Kako funkcionira prekidačko regulirano napajanje?
Preklopno regulirano napajanje je vrsta napajanja koja radi korištenjem prekidačkih cijevi za kontrolu veličine izlaznog napona napajanja kako bi se stabilizirao izlaz. Njegov princip rada može se podijeliti na sljedeće aspekte:
Prvo, klasifikacija komutacijskog reguliranog napajanja
Prije razumijevanja principa rada komutacijskog reguliranog napajanja, moramo razumjeti klasifikaciju komutacijskog reguliranog napajanja. Prema različitim metodama rada, prekidačko regulirano napajanje može se podijeliti na AC-DC prekidačko napajanje i DC-DC prekidačko napajanje.
AC-DC prekidačko napajanje: ulazni napon je naizmjenična struja (AC), koja se pretvara u stabilan DC izlaz nakon ispravljanja, filtriranja, kontrole prebacivanja i drugih procesa u ulaznom kolu.
DC-DC prekidačko napajanje: ulazni napon je istosmjerna struja, nakon komutacijske konverzije, filtriranja i drugih procesa u ulaznom krugu, a zatim izlaz stabilne istosmjerne struje za napajanje opterećenja.
Drugo, princip rada preklopne cijevi
U komutacijskom reguliranom napajanju nezamjenjiva je primjena rasklopnih cijevi. Preklopna cijev se obično odnosi na tranzistore, cijevi s efektom polja snage, bipolarne tranzistore s izoliranim vratima i druge poluvodičke komponente. Karakterizira ga niska statička potrošnja energije, velika brzina prebacivanja i visoka upravljivost.
Kada želimo da kontrolišemo napon, prvo treba da povećamo izlazni napon napajanja ili jednak željenom naponu, što će uključiti prekidačku cijev, a struja prolazi kroz cijev za prebacivanje u induktor. Kada struja prolazi kroz induktor, formira se magnetsko polje i električni potencijal se stvara na žicama oko induktora. Ova elektromotorna sila stvara takozvanu oscilaciju petlje u kondenzatoru, stvarajući periodični rezonantni napon. Kada se prekidačka cijev prekine, struja u induktoru se iznenada prekida, a magnetska energija pohranjena u induktoru pokreće struju da nastavi da teče i prođe kroz izlaz koji će potrošiti opterećenje, koje daje fiksni napon. Ovo se ponavlja kako bi se stvorio stabilan i kontrolisan izlazni napon.
Treće, realizacija sklopa prekidača regulatora
Kao što znamo, brzina prebacivanja prekidačke cijevi je vrlo velika, može ostvariti visokofrekventno prebacivanje, ima prednosti uštede energije, stabilnosti, visoke efikasnosti i tako dalje. U komutacijskom reguliranom napajanju, prije svega, trebamo dizajnirati sklop sklopnog regulatora za realizaciju kontrole prekidačke cijevi. Zatim se izlazni napon stabilizira filtriranjem, povratnom spregom i tako dalje.
U prekidačkom reguliranom napajanju, najčešće korišteni sklopovi prekidača regulatora su diodni regulatorni krug, krug regulatora induktora, krug regulatora magnetskih elemenata i tako dalje, od kojih je najčešći krug regulatora induktora.
Krug induktivnog regulatora napona uglavnom se sastoji od prekidačkih cijevi, induktora, kondenzatora, dioda i izlaznih kola. Njegov princip rada je isti kao gore, kada je sklopna cijev uključena, izlazni napon se može regulirati induktorom, a zatim se dovodi do opterećenja kroz izlazni krug. I u prekidu prekidačke cijevi, energija u induktoru se može pretvoriti u izlazni napon kroz diodu i regulirati.
Regulisano napajanje malom i srednjem snagom može se realizovati direktno sa tranzistorskim pogonskim krugom, dok veće prekidačko regulisano napajanje zahteva upotrebu kontrolnih čipova ili analognih kontrolnih kola za postizanje precizne kontrole.
Četvrto, kontrola povratne sprege
Kako se izlazni napon napajanja mijenja s promjenom temperature, opterećenja i ulaznog napona, izlazni napon treba regulisati. U prekidačkom reguliranom napajanju, kontrola povratne sprege se često koristi za stabilizaciju izlaznog napona praćenjem izlaznog napona i pružanjem povratne informacije i regulacije za stabilizaciju izlaznog napona.
Konkretno, kontrola povratne sprege u petlji ostvaruje regulaciju izlaznog napona upoređivanjem razlike između izlaznog napona i postavljenog napona, i obavlja aritmetiku, pojačavanje, filtriranje, a zatim kontroliše provodljivost i prekid uklopne cijevi. U ovom procesu treba osigurati stabilnost sistema, odnosno da je brzina regulacije dovoljno brza, ali ne prebrza jer će u suprotnom uzrokovati nestabilnost sistema.
Ukratko, prekidačko regulirano napajanje je široko rasprostranjena vrsta napajanja, a njegov princip rada je korištenje prekidačke cijevi za kontrolu napona, a istovremeno kroz filtriranje, povratnu spregu i druge načine regulacije i kontrole napon, kako bi se postigao stabilan i kontrolisan izlazni napon. Uz kontinuirani napredak tehnologije, prekidačko regulirano napajanje postalo je nezamjenjiv dio mnogih elektroničkih uređaja, uvelike promovirajući razvoj i inovacije elektronske industrije.
