Το κύκλωμα τροφοδοσίας παίζει ουσιαστικό ρόλο σε κάθε ηλεκτρικό και ηλεκτρονικό κύκλωμα για παροχή ηλεκτρικής ισχύος στο κύκλωμα κουκουβάγιας ή φορτία όπως μηχανές, υπολογιστές κ.λπ. Αυτά τα διαφορετικά φορτία απαιτούν διαφορετικές μορφές ισχύος σε διάφορα εύρη και χαρακτηριστικά. Έτσι, η ισχύς μετατρέπεται στην επιθυμητή μορφή χρησιμοποιώντας διαφορετικούς μετατροπείς ισχύος. Βασικά, διαφορετικά φορτία λειτουργούν με διάφορους τύπους τροφοδοτικών, όπως SMPS (τροφοδοσία εναλλαγής λειτουργίας), τροφοδοσία εναλλασσόμενου ρεύματος, τροφοδοσία AC σε DC, προγραμματιζόμενη τροφοδοσία, υψηλή τάση παροχή ηλεκτρικού ρεύματος & αδιάλειπτη τροφοδοσία.
Τροφοδοσία λειτουργίας διακόπτη
Τι είναι το SMPS (Switch-Mode Power Supply);
Το SMPS ορίζεται ως, όταν το τροφοδοτικό περιλαμβάνεται με τον ρυθμιστή εναλλαγής από τη μετατροπή ηλεκτρικής ισχύος από μια μορφή σε άλλη μορφή με τα απαραίτητα χαρακτηριστικά ονομάζεται τροφοδοσία λειτουργίας διακόπτη. Αυτό το τροφοδοτικό χρησιμοποιείται για την επίτευξη ρυθμιζόμενης τάσης DC o / p από την τάση DC i / p ή από μη ρυθμιζόμενο AC.
SMPS
Το SMPS είναι ένα περίπλοκο κύκλωμα όπως άλλα τροφοδοτικά, τροφοδοτεί από μια πηγή στα φορτία. Το MPS είναι ζωτικής σημασίας για διαφορετικές ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές συσκευές που καταναλώνουν ενέργεια και επίσης για το σχεδιασμό ηλεκτρονικών έργων.
Τοπολογίες του SMPS
Οι τοπολογίες του SMPS κατηγοριοποιούνται σε διαφορετικούς τύπους όπως AC-DC converter, DC-DC converter, Forward Converter και Flyback converter.
Αρχή λειτουργίας της τροφοδοσίας λειτουργίας διακόπτη
Η λειτουργία τοπολογιών τροφοδοσίας εναλλαγής λειτουργίας περιγράφεται παρακάτω.
DC-DC Converter SMPS σε λειτουργία
Σε αυτήν την πηγή ισχύος, μια τάση DC υψηλής τάσης αποκτάται απευθείας από μια πηγή ισχύος DC. Στη συνέχεια, αυτή η ισχύς DC υψηλής τάσης αλλάζει συνήθως στην περιοχή 15KHz-5KHz. Και, στη συνέχεια, τροφοδοτείται σε μια μονάδα μετασχηματιστή 50Hz. Το o / p αυτού του μετασχηματιστή είναι τροφοδοτείται στον ανορθωτή , αυτά η διορθωμένη ισχύς o / p χρησιμοποιείται ως πηγή φορτίων και ο χρόνος ενεργοποίησης του ταλαντωτή ελέγχεται και διαμορφώνεται ένας ρυθμιστής κλειστού βρόχου.
Μετατροπέας DC σε DC SMPS
Η τροφοδοσία εναλλαγής ισχύος / ρ ρυθμίζεται με τη χρήση Διαμόρφωση πλάτους παλμού που φαίνεται στο παραπάνω κύκλωμα, ο διακόπτης κινείται από τον ταλαντωτή PWM, και έπειτα εμμέσως ο μετασχηματιστής κατεβάσματος ελέγχεται όταν η ισχύς τροφοδοτείται στον μετασχηματιστή. Επομένως, το o / p ελέγχεται από τη διαμόρφωση πλάτους παλμού, καθώς αυτή η τάση o / p και το σήμα PWM είναι αντιστρόφως ανάλογες μεταξύ τους. Εάν ο κύκλος λειτουργίας είναι 50%, τότε η μέγιστη ισχύς μεταφέρεται μέσω του μετασχηματιστή και εάν ο κύκλος λειτουργίας πέσει, τότε η ισχύς στον μετασχηματιστή μειώνεται επίσης μειώνοντας την απόσβεση ισχύος.
AC -DC Converter SMPS που λειτουργεί
Αυτός ο τύπος SMPS έχει AC i / p και μετατρέπεται σε DC χρησιμοποιώντας ανορθωτή & φίλτρο. Αυτή η μη ρυθμιζόμενη τάση DC τροφοδοτείται στο διόρθωση συντελεστή ισχύος κυκλώματα όπως επηρεάζεται. Αυτό συμβαίνει επειδή γύρω από τις κορυφές τάσης, ο ανορθωτής τραβάει παλμούς βραχυκυκλώματος ρεύματος που έχουν σημαντικά ενέργεια υψηλής συχνότητας που επηρεάζει τη μείωση του συντελεστή ισχύος.
Μετατροπέας AC σε DC SMPS
Σχεδόν σχετίζεται με τον προαναφερόμενο μετατροπέα, αλλά στη θέση του τροφοδοτικού DC, εδώ έχουμε χρησιμοποιήσει AC i / p. Έτσι, το μείγμα του ανορθωτή και του φίλτρου, αυτό το μπλοκ διάγραμμα χρησιμοποιείται για τη μετατροπή του AC σε DC και η λειτουργία εναλλαγής γίνεται χρησιμοποιώντας έναν ενισχυτή ισχύος MOSFET. ο Τρανζίστορ MOSFET καταναλώνει χαμηλή αντίσταση και μπορεί να αντισταθεί σε υψηλά ρεύματα. Η συχνότητα της αλλαγής επιλέγεται έτσι ώστε να πρέπει να διατηρείται χαμηλή στους φυσιολογικούς ανθρώπους (πάνω από 20KHz) και η δράση της αλλαγής ελέγχεται από μια ανάδραση χρησιμοποιώντας τον ταλαντωτή PWM.
Και πάλι, αυτή η τάση AC τροφοδοτείται στο o / p του μετασχηματιστή φαίνεται στο παραπάνω σχήμα για να ανεβείτε ή να κατεβάσετε τα επίπεδα τάσης. Στη συνέχεια, το o / p αυτού του μετασχηματιστή διορθώνεται και εξομαλύνεται χρησιμοποιώντας το φίλτρο o / p και έναν ανορθωτή. Η τάση o / p ελέγχεται από ένα κύκλωμα ανάδρασης παρομοιώνοντάς το με την τάση αναφοράς.
Fly-back Converter SMPS που λειτουργεί
Το κύκλωμα SMPS που έχει πολύ χαμηλή ισχύ o / p (μικρότερη από 100W) ονομάζεται SMP μετατροπέας επιστροφής. Αυτός ο τύπος SMPS είναι πολύ χαμηλός και απλός κύκλος σε σύγκριση με άλλα κυκλώματα SMPS. Αυτός ο τύπος SMPS χρησιμοποιείται για εφαρμογές χαμηλής ισχύος.
Fly-back Converter τύπου SMPS
Η μη ρυθμιζόμενη τάση i / p με σταθερό μέγεθος αλλάζει σε προτιμώμενη τάση o / p αλλάζοντας γρήγορα χρησιμοποιώντας MOSFET η συχνότητα αλλαγής είναι περίπου 100 kHz. Η απομόνωση τάσης μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας έναν μετασχηματιστή. Η λειτουργία του διακόπτη μπορεί να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας PWM κατά την εκτέλεση ενός πρακτικού μετατροπέα fly-back.
Ο μετασχηματιστής Fly-back εμφανίζει ανόμοια χαρακτηριστικά σε σύγκριση με τον κανονικό μετασχηματιστή. Ο μετασχηματιστής Fly-back περιλαμβάνει δύο περιελίξεις που λειτουργούν ως μαγνητικός συζευγμένος επαγωγέας. Το o / p αυτού του μετασχηματιστή παραδίδεται μέσω ενός πυκνωτή και δίοδος για φιλτράρισμα καθώς και διόρθωση . Όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα, το o / p του SMPS μπορεί να ληφθεί ως τάση στον πυκνωτή φίλτρου.
Προώθηση μετατροπέα τύπου SMPS Working
Αυτός ο τύπος SMPS είναι σχεδόν ίδιος με τον SMP τύπου μετατροπέα fly back. Όμως, σε αυτόν τον τύπο SMPS συνδέεται ένας έλεγχος στο o / p της δευτερεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή για τον έλεγχο του διακόπτη. Σε σύγκριση με τον μετατροπέα fly back, το κύκλωμα φιλτραρίσματος και διόρθωσης είναι περίπλοκο.
Προώθηση μετατροπέα τύπου SMPS
Αυτό ονομάζεται επίσης ως μετατροπέας buck DC-DC, μαζί με έναν μετασχηματιστή που χρησιμοποιείται για κλιμάκωση και απομόνωση. Εκτός από τη δίοδο 'D1' & τον πυκνωτή 'C', ένας επαγωγέας L & μια δίοδος D συνδέονται στο τέλος του o / p. Εάν ο διακόπτης «S» ενεργοποιηθεί, τότε το i / p δίνεται στην κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή. Επομένως, παράγεται μια κλιμακωτή τάση στη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή.
Επομένως, η δίοδος D1 ανεβαίνει προς τα εμπρός και η τάση κλιμάκωσης περνά μέσω του LPF προχωρώντας το φορτίο. Όταν ο διακόπτης S είναι ενεργοποιημένος, τότε τα ρεύματα μέσω της περιέλιξης φτάνουν στο μηδέν. Ωστόσο, το ρεύμα μέσω του επαγωγικού φίλτρου & φορτίου δεν μπορεί να αλλάξει σύντομα και μια λωρίδα προσφέρεται σε αυτό το ρεύμα από τη δίοδο παράκτισης D2. Χρησιμοποιώντας τον επαγωγέα φίλτρου, την απαιτούμενη τάση σε όλη τη δίοδο D2 και για να διατηρηθεί η ηλεκτρομαγνητική δύναμη που απαιτείται για τη διατήρηση της σταθερότητας του ρεύματος στο επαγωγικό φίλτρο. Παρόλο που το ρεύμα πέφτει έναντι της τάσης o / p, σχεδόν η σταθερή τάση o / p διατηρείται με την ύπαρξη του μεγάλου χωρητικού φίλτρου. Χρησιμοποιείται τακτικά για διάφορες εφαρμογές εναλλαγής με εύρος ισχύος 100 W έως 200 W.
Αυτό είναι όλο τροφοδοσία λειτουργίας διακόπτη και οι τύποι του που περιλαμβάνουν μετατροπέα Buck, μετατροπέα Buck-boost Self Oscillating fly-back converter, Boost converter, Cuk, Sepic, Boost-buck. Ωστόσο, μερικοί τύποι SMPS συζητούνται σε αυτό το άρθρο είναι AC-DC converter, DC-DC converter, Forward και Fly-back converter. Επιπλέον, οποιεσδήποτε πληροφορίες σχετικά με τους τύπους SMPS, παρέδωσαν τα σχόλιά σας για να δώσουν τις προτάσεις σας, τα σχόλια στην ενότητα σχολίων παρακάτω.
