Virtalähdepiirillä on tärkeä rooli kaikissa sähkö- ja elektroninen piiri sähkövirran tuottamiseksi pöllöpiirille tai kuormille, kuten koneille, tietokoneille jne. Nämä erilaiset kuormat vaativat erilaisia tehomuotoja eri alueilla ja ominaisuuksilla. Joten teho muunnetaan haluttuun muotoon käyttämällä erilaisia tehomuuntajia. Periaatteessa erilaiset kuormat toimivat erityyppisten virtalähteiden kanssa, kuten SMPS (kytkentätilan virtalähde), vaihtovirtalähde, vaihtovirta - tasavirta, ohjelmoitava virtalähde, korkea jännite virtalähde & keskeytymätön virtalähde.
Kytkintila virtalähde
Mikä on SMPS (Switch-Mode Power Supply)?
SMPS määritellään seuraavasti: kun virtalähde sisältyy kytkinsäätölaitteeseen sähkövirran muuntamisesta muodosta toiseen muotoon, jolla on tarvittavat ominaisuudet, kutsutaan kytkentätilan virtalähteeksi. Tätä virtalähdettä käytetään säädetyn DC o / p -jännitteen saavuttamiseen DC i / p -jännitteestä tai säätelemättömästä vaihtovirrasta.
SMPS
SMPS on monimutkainen piiri, kuten muutkin virtalähteet, se toimittaa lähteestä kuormiin. MPS on ratkaisevan tärkeä sähköä kuluttaville erilaisille sähkö- ja elektroniikkalaitteille sekä elektronisten projektien suunnittelulle.
SMPS: n topologiat
SMPS: n topologiat on luokiteltu erityyppisiin tyyppeihin, kuten AC-DC-muunnin, DC-DC-muunnin, Forward Converter ja Flyback-muunnin.
Kytkintilan virtalähteen toimintaperiaate
Kytkinmoodin virtalähteen topologioiden toimintaa käsitellään jäljempänä.
DC-DC-muunnin SMPS toimii
Tässä virtalähteessä korkeajännitteinen tasavirta hankitaan suoraan tasavirtalähteestä. Sitten tämä korkeajännitteinen DC-teho kytketään yleensä alueelle 15KHz-5KHz. Ja sitten se syötetään 50 Hz: n porrasmuuntajan yksikköön. Tämän muuntajan o / p on syötetään tasasuuntaajalle , heille tätä oikaistua o / p-tehoa käytetään kuormituksen lähteenä, ja oskillaattorin ON-aikaa ohjataan ja muodostetaan suljetun silmukan säädin.
DC-DC-muunnin SMPS
Kytkentävirtalähdettä o / p säädetään käyttämällä Pulssinleveysmodulaatio Kuten edellä olevassa piirissä on esitetty, kytkintä ohjaa PWM-oskillaattori, sitten epäsuorasti alamuuntajaa ohjataan, kun muuntajalle syötetty teho. Siksi o / p: tä ohjataan pulssin leveyden moduloinnilla, koska tämä o / p-jännite ja PWM-signaali ovat kääntäen verrannollisia toisiinsa. Jos käyttöjakso on 50%, maksimi teho siirtyy muuntajan kautta, ja jos käyttöjakso putoaa, myös muuntajan teho laskee vähentämällä tehohäviötä.
AC -DC-muunnin SMPS toimii
Tämän tyyppisellä SMPS: llä on AC i / p ja se muunnetaan tasavirraksi tasasuuntaajan ja suodattimen avulla. Tämä säätelemätön tasajännite syötetään tehokertoimen korjaus piirejä, koska se vaikuttaa. Tämä johtuu siitä, että jännitepiikkien ympärillä tasasuuntaaja vetää lyhyitä virtapulsseja, joilla on merkittävästi korkeataajuinen energia, joka vaikuttaa pienentämiskykyyn.
AC-DC-muunnin SMPS
Se liittyy melkein edellä mainittuun muuntajaan, mutta DC-virtalähteen sijasta tässä olemme käyttäneet AC i / p: tä. Joten tasasuuntaajan ja suodattimen seosta, tätä lohkokaaviota käytetään vaihtamaan vaihtovirta tasavirtaan ja kytkentäoperaatio suoritetaan käyttämällä teho-MOSFET-vahvistinta. MOSFET-transistori kuluttaa vähäistä resistanssia ja voi vastustaa suuria virtoja. Kytkennän taajuus valitaan siten, että se on pidettävä matalalla normaalille ihmiselle (yli 20 KHz) ja kytkennän toimintaa ohjataan takaisinkytkennällä PWM-oskillaattorin avulla.
Jälleen tämä AC-jännite syötetään o / p muuntajan yllä olevassa kuvassa esitetyllä tavalla jännitetasojen nostamiseksi tai laskemiseksi. Tämän jälkeen tämän muuntajan o / p korjataan ja tasoitetaan käyttämällä o / p-suodatinta ja tasasuuntaajaa. O / p-jännitettä ohjataan takaisinkytkentäpiirillä vertaamalla sitä vertailujännitteeseen.
Fly-back Converter SMPS toimii
SMPS-piiriä, jolla on hyvin pieni o / p-teho (alle 100 W), kutsutaan paluumuuntimen SMPS: ksi. Tämän tyyppinen SMPS on hyvin matala ja yksinkertainen piiri verrattuna muihin SMPS-piireihin. Tämän tyyppistä SMPS: ää käytetään pienitehoisiin sovelluksiin.
Fly-back Converter -tyyppinen SMPS
Vakio suuruudeltaan säätelemätön i / p-jännite muutetaan edulliseksi o / p-jännitteeksi vaihtamalla nopeasti MOSFETiä käyttäen, kytkentätaajuus on noin 100 kHz. Jännitteen eristys voidaan saavuttaa käyttämällä muuntajaa. Kytkimen toimintaa voidaan ohjata käyttämällä PWM: ää samalla, kun suoritetaan käytännöllinen paluumuunnin.
Paluumuuntajalla on erilaiset ominaisuudet kuin normaalilla muuntajalla. Paluumuuntajalla on kaksi käämiä, jotka toimivat magneettisesti kytkettynä induktorina. Tämän muuntajan o / p toimitetaan kondensaattorin ja diodi suodattamista ja oikaisua varten . Kuten yllä olevassa kuvassa on esitetty, SMPS: n o / p voidaan pitää jännitteenä suodatinkondensaattorin yli.
Välitä muunnin tyyppi SMPS toimii
Tämän tyyppinen SMPS on melkein sama kuin fly back -muunnintyyppinen SMPS. Mutta tämän tyyppisessä SMPS: ssä ohjaus on kytketty muuntajan toisiokäämin o / p: hen kytkimen ohjaamiseksi. Palautusmuuntimeen verrattuna suodatus- ja tasauspiiri on monimutkainen.
Välitä muunnin tyyppi SMPS
Tätä kutsutaan myös DC-DC-buck-muuntimeksi yhdessä muuntajan kanssa, jota käytetään skaalaukseen ja eristämiseen. 'D1' -diodi- ja 'C' -kondensaattorin lisäksi o / p: n päähän on kytketty induktori L ja diodi D. Jos ”S” -kytkin kytketään päälle, i / p annetaan muuntajan ensiökäämälle. Siksi muuntajan toissijaisessa käämissä syntyy skaalattu jännite.
Siksi D1-diodi siirtyy eteenpäin esijännitetyksi ja skaalattu jännite kulkee LPF: n läpi kuormitusta eteenpäin. Kun kytkin S käännetään PÄÄLLE, käämin läpi kulkevat virrat saavuttavat nollan. Induktiivisen suodattimen ja kuorman läpi kulkevaa virtaa ei kuitenkaan voida muuttaa pian, ja kaistalevy tälle virralle tarjotaan rannediodilla D2. Käyttämällä suodattimen induktoria vaaditaan jännite D2-diodin yli ja pitämään sähkömagneettinen voima, joka tarvitaan virran vakauden ylläpitämiseen induktiivisessa suodattimessa. Vaikka virta putoaa o / p-jännitettä vasten, melkein vakio o / p-jännite säilyy suuren kapasitiivisen suodattimen olemassaolon kanssa. Sitä käytetään säännöllisesti erilaisiin kytkentäsovelluksiin, joiden tehoalue on 100–200 W.
Tässä on kyse kytkinmoodin virtalähde ja sen tyypit, joihin kuuluu Buck-muunnin, Buck-boost-muunnin Itse oskilloiva paluumuunnin, Boost-muunnin, Cuk, Sepic, Boost-buck. Mutta tässä artikkelissa käsitellään muutamia SMPS-tyyppejä, jotka ovat AC-DC-muunnin, DC-DC-muunnin, eteenpäin ja paluumuunnin. Lisäksi kaikki SMPS-tyyppien tiedot saattoivat antaa palautetta antaa ehdotuksiasi, kommentteja alla olevassa kommenttiosassa.
