget érje el.
SMPS
Az SMPS bonyolult áramkör, mint más tápegységek, forrásból táplálja a terheléseket. Az MPS kulcsfontosságú a különböző elektromos és elektronikus készülékek számára, amelyek energiát fogyasztanak, valamint az elektronikus projektek megtervezése szempontjából is.
Az SMPS topológiái
Az SMPS topológiái különböző típusokba sorolhatók, például AC-DC átalakító, DC-DC átalakító, Forward Converter és Flyback átalakító.
A kapcsolóüzemű tápegység működési elve
A kapcsolóüzemű tápegységek működését az alábbiakban tárgyaljuk.
DC-DC átalakító SMPS működik
Ebben az áramforrásban a nagyfeszültségű egyenáramot közvetlenül egy egyenáramú áramforrásból szerzik be. Ezután ezt a nagyfeszültségű egyenáramot általában a 15KHz-5KHz tartományba kapcsolják. Ezután egy 50Hz-es visszalépő transzformátor egységbe táplálják. Ennek a transzformátornak az o / p értéke az egyenirányítóba táplálják , ezt a rektifikált o / p teljesítményt használják terhelések forrásaként, és az oszcillátor BE-idejét szabályozzák, és zárt hurkú szabályozót alakítanak ki.
DC-DC átalakító SMPS
A kapcsoló-tápellátás o / p használatával szabályozható Impulzus szélesség moduláció a fenti áramkörben látható, a kapcsolót a PWM oszcillátor hajtja, majd indirekt módon a visszalépő transzformátort vezérlik, amikor a transzformátorhoz táplált áramot táplálják. Ezért az o / p-t az impulzusszélesség moduláció vezérli, mivel ez az o / p feszültség és PWM jel fordítottan arányos egymással. Ha a munkaciklus 50%, akkor a maximális teljesítmény a transzformátoron keresztül kerül átadásra, és ha a munkaciklus csökken, akkor a transzformátor teljesítménye is csökken az energiaeloszlás csökkentésével.
AC -DC átalakító SMPS működik
Ez a típusú SMPS rendelkezik AC i / p-vel, és egyenirányító és szűrő segítségével DC-vé alakítja. Ezt a szabályozatlan egyenfeszültséget táplálja a teljesítménytényező korrekció áramkörök, mivel ez érintett. Ennek oka, hogy a feszültségcsúcsok körül az egyenirányító rövid áramimpulzusokat húz, amelyek jelentősen nagyfrekvenciás energiával rendelkeznek, ami befolyásolja a csökkentési teljesítménytényezőt.
AC-DC átalakító SMPS
Szinte kapcsolatban áll a fent tárgyalt átalakítóval, de az egyenáramú tápegység helyén itt AC i / p-t használtunk. Tehát, az egyenirányító és a szűrő keveréke, ezt a blokkdiagramot használják az AC átalakítására DC-re, és a kapcsolási műveletet egy MOSFET teljesítményerősítő segítségével hajtják végre. A MOSFET tranzisztor alacsony ellenállást fogyaszt és ellenáll a nagy áramoknak. A kapcsolás frekvenciáját úgy választják meg, hogy azt alacsonyan kell tartani a normál emberi lényeknél (20 kHz felett), és a kapcsolás működését a PWM oszcillátor segítségével visszacsatolás vezérli.
Ez az AC feszültség megint a o / p transzformátor a fenti ábrán látható módon növelheti vagy csökkentheti a feszültség szintjét. Ezután a transzformátor o / p-ját az o / p szűrő és egy egyenirányító segítségével kijavítják és elsimítják. Az o / p feszültséget egy visszacsatoló áramkör szabályozza, összehasonlítva azt a referenciafeszültséggel.
Visszatérő átalakító SMPS működik
Az SMPS áramkört, amelynek nagyon alacsony o / p teljesítménye van (kevesebb, mint 100 W), visszacsatoló átalakító SMPS-nek hívják. Ez a fajta SMPS nagyon alacsony és egyszerű áramkör a többi SMPS áramkörhöz képest. Ezt a típusú SMPS-t alacsony fogyasztású alkalmazásokhoz használják.
Fly-back Converter típusú SMPS
Az állandó nagyságú szabályozatlan i / p feszültséget előnyös o / p feszültséggé változtatja azáltal, hogy gyorsan kapcsolunk egy MOSFET segítségével, a kapcsolás frekvenciája 100 kHz körül van. A feszültség leválasztása transzformátor segítségével érhető el. A kapcsoló működését egy PWM használatával lehet szabályozni, miközben egy praktikus fly-back átalakítót hajtanak végre.
A visszaváltó transzformátor különbözõ jellemzõkkel rendelkezik a normál transzformátorral szemben. A visszacsatolt transzformátor két tekercset tartalmaz, amelyek mágnesesen kapcsolt induktorként funkcionálnak. Ennek a transzformátornak az o / p-je egy kondenzátoron keresztül érkezik és dióda szűréshez és egyenirányításhoz . Amint a fenti ábra mutatja, az SMPS o / p-je feszültségként vehető fel a szűrőkondenzátoron.
Forward Converter típusú SMPS Working
Ez a fajta SMPS majdnem megegyezik a fly back konverter típusú SMPS-kel. De ebben a típusú SMPS-ben egy vezérlő van csatlakoztatva a transzformátor szekunder tekercsének o / p-jén a kapcsoló vezérléséhez. A visszarepülő átalakítóhoz képest a szűrési és egyenirányító áramkör bonyolult.
Forward Converter típusú SMPS
Ezt DC-DC buck konverternek is nevezik, egy transzformátorral együtt, amelyet méretezésre és szigetelésre használnak. Az o / p végén a „D1” dióda és „C” kondenzátor mellett egy L induktivitást és egy D diódát csatlakoztatnak. Ha az „S” kapcsoló bekapcsol, akkor az i / p a transzformátor elsődleges tekercsére kerül. Ezért a transzformátor másodlagos tekercsén méretezett feszültség keletkezik.
Ezért a D1 dióda előre torzul, és átméretezett feszültséget továbbítanak az LPF-en keresztül a terhelés előrehaladtával. Amikor az S kapcsolót BE kapcsoljuk, akkor a tekercsen átáramló áramok nullára érnek. Az induktív szűrőn és a terhelésen átáramló áramot azonban nem lehet rövid időn belül megváltoztatni, és a D2 lejtős dióda sávot kínál ennek az áramnak. A szűrő induktorának használatával a szükséges feszültség a D2 diódán és az induktív szűrőn az áram stabilitásának fenntartásához szükséges elektromágneses erő megtartásához. Annak ellenére, hogy az áram az o / p feszültséggel szemben esik, a nagy kapacitív szűrő meglétével szinte az állandó o / p feszültség fennmarad. Rendszeresen használják különféle kapcsolási alkalmazásokhoz 100 W-tól 200 W-ig.
Ez az egész kapcsoló üzemmódú tápegység és típusai, amelyek magukban foglalják a Buck konvertert, a Buck-boost konvertert, önmagában oszcilláló fly-back konvertert, Boost konvertert, Cukot, Sepic-et, Boost-buckot. Néhány, az SMPS-t pedig ebben a cikkben tárgyalunk: ezek az AC-DC átalakító, a DC-DC átalakító, az előre és a visszacsatolás átalakító. Ezenkívül az SMPS típusaival kapcsolatos bármilyen információt szabadon visszajelezhet, hogy javaslatait, észrevételeit megtehesse az alábbi megjegyzés részben.
