Как работи импулсно регулирано захранване?
Импулсното регулирано захранване е вид захранване, което работи чрез използване на превключващи тръби за контролиране на големината на изходното напрежение на захранването с цел стабилизиране на изхода. Принципът му на работа може да бъде разделен на следните аспекти:
Първо, класификацията на импулсното регулирано захранване
Преди да разберем принципа на работа на импулсно регулирано захранване, трябва да разберем класификацията на импулсно регулирано захранване. Според различните методи на работа импулсното регулирано захранване може да бъде разделено на AC-DC импулсно захранване и DC-DC импулсно захранване.
AC-DC импулсно захранване: входното напрежение е променлив ток (AC), който се преобразува в стабилен DC изход след коригиране, филтриране, управление на превключване и други процеси във входната верига.
DC-DC импулсно захранване: входното напрежение е постоянен ток след преобразуване на превключване, филтриране и други процеси във входната верига и след това извежда стабилен постоянен ток за захранване на товара.
Второ, принципът на работа на превключващата тръба
При импулсно регулираното захранване приложението на превключващи тръби е задължително. Превключващата тръба обикновено се отнася до транзистори, тръби с ефект на силово поле, биполярни транзистори с изолиран затвор и други полупроводникови компоненти. Характеризира се с ниска статична консумация на енергия, висока скорост на превключване и висока управляемост.
Когато искаме да контролираме напрежението, първо трябва да направим изходното напрежение на захранването по-високо или равно на желаното напрежение, което ще включи превключващата тръба и токът преминава през превключващата тръба в индуктора. Когато токът преминава през индуктора, се образува магнитно поле и върху проводниците около индуктора се генерира електрически потенциал. Тази електродвижеща сила създава така нареченото контурно трептене в кондензатора, произвеждайки периодично резонансно напрежение. Когато превключващата тръба се прекъсне, токът в индуктора внезапно се прекъсва и магнитната енергия, съхранена в индуктора, задвижва тока да продължи да тече и да преминава през изхода, за да бъде консумиран от товара, който извежда фиксирано напрежение. Това се повтаря, за да се създаде стабилно и контролируемо изходно напрежение.
Трето, реализацията на веригата на превключващия регулатор
Както знаем, скоростта на превключване на превключващата тръба е много бърза, може да реализира високочестотно превключване, има предимствата на спестяване на енергия, стабилност, висока ефективност и т.н. В импулсно регулираното захранване, на първо място, трябва да проектираме схема на превключващ регулатор, за да реализираме управлението на превключващата тръба. След това изходното напрежение се стабилизира чрез филтриране, обратна връзка и т.н.
В захранването с импулсно регулиране често използваните вериги на импулсен регулатор са верига на диоден регулатор, верига на индукторен регулатор, верига на регулатор на магнитни елементи и т.н., от които най-често срещаната е веригата на индукторен регулатор.
Веригата на индуктивния регулатор на напрежението се състои главно от превключващи тръби, индуктори, кондензатори, диоди и изходни вериги. Неговият принцип на работа е същият като по-горе, когато превключващата тръба е включена, изходното напрежение може да се регулира от индуктора и след това да се подава към товара през изходната верига. И при прекъсването на превключващата тръба, енергията в индуктора може да се преобразува в изходно напрежение през диода и да се регулира.
Малко и средно захранващо превключващо регулирано захранване може да се реализира директно с транзисторната задвижваща верига, докато по-голямото превключващо регулирано захранване изисква използването на контролни чипове или аналогови управляващи вериги за постигане на прецизен контрол.
Четвърто, управлението на обратната връзка по веригата
Тъй като изходното напрежение на захранването се променя с температурата, натоварването и промените на входното напрежение, изходното напрежение трябва да бъде регулирано. В импулсно регулираното захранване често се използва контрол на обратната връзка по веригата за стабилизиране на изходното напрежение чрез наблюдение на изходното напрежение и осигуряване на обратна връзка и регулиране за стабилизиране на изходното напрежение.
По-конкретно, контролът на обратната връзка по веригата реализира регулирането на изходното напрежение чрез сравняване на разликата между изходното напрежение и зададеното напрежение и извършване на аритметика, усилване, филтриране и след това контролиране на проводимостта и прекъсването на превключващата тръба. В този процес трябва да се гарантира стабилността на системата, т.е. скоростта на регулиране да е достатъчно бърза, но не прекалено висока, в противен случай това ще доведе до нестабилност на системата.
Накратко, импулсно регулираното захранване е широко използван тип захранване и неговият принцип на работа е да използва превключващата тръба за управление на напрежението и в същото време чрез филтриране, обратна връзка и други начини за регулиране и контрол напрежението, за да се постигне стабилно и контролируемо изходно напрежение. С непрекъснатия напредък на технологиите импулсното регулирано захранване се превърна в незаменима част от много електронни устройства, което значително насърчава развитието и иновациите в електронната индустрия.
