Napájecí obvod hraje zásadní roli v každém elektrickém a elektronický obvod dodávat elektrickou energii do obvodu sovy nebo zátěží, jako jsou stroje, počítače atd. Tyto různé zátěže vyžadují různé formy energie v různých rozsazích a charakteristikách. Síla se tedy převádí do požadované formy pomocí různých výkonových měničů. V zásadě fungují různé zátěže s různými typy napájecích zdrojů, jako je SMPS (spínaný napájecí zdroj), napájecí zdroj AC, napájecí zdroj AC na DC, programovatelný napájecí zdroj, vysoké napětí zdroj napájení & nepřerušitelný zdroj napájení.
Spínaný napájecí zdroj
Co je to SMPS (Switch-Mode Power Supply)?
SMPS je definován jako, když je napájecí zdroj zahrnut do spínacího regulátoru z převodu elektrické energie z jedné formy na jinou formu s potřebnými vlastnostmi, se nazývá spínaný napájecí zdroj. Tento napájecí zdroj se používá k dosažení regulovaného stejnosměrného napětí o / p ze stejnosměrného i / p napětí nebo neregulovaného střídavého proudu.
SMPS
SMPS je komplikovaný obvod jako ostatní napájecí zdroje, dodává ze zdroje do zátěží. MPS je zásadní pro různé elektrické a elektronické spotřebiče, které spotřebovávají energii, a také pro navrhování elektronických projektů.
Topologie SMPS
Topologie SMPS jsou rozděleny do různých typů, jako je převodník AC-DC, převodník DC-DC, převodník vpřed a převodník Flyback.
Pracovní princip spínaného napájecího zdroje
Níže je popsáno fungování topologií napájecího zdroje ve spínaném režimu.
Měnič DC-DC SMPS pracuje
V tomto zdroji energie je vysokonapěťový stejnosměrný proud získáván přímo ze stejnosměrného napájecího zdroje. Poté se tento vysokonapěťový stejnosměrný výkon přepíná obvykle v rozsahu 15KHz-5KHz. A poté se přivede k transformační jednotce o 50 Hz. O / p tohoto transformátoru je přiváděno do usměrňovače , tato usměrněná o / p energie se používá jako zdroj zátěží a čas zapnutí oscilátoru je řízen a je vytvořen regulátor uzavřené smyčky.
Převodník DC na DC SMPS
Spínaný napájecí zdroj o / p je regulován pomocí Modulace šířky pulzu jak je znázorněno ve výše uvedeném obvodu, je spínač poháněn oscilátorem PWM, poté je nepřímo řízen transformátor sestupného proudu, když je do transformátoru dodáván výkon. Proto je o / p řízen pulzní šířkovou modulací, protože toto o / p napětí a PWM signál jsou navzájem nepřímo úměrné. Pokud je pracovní cyklus 50%, pak se maximální výkon přenáší přes transformátor a pokud pracovní cyklus klesá, potom výkon v transformátoru také klesá snížením ztrátového výkonu.
Převodník AC-DC SMPS pracuje
Tento typ SMPS má AC i / p a je převeden na DC pomocí usměrňovače a filtru. Toto neregulované stejnosměrné napětí se přivádí do korekce účiníku jak je ovlivněn. Je to proto, že kolem napěťových špiček usměrňovač čerpá krátké proudové impulsy, které mají výrazně vysokofrekvenční energii, která ovlivňuje redukci účiníku.
Převodník AC na DC SMPS
Skoro to souvisí s výše diskutovaným převodníkem, ale místo stejnosměrného napájení jsme zde použili AC i / p. Takže směs usměrňovače a filtru, toto blokové schéma se používá pro převod AC na DC a spínací operace se provádí pomocí výkonového MOSFET zesilovače. The MOSFET tranzistor spotřebovává nízký odpor a může odolat velkým proudům. Frekvence přepínání je volena tak, že musí být udržována na nízké úrovni pro normální lidské bytosti (nad 20 kHz) a činnost přepínání je řízena zpětnou vazbou pomocí PWM oscilátoru.
Toto střídavé napětí se opět přivádí do o / p transformátoru zobrazené na výše uvedeném obrázku pro zvýšení nebo snížení úrovní napětí. Poté se o / p tohoto transformátoru usměrní a vyhladí pomocí o / p filtru a usměrňovače. Napětí o / p je řízeno zpětnovazebním obvodem přirovnáváním k referenčnímu napětí.
Fly-back Converter SMPS pracuje
Obvod SMPS, který má velmi nízký o / p výkon (méně než 100 W), se nazývá SMPS převaděč zpětného chodu. Tento typ SMPS je ve srovnání s jinými obvody SMPS velmi nízký a jednoduchý obvod. Tento typ SMPS se používá pro aplikace s nízkou spotřebou.
Fly-back převodník typu SMPS
Neregulované i / p napětí s konstantní velikostí se změní na upřednostňované o / p napětí rychlým přepínáním pomocí MOSFET, frekvence přepínání je kolem 100 kHz. Izolace napětí může být dosažena pomocí transformátoru. Provoz spínače lze ovládat pomocí PWM při provádění praktického převaděče zpětného chodu.
Fly-back transformátor vykazuje odlišné vlastnosti ve srovnání s normálním transformátorem. Fly-back transformátor obsahuje dvě vinutí, která fungují jako magneticky vázaný induktor. O / p tohoto transformátoru je dodáván prostřednictvím kondenzátoru a dioda pro filtrování i rektifikaci . Jak je znázorněno na výše uvedeném obrázku, o / p SMPS lze brát jako napětí na filtračním kondenzátoru.
Forward Converter type SMPS Working
Tento typ SMPS je téměř stejný jako SMPS typu Fly Back Converter. Ale u tohoto typu SMPS je řízení připojeno na o / p sekundárního vinutí transformátoru pro ovládání spínače. Ve srovnání s zpětným převodníkem je filtrační a usměrňovací obvod komplikovaný.
Forward Converter typu SMPS
Toto se také nazývá jako převaděč DC-DC, spolu s transformátorem, který se používá pro změnu měřítka a izolaci. Kromě diody „D1“ a kondenzátoru „C“ je na konec o / p připojen induktor L & dioda D. Pokud dojde k zapnutí spínače „S“, pak je i / p dáno primárnímu vinutí transformátoru. Proto se na sekundárním vinutí transformátoru vytváří zmenšené napětí.
Proto se dioda D1 dostane dopředu předpjatá a škálované napětí prochází LPF pokračujícím v zatížení. Když je spínač S ZAPNUTÝ, pak proudy vinutím dosáhnou nuly. Proud přes indukční filtr a zátěž však nelze krátce změnit a dráha je k tomuto proudu nabídnuta dojezdovou diodou D2. Použitím induktoru filtru je požadované napětí na diodě D2 & k udržení elektromagnetické síly potřebné k udržení stability proudu na indukčním filtru. I když proud klesá proti o / p napětí, téměř konstantní o / p napětí je udržováno s existencí velkého kapacitního filtru. Pravidelně se používá pro různé spínací aplikace s rozsahem výkonu 100 W až 200 W.
To je všechno o spínaný napájecí zdroj a jeho typy, které zahrnují převodník Buck, převodník Buck-boost, vlastní oscilační zpětný převodník, převodník Boost, Cuk, Sepic, Boost-buck. V tomto článku se však zabýváme několika typy SMPS, kterými jsou převodník AC-DC, převodník DC-DC, převodník vpřed a zpětný chod. Kromě toho jakékoli informace týkající se typů SMPS, neváhejte dát zpětnou vazbu, abyste mohli dát své návrhy, komentáře v sekci komentářů níže.
