Circuitul de alimentare are un rol esențial în fiecare electricitate și circuit electronic pentru a furniza energie electrică circuitului bufniței sau sarcini precum mașini, computere etc. Aceste încărcături diferite necesită diferite forme de putere la diferite game și caracteristici. Deci, puterea este convertită în forma dorită folosind diferiți convertoare de putere. Practic, diferite sarcini funcționează cu diferite tipuri de surse de alimentare, cum ar fi SMPS (modul de alimentare cu comutare), sursa de curent alternativ, sursa de curent alternativ în curent continuu, sursa de alimentare programabilă, tensiune înaltă alimentare electrică & sursă de alimentare neîntreruptibilă.
Sursă de alimentare cu modul de comutare
Ce este SMPS (Switch-Mode Power Supply)?
SMPS este definit ca atunci când sursa de alimentare este inclusă cu regulatorul de comutare de la conversia energiei electrice dintr-o formă în alta formă cu caracteristicile necesare se numește sursa de alimentare în modul de comutare. Această sursă de alimentare este utilizată pentru a obține o tensiune DC o / p reglementată de la tensiunea DC i / p sau AC neregulată.
SMPS
SMPS este un circuit complicat ca alte surse de alimentare, alimentează de la o sursă la sarcini. MPS este crucial pentru diferite aparate electrice și electronice care consumă energie și, de asemenea, pentru proiectarea proiectelor electronice.
Topologiile SMPS
Topologiile SMPS sunt clasificate în diferite tipuri, cum ar fi convertorul AC-DC, convertorul DC-DC, convertorul forward și convertorul Flyback.
Principiul de funcționare a sursei de alimentare în modul comutator
Funcționarea topologiilor unei surse de alimentare în modul comutator este discutată mai jos.
Convertor DC-DC SMPS funcționează
În această sursă de energie, o putere de înaltă tensiune DC este achiziționată direct de la o sursă de curent continuu. Apoi, această putere de înaltă tensiune DC este comutată de obicei în intervalul 15KHz-5KHz. Și, apoi, este alimentat la o unitate de transformare descendentă de 50Hz. O / p al acestui transformator este alimentat la redresor , aceste puteri o / p rectificate sunt folosite ca sursă de sarcini, iar timpul de pornire al oscilatorului este controlat și se formează un regulator cu buclă închisă.
Convertor DC la CC SMPS
Alimentarea cu comutare o / p este reglată prin utilizarea Modulația lățimii pulsului prezentat în circuitul de mai sus, comutatorul este acționat de oscilatorul PWM, apoi în mod indirect, transformatorul pas cu pas este controlat atunci când puterea este alimentată transformatorului. Prin urmare, o / p este controlat de modulația lățimii impulsului, deoarece această tensiune o / p și semnalul PWM sunt invers proporționale între ele. Dacă ciclul de funcționare este de 50%, atunci puterea maximă este transferată prin transformator și, dacă ciclul de funcționare scade, atunci puterea din transformator scade și prin scăderea disipării puterii.
Convertor AC-DC SMPS funcționează
Acest tip de SMPS are un AC i / p și este convertit în DC utilizând redresor și filtru. Această tensiune DC nereglementată este alimentată către corectarea factorului de putere circuitele pe măsură ce este afectat. Acest lucru se datorează faptului că, în jurul vârfurilor de tensiune, redresorul atrage impulsuri scurte de curent cu energie semnificativ de înaltă frecvență care afectează factorul de putere pentru a reduce.
Convertor CA la CC SMPS
Este aproape legat de convertorul discutat mai sus, dar în locul alimentării cu curent continuu, aici am folosit AC i / p. Deci, amestecul redresorului și filtrului, această diagramă bloc este utilizată pentru conversia AC în DC și operațiunea de comutare se face utilizând un amplificator MOSFET de putere. Tranzistor MOSFET consumă o rezistență redusă și poate rezista la curenți mari. Frecvența comutării este selectată astfel încât să fie menținută scăzută pentru ființele umane normale (peste 20 KHz) și acțiunea comutării este controlată printr-un feedback folosind oscilatorul PWM.
Din nou, această tensiune de curent alternativ este alimentată către o / p a transformatorului prezentat în figura de mai sus pentru a crește sau a reduce nivelurile de tensiune. Apoi, o / p-ul acestui transformator este corectat și netezit folosind filtrul o / p și un redresor. Tensiunea o / p este controlată de un circuit de feedback prin asemănarea cu tensiunea de referință.
Fly-back Converter SMPS funcționează
Circuitul SMPS care are o putere o / p foarte mică (mai puțin de 100W) este numit convertor fly-back SMPS. Acest tip de SMPS este un circuit foarte redus și simplu în comparație cu alte circuite SMPS. Acest tip de SMPS este utilizat pentru aplicații cu putere redusă.
Fly-back Converter tip SMPS
Tensiunea neregulată i / p cu o magnitudine constantă este schimbată într-o tensiune preferată o / p prin comutarea rapidă utilizând un MOSFET frecvența comutării este de aproximativ 100 kHz. Izolarea tensiunii poate fi atinsă folosind un transformator. Funcționarea comutatorului poate fi controlată prin utilizarea unui PWM în timp ce executați un convertor practic fly-back.
Transformatorul fly-back prezintă caracteristici diferite în comparație cu transformatorul normal. Transformatorul fly-back include două înfășurări care acționează ca un inductor cuplat magnetic. O / p-ul acestui transformator este livrat printr-un condensator și diodă pentru filtrare, precum și pentru rectificare . Așa cum se arată în figura de mai sus, o / p al SMPS poate fi luat ca tensiune pe condensatorul filtrului.
Tip de convertor înainte SMPS Funcționează
Acest tip de SMPS este aproape același cu convertorul tip fly back SMPS. Dar, în acest tip de SMPS, un control este conectat la o / p a înfășurării secundare a transformatorului pentru a controla comutatorul. În comparație cu convertorul fly back, circuitul de filtrare și rectificare este complicat.
Convertor forward tip SMPS
Acesta este, de asemenea, numit convertor DC-DC buck, împreună cu un transformator care este utilizat pentru scalare și izolare. În plus față de dioda „D1” și condensatorul „C”, un inductor L și o diodă D sunt conectate la sfârșitul lui o / p. Dacă comutatorul „S” este pornit, atunci i / p este dat înfășurării primare a transformatorului. Prin urmare, la înfășurarea secundară a transformatorului se produce o tensiune la scară.
Prin urmare, dioda D1 devine polarizată înainte și tensiunea scalată este trecută prin LPF continuând încărcarea. Când comutatorul S este PORNIT, atunci curenții prin înfășurare ajung la zero, Cu toate acestea, curentul prin filtrul inductiv și sarcina nu pot fi schimbate în scurt timp și o bandă este oferită acestui curent de către dioda de coastă D2. Prin utilizarea inductorului de filtru, tensiunea necesară în dioda D2 și pentru a menține forța electromagnetică necesară pentru menținerea stabilității curentului la filtrul inductiv. Chiar dacă curentul scade împotriva tensiunii o / p, aproape tensiunea constantă o / p este susținută cu existența unui filtru capacitiv mare. Este utilizat în mod regulat pentru diverse aplicații de comutare cu o gamă de putere de 100 W până la 200 W.
Aici este vorba alimentarea cu energie a modului de comutare și tipurile sale care implică convertor Buck, convertor Buck-boost Convertor auto-oscilant fly-back, convertor Boost, Cuk, Sepic, Boost-buck. Dar, câteva tipuri de SMPS sunt discutate în acest articol, acestea fiind convertorul AC-DC, convertorul DC-DC, convertorul Forward și Fly-back. În plus, orice informație referitoare la tipurile de SMPS nu a putut să ofere feedback pentru a oferi sugestii, comentarii în secțiunea de comentarii de mai jos.
