1. Introdução à fonte de alimentação comutada
Os produtos de fonte de alimentação comutada são amplamente utilizados no controlo de automação industrial, equipamento militar, equipamento de investigação científica, iluminação LED, produtos e instrumentos digitais e outros domínios. Uma fonte de alimentação comutada é uma fonte de alimentação que utiliza a moderna tecnologia de eletrónica de potência para controlar a relação de tempo de ativação e desativação do tubo de comutação para manter uma tensão de saída estável. A fonte de alimentação comutada é geralmente composta por um CI de controlo de modulação de largura de pulso (PWM) e um MOSFET.
Com o desenvolvimento e a inovação da tecnologia da eletrónica de potência, a tecnologia da fonte de alimentação comutada está também em constante inovação. Atualmente, a fonte de alimentação comutada é amplamente utilizada em quase todos os equipamentos electrónicos devido às suas pequenas dimensões, peso leve e elevada eficiência. É um método de alimentação indispensável para o rápido desenvolvimento da atual indústria da informação eletrónica.
2. Componentes básicos da fonte de alimentação comutada
A fonte de alimentação comutada é composta, grosso modo, por quatro partes principais: circuito principal, circuito de controlo, circuito de deteção e fonte de alimentação auxiliar.
1. Circuito principal
Limitação da corrente de irrupção: Limitar a corrente de arranque no lado da entrada no momento em que a alimentação é ligada.
Filtro de entrada: A sua função é filtrar a desordem existente na rede eléctrica e impedir que a desordem gerada pela máquina seja devolvida à rede eléctrica.
Retificação e filtragem: retificar diretamente a energia CA da rede em energia CC mais suave.
Inversor: converte a energia CC rectificada em corrente alternada de alta frequência, que faz parte da fonte de alimentação comutada de alta frequência.
Retificação e filtragem da saída: Fornece uma fonte de alimentação CC estável e fiável de acordo com as necessidades da carga.
2. Circuito de controlo
Por um lado, são recolhidas amostras do terminal de saída, comparadas com o valor definido e, em seguida, o inversor é controlado para alterar a sua largura ou frequência de impulsos para estabilizar a saída. Por outro lado, com base nos dados fornecidos pelo circuito de teste e identificados pelo circuito de proteção, este fornece O circuito de controlo executa várias medidas de proteção na fonte de alimentação.
3. Circuito de deteção
Fornecer vários parâmetros de funcionamento e vários dados de instrumentos no circuito de proteção.
4. Fonte de alimentação auxiliar
Realizar o arranque (remoto) por software da fonte de alimentação para fornecer energia ao circuito de proteção e ao circuito de controlo (PWM e outros chips).
3. Princípio de funcionamento da fonte de alimentação comutada
A conversão de tensão da fonte de alimentação comutada é um oscilador de impulsos composto por transístores de comutação, transformadores de impulsos, etc., que gera eletricidade por impulsos e converte 300 V CC na tensão necessária através do secundário do transformador de impulsos. O princípio elétrico é apresentado na Figura 2.
1. Princípio de funcionamento do oscilador de impulsos
1) Arranque do oscilador de impulsos
A fonte de alimentação fornece tensão de polarização direta ao pólo b (base) e ao pólo e (emissor) de Q3 (transístor) através de R10, R10A e R15, forçando Q3 a entrar no estado condutor.
2) Processo de oscilação do oscilador de impulsos
Quando Q3 entra no estado de condução, +Vc passará através da bobina primária do transformador de impulsos, do pólo c, do pólo e de Q3, e de R15 para o -Vc da fonte de alimentação. Neste momento, a bobina secundária do transformador de impulsos gerará um potencial induzido, e o secundário Uma extremidade da bobina está ligada a -Vc, e a outra extremidade está ligada ao pólo b de Q3 através de R12 e C8, e a polaridade do potencial induzido é a mesma que o potencial auto-induzido da bobina primária (as extremidades superiores das bobinas primárias na figura têm o mesmo nome) terminal), o pólo b de Q3 obterá uma corrente de base maior, acelerando a condução de Q3 até Q3 entrar num estado saturado. O circuito é mostrado na Figura 3.
Quando Q3 está saturado, Ic não muda mais, e a forma de onda é de t0 a t3 na Figura 4. Após o processo de saturação de t3 a t4, a polaridade do potencial elétrico auto-induzido e o potencial elétrico induzido serão invertidos, ou seja, negativo para cima e positivo para baixo. O potencial invertido na bobina secundária é adicionado ao pólo e- de Q1 através de R15, e o pólo negativo é adicionado ao pólo b de Q3 através de R12 e C8, fazendo com que Q3 seja polarizado inversamente e levando Q3 a transitar rapidamente do estado saturado para o estado de corte, t4 a t6 na figura. Após o corte de Q3, o potencial inverso e a corrente inversa gerados na bobina primária são rapidamente absorvidos pelo circuito de absorção composto por D8, R17 e C7, de t6 a t7 na figura. Um ciclo de oscilação é completado. Em seguida, o circuito oscilador repetirá o processo acima várias vezes.
A frequência do oscilador de impulsos é determinada por C8 e pela indutância da bobina secundária ligada.
