1. Introducción a las fuentes de alimentación conmutadas
Los productos de fuentes de alimentación conmutadas se utilizan ampliamente en el control de automatización industrial, equipos militares, equipos de investigación científica, iluminación LED, productos e instrumentos digitales y otros campos. Una fuente de alimentación conmutada es una fuente de alimentación que utiliza tecnología moderna de electrónica de potencia para controlar la relación de tiempo de encendido y apagado del tubo de conmutación para mantener una tensión de salida estable. La fuente de alimentación conmutada se compone generalmente de un circuito integrado de control de modulación por ancho de pulsos (PWM) y un MOSFET.
Con el desarrollo y la innovación de la tecnología de electrónica de potencia, la tecnología de fuentes de alimentación conmutadas también está en constante innovación. En la actualidad, la fuente de alimentación conmutada se utiliza ampliamente en casi todos los equipos electrónicos debido a su pequeño tamaño, peso ligero y alta eficiencia. Es un método de alimentación indispensable para el rápido desarrollo de la industria de la información electrónica actual.
2. Componentes básicos de una fuente de alimentación conmutada
La fuente de alimentación conmutada se compone a grandes rasgos de cuatro partes principales: circuito principal, circuito de control, circuito de detección y fuente de alimentación auxiliar.
1. Circuito principal
Limitación de la corriente de irrupción: Limita la corriente de irrupción en el lado de entrada en el momento en que se conecta la alimentación.
Filtro de entrada: Su función es filtrar el desorden existente en la red eléctrica y evitar que el desorden generado por la máquina se retroalimente a la red eléctrica.
Rectificación y filtrado: rectifica directamente la corriente alterna de la red en corriente continua más suave.
Inversor: convierte la corriente continua rectificada en corriente alterna de alta frecuencia, que forma parte de la fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia.
Rectificación y filtrado de la salida: Proporcionan una alimentación de CC estable y fiable según las necesidades de la carga.
2. Circuito de control
Por un lado, se toman muestras del terminal de salida, se comparan con el valor establecido y, a continuación, se controla el inversor para cambiar su anchura o frecuencia de impulsos con el fin de estabilizar la salida. Por otro lado, basándose en los datos proporcionados por el circuito de prueba e identificados por el circuito de protección, proporciona El circuito de control realiza diversas medidas de protección en la fuente de alimentación.
3. Circuito de detección
Proporcionar varios parámetros de funcionamiento y varios datos de instrumentos en el circuito de protección.
4. Fuente de alimentación auxiliar
Realiza el arranque por software (remoto) de la fuente de alimentación para suministrar energía al circuito de protección y al circuito de control (PWM y otros chips).
3. Principio de funcionamiento de la fuente de alimentación conmutada
La conversión de tensión de la fuente de alimentación conmutada es un oscilador de impulsos compuesto por transistores de conmutación, transformadores de impulsos, etc., que genera electricidad de impulsos y convierte 300 V CC en la tensión necesaria a través del secundario del transformador de impulsos. El principio eléctrico se muestra en la Figura 2.
1. Principio de funcionamiento del oscilador de impulsos
1) Puesta en marcha del oscilador de impulsos
La fuente de alimentación suministra tensión de polarización directa al polo b (base) y al polo e (emisor) de Q3 (transistor) a través de R10, R10A y R15, forzando a Q3 a entrar en estado conductor.
2) Proceso de oscilación del oscilador de impulsos
Cuando Q3 entra en estado de conducción, +Vc pasará a través de la bobina primaria del transformador de impulsos, el polo c, el polo e de Q3 y R15 hasta el -Vc de la fuente de alimentación. En este momento, la bobina secundaria del transformador de impulsos generará un potencial inducido, y el secundario Un extremo de la bobina está conectado a -Vc, y el otro extremo está conectado al polo b de Q3 a través de R12 y C8, y la polaridad del potencial inducido es la misma que el potencial autoinducido de la bobina primaria (los extremos superiores de las bobinas primarias de la figura tienen el mismo nombre) terminal), el polo b de Q3 obtendrá una corriente de base mayor, acelerando la conducción de Q3 hasta que Q3 entre en estado de saturación. El circuito se muestra en la figura 3.
Cuando Q3 está saturado, Ic ya no cambia, y la forma de onda es de t0 a t3 en la Figura 4. Después del proceso de saturación de t3 a t4, la polaridad del potencial eléctrico autoinducido y el potencial eléctrico inducido se invertirán, es decir, negativo hacia arriba y positivo hacia abajo. El potencial invertido en la bobina secundaria se añade al polo e de Q1 a través de R15, y el polo negativo se añade al polo b de Q3 a través de R12 y C8, provocando una polarización inversa de Q3 y haciendo que Q3 pase rápidamente del estado de saturación al estado de desconexión, t4 a t6 en la figura. Tras el corte de Q3, el potencial inverso y la corriente inversa generados en la bobina primaria se absorben rápidamente a través del circuito de absorción compuesto por D8, R17 y C7, de t6 a t7 en la figura. Se completa un ciclo de oscilación. A continuación, el circuito oscilador repetirá el proceso anterior una y otra vez.
La frecuencia del oscilador de impulsos viene determinada por C8 y la inductancia de la bobina secundaria conectada.
