Napajalni tokokrog igra bistveno vlogo pri vseh električnih in električnih elektronsko vezje za oskrbo z električno energijo sovinega tokokroga ali bremen, kot so stroji, računalniki itd. Te različne obremenitve zahtevajo različne oblike moči v različnih območjih in značilnostih. Torej se moč pretvori v želeno obliko z uporabo različnih pretvornikov moči. V bistvu različne obremenitve delujejo z različnimi vrstami napajalnikov, kot so SMPS (napajalnik v stikalnem načinu), napajanje z izmeničnim tokom, napajanje z izmeničnim in enosmernim tokom, programabilno napajanje, visoka napetost napajanje & neprekinjeno napajanje.
Napajanje v stikalnem načinu
Kaj je SMPS (Switch-Mode Power Supply)?
SMPS je opredeljen kot, če se napajalnik vključi v stikalni regulator iz pretvorbe električne energije iz ene oblike v drugo obliko s potrebnimi značilnostmi, se imenuje napajalni način napajanja. Ta napajalnik se uporablja za doseganje regulirane enosmerne napetosti o / p iz enosmerne napetosti i / p ali neurejene izmenične napetosti.
SMPS
SMPS je zapleteno vezje kot drugi napajalniki, napaja pa ga od vira do bremen. MPS je ključnega pomena za različne električne in elektronske naprave, ki porabljajo energijo, pa tudi za načrtovanje elektronskih projektov.
Topologije SMPS
Topologije SMPS so razvrščene v različne tipe, kot so pretvornik AC-DC, pretvornik DC-DC, pretvornik naprej in pretvornik Flyback.
Načelo delovanja stikalnega napajanja
Delovanje topologij napajalnega stikala je opisano spodaj.
DC-DC pretvornik SMPS deluje
V tem viru napajanja se visokonapetostna enosmerna energija pridobi neposredno iz enosmernega vira energije. Nato se ta visokonapetostna enosmerna moč običajno preklopi v območju od 15KHz do 5KHz. Nato se napaja na odstopno transformatorsko enoto 50Hz. O / p tega transformatorja je napaja na usmernik , ta usmerjena napajalna moč se uporablja kot vir za obremenitve, čas vklopa oscilatorja pa se nadzira in oblikuje regulator z zaprto zanko.
DC-DC pretvornik SMPS
Preklopno napajanje o / p se regulira z uporabo Modulacija impulzne širine prikazano v zgornjem vezju, stikalo poganja PWM oscilator, nato pa se posredno nadzira transformator, ko se napaja transformator. Zato je o / p krmiljen s pulzno širinsko modulacijo, saj sta ta napetost o / p in signal PWM obratno sorazmerna drug drugemu. Če je delovni cikel 50%, se največja moč prenese preko transformatorja, če delovni cikel pade, pa tudi moč v transformatorju pade z zmanjšanjem odvajanja moči.
AC -DC pretvornik SMPS deluje
Ta vrsta SMPS ima AC i / p in se z usmernikom in filtrom pretvori v enosmerni tok. Ta neurejena enosmerna napetost se napaja na popravek faktorja moči vezja, kot je prizadeto. To je zato, ker okrog napetostnih vrhov usmernik vleče kratke tokovne impulze z znatno visokofrekvenčno energijo, ki vpliva na zmanjšanje faktorja moči.
AC v DC pretvornik SMPS
Skoraj je povezan z zgoraj obravnavanim pretvornikom, vendar smo tukaj namesto enosmernega napajanja uporabili AC i / p. Torej, mešanica usmernika in filtra, ta blokovni diagram se uporablja za pretvorbo izmeničnega toka v enosmerni tok, preklop pa poteka z uporabo močnostnega ojačevalnika MOSFET. The MOSFET tranzistor porabi majhno odpornost in se lahko upre močnim tokovom. Frekvenca preklopa je izbrana tako, da jo je treba ohranjati nizko za običajna človeška bitja (nad 20KHz), delovanje preklopa pa nadzoruje povratna informacija s pomočjo PWM oscilatorja.
Tudi ta izmenična napetost se napaja na o / p transformatorja prikazano na zgornji sliki za povišanje ali znižanje ravni napetosti. Nato se o / p tega transformatorja popravi in zgladi z uporabo o / p filtra in usmernika. Napetost o / p nadzoruje povratno vezje tako, da jo primerja z referenčno napetostjo.
Povratni pretvornik SMPS deluje
Vezje SMPS, ki ima zelo nizko moč o / p (manj kot 100 W), se imenuje SMPS pretvornika povratnega letenja. Ta vrsta SMPS je zelo nizko in preprosto vezje v primerjavi z drugimi SMPS vezji. Ta vrsta SMPS se uporablja za aplikacije z majhno porabo energije.
Povratni pretvornik SMPS
Neregulirana napetost i / p s konstantno magnitudo se spremeni v prednostno napetost o / p s hitrim preklapljanjem z MOSFET-om, frekvenca preklopa je približno 100 kHz. Napetostno izolacijo lahko dosežemo z uporabo transformatorja. Delovanje stikala lahko nadzorujete s pomočjo PWM med izvajanjem praktičnega povratnega pretvornika.
Povratni transformator ima različne značilnosti v primerjavi z običajnim transformatorjem. Leteči transformator vključuje dva navitja, ki deluje kot magnetno povezan induktor. O / p tega transformatorja se dovaja skozi kondenzator in dioda za filtriranje in rektifikacijo . Kot je prikazano na zgornji sliki, lahko o / p SMPS vzamemo kot napetost na kondenzatorju filtra.
Tip SMPS pretvornika naprej deluje
Ta vrsta SMPS je skoraj enaka pretvorniku tipa SMPS. Toda pri tej vrsti SMPS je krmiljenje priključeno na o / p sekundarnega navitja transformatorja za nadzor stikala. V primerjavi s pretvornikom povratnega letenja je filtrirno-popravljalno vezje zapleteno.
Tip SMPS pretvornika naprej
To se imenuje tudi DC-DC pretvornik, skupaj s transformatorjem, ki se uporablja za skaliranje in izolacijo. Poleg diode 'D1' in kondenzatorja 'C' sta na koncu o / p priključeni še induktor L & dioda D. Če se stikalo „S“ vklopi, je i / p dodeljen primarnemu navitju transformatorja. Zato se na sekundarnem navitju transformatorja proizvaja skalirana napetost.
Zato dioda D1 dobi prednapetost in skalirana napetost se skozi LPF nadaljuje ob obremenitvi. Ko je stikalo S vklopljeno, potem tokovi skozi navitje dosežejo nič, vendar toka skozi induktivni filter in obremenitev ni mogoče v kratkem spremeniti in potniška dioda D2 temu toku ponuja pas. Z uporabo filtrirne tuljave zahtevano napetost na diodi D2 in za ohranjanje elektromagnetne sile, potrebne za vzdrževanje stabilnosti toka na induktivnem filtru. Čeprav tok upada proti napetosti o / p, se skoraj konstantna napetost o / p vzdržuje obstoja velikega kapacitivnega filtra. Redno se uporablja za različne stikalne aplikacije z razponom moči od 100 W do 200 W.
Tu gre za vse vklopni način napajanja in njegove vrste, ki vključuje Buck pretvornik, Buck-boost pretvornik Samooscilacijski leteči pretvornik, Boost pretvornik, Cuk, Sepic, Boost-buck. V tem članku je obravnavano nekaj vrst SMPS, to so pretvornik AC-DC, pretvornik DC-DC, pretvornik naprej in nazaj. Poleg tega lahko vse informacije o vrstah SMPS brezplačno posredujete povratne informacije in svoje predloge, komentarje v spodnjem oddelku za komentarje.
