1. Introduzione all'alimentazione a commutazione
I prodotti di alimentazione a commutazione sono ampiamente utilizzati nel controllo dell'automazione industriale, nelle apparecchiature militari, nelle apparecchiature di ricerca scientifica, nell'illuminazione a LED, nei prodotti e negli strumenti digitali e in altri campi. Un alimentatore switching è un alimentatore che utilizza la moderna tecnologia dell'elettronica di potenza per controllare il rapporto dei tempi di accensione e spegnimento del tubo di commutazione per mantenere una tensione di uscita stabile. L'alimentatore switching è generalmente composto da un circuito integrato di controllo a modulazione di larghezza di impulso (PWM) e da un MOSFET.
Con lo sviluppo e l'innovazione della tecnologia dell'elettronica di potenza, anche la tecnologia degli alimentatori a commutazione è in costante evoluzione. Attualmente, l'alimentazione a commutazione è ampiamente utilizzata in quasi tutte le apparecchiature elettroniche grazie alle sue dimensioni ridotte, al peso ridotto e all'elevata efficienza. Si tratta di un metodo di alimentazione indispensabile per il rapido sviluppo dell'odierna industria dell'informazione elettronica.
2. Componenti di base dell'alimentazione a commutazione
L'alimentatore switching è composto grosso modo da quattro parti principali: circuito principale, circuito di controllo, circuito di rilevamento e alimentazione ausiliaria.
1. Circuito principale
Limitazione della corrente di spunto: Limita la corrente di spunto sul lato di ingresso al momento dell'accensione.
Filtro di ingresso: La sua funzione è quella di filtrare il disordine esistente nella rete elettrica e di impedire che il disordine generato dalla macchina venga reimmesso nella rete elettrica.
Raddrizzamento e filtraggio: raddrizza direttamente la corrente alternata della rete in una corrente continua più fluida.
Inverter: converte l'energia CC raddrizzata in corrente alternata ad alta frequenza, che fa parte dell'alimentatore switching ad alta frequenza.
Raddrizzamento e filtraggio dell'uscita: Forniscono un'alimentazione CC stabile e affidabile in base alle esigenze del carico.
2. Circuito di controllo
Da un lato, i campioni vengono prelevati dal terminale di uscita, confrontati con il valore impostato e quindi l'inverter viene controllato per modificare l'ampiezza degli impulsi o la frequenza degli impulsi per stabilizzare l'uscita. Dall'altro lato, in base ai dati forniti dal circuito di test e identificati dal circuito di protezione, il circuito di controllo esegue diverse misure di protezione sull'alimentazione.
3. Circuito di rilevamento
Fornisce vari parametri di funzionamento e vari dati dello strumento nel circuito di protezione.
4. Alimentazione ausiliaria
Realizzare l'avvio software (remoto) dell'alimentatore per fornire alimentazione al circuito di protezione e al circuito di controllo (PWM e altri chip).
3. Principio di funzionamento dell'alimentatore switching
La conversione di tensione dell'alimentatore switching è costituita da un oscillatore a impulsi composto da transistor di commutazione, trasformatori di impulsi, ecc. che genera elettricità a impulsi e converte 300 V CC nella tensione richiesta attraverso il secondario del trasformatore di impulsi. Il principio elettrico è illustrato nella Figura 2.
1. Principio di funzionamento dell'oscillatore a impulsi
1) Avvio dell'oscillatore a impulsi
L'alimentatore fornisce una tensione di polarizzazione in avanti al polo b (base) e al polo e (emettitore) di Q3 (transistor) attraverso R10, R10A e R15, costringendo Q3 a passare allo stato conduttivo.
2) Processo di oscillazione dell'oscillatore ad impulsi
Quando Q3 entra in conduzione, +Vc passa attraverso la bobina primaria del trasformatore di impulsi, il polo c, il polo e di Q3 e R15 fino a -Vc dell'alimentazione. A questo punto, la bobina secondaria del trasformatore di impulsi genererà un potenziale indotto e il secondario Un'estremità della bobina è collegata a -Vc, mentre l'altra estremità è collegata al polo b di Q3 tramite R12 e C8, e la polarità del potenziale indotto è la stessa del potenziale autoindotto della bobina primaria (le estremità superiori delle bobine primarie nella figura hanno lo stesso nome) terminale), il polo b di Q3 otterrà una corrente di base più grande, accelerando la conduzione di Q3 fino a quando Q3 entra in uno stato di saturazione. Il circuito è illustrato nella Figura 3.
Quando Q3 è saturo, Ic non cambia più e la forma d'onda è quella che va da t0 a t3 nella Figura 4. Dopo il processo di saturazione da t3 a t4, la polarità del potenziale elettrico autoindotto e del potenziale elettrico indotto si inverte, cioè negativo verso l'alto e positivo verso il basso. Il potenziale invertito nella bobina secondaria viene aggiunto al polo e di Q1 tramite R15 e il polo negativo viene aggiunto al polo b di Q3 tramite R12 e C8, causando una polarizzazione inversa di Q3 e spingendo Q3 a passare rapidamente dallo stato di saturazione allo stato di interruzione, da t4 a t6 nella figura. Dopo l'interruzione di Q3, il potenziale inverso e la corrente inversa generati nella bobina primaria vengono rapidamente assorbiti attraverso il circuito di assorbimento composto da D8, R17 e C7, da t6 a t7 nella figura. Viene completato un ciclo di oscillazione. Il circuito dell'oscillatore ripete il processo sopra descritto più volte.
La frequenza dell'oscillatore a impulsi è determinata da C8 e dall'induttanza della bobina secondaria collegata.
