Il circuito di alimentazione gioca un ruolo essenziale in ogni e circuito elettronico per fornire l'alimentazione elettrica al circuito gufo o carichi come macchine, computer, ecc. Questi diversi carichi richiedono diverse forme di alimentazione a vari intervalli e caratteristiche. Quindi, la potenza viene convertita nella forma desiderata utilizzando diversi convertitori di potenza. Fondamentalmente, carichi diversi funzionano con vari tipi di alimentatori come SMPS (alimentatore a commutazione), alimentatore CA, alimentatore da CA a CC, alimentatore programmabile, alta tensione Alimentazione elettrica e alimentazione ininterrotta.
Alimentatore in modalità Switch
Cos'è SMPS (Switch-Mode Power Supply)?
SMPS è definito come, quando l'alimentatore è incluso con il regolatore di commutazione dalla conversione della potenza elettrica da una forma all'altra con le caratteristiche necessarie, viene chiamato alimentatore a commutazione. Questo alimentatore viene utilizzato per ottenere una tensione CC o / p regolata dalla tensione CC i / p o CA non regolata.
SMPS
SMPS è un circuito complicato come altri alimentatori, fornisce da una sorgente ai carichi. MPS è fondamentale per diversi apparecchi elettrici ed elettronici che consumano energia e anche per la progettazione di progetti elettronici.
Topologie di SMPS
Le topologie di SMPS sono classificate in diversi tipi come convertitore AC-DC, convertitore DC-DC, convertitore diretto e convertitore flyback.
Principio di funzionamento dell'alimentatore switching
Di seguito viene discusso il funzionamento di una topologia di alimentazione a commutazione.
Convertitore CC-CC SMPS funzionante
In questa fonte di alimentazione, un'alimentazione CC ad alta tensione viene acquisita direttamente da una fonte di alimentazione CC. Quindi, questa alimentazione CC ad alta tensione viene commutata normalmente nell'intervallo 15 KHz-5 KHz. E poi viene alimentato a un'unità trasformatore step-down di 50Hz. L'o / p di questo trasformatore è alimentato al raddrizzatore , loro questa potenza o / p rettificata viene utilizzata come sorgente per i carichi e il tempo di attivazione dell'oscillatore viene controllato e viene formato un regolatore ad anello chiuso.
Convertitore da CC a CC SMPS
L'alimentatore switching o / p viene regolato utilizzando Modulazione della larghezza di impulso mostrato nel circuito sopra, l'interruttore è pilotato dall'oscillatore PWM, quindi indirettamente il trasformatore step down viene controllato quando l'alimentazione viene alimentata al trasformatore. Pertanto, l'o / p è controllato dalla modulazione della larghezza di impulso, poiché questa tensione o / p e il segnale PWM sono inversamente proporzionali tra loro. Se il duty cycle è del 50%, la potenza massima viene trasferita attraverso il trasformatore e, se il duty cycle diminuisce, anche la potenza nel trasformatore diminuisce diminuendo la dissipazione di potenza.
Convertitore AC-DC SMPS funzionante
Questo tipo di SMPS ha un AC i / p e viene convertito in DC utilizzando raddrizzatore e filtro. Questa tensione CC non regolata viene alimentata a correzione del fattore di potenza circuiti in quanto è influenzato. Questo perché intorno ai picchi di tensione, il raddrizzatore assorbe brevi impulsi di corrente con un'energia ad alta frequenza significativamente che influisce sul fattore di potenza da ridurre.
Convertitore da CA a CC SMPS
È quasi correlato al convertitore sopra discusso, ma al posto dell'alimentazione CC, qui abbiamo usato AC i / p. Quindi, la miscela di raddrizzatore e filtro, questo diagramma a blocchi viene utilizzato per convertire la corrente alternata in corrente continua e l'operazione di commutazione viene eseguita utilizzando un amplificatore MOSFET di potenza. Il Transistor MOSFET consuma una bassa resistenza e può resistere a correnti elevate. La frequenza della commutazione è selezionata in modo tale che deve essere mantenuta bassa rispetto agli esseri umani normali (sopra i 20 KHz) e l'azione della commutazione è controllata da un feedback che utilizza l'oscillatore PWM.
Anche in questo caso, questa tensione CA viene alimentata a o / p del trasformatore mostrato nella figura sopra per aumentare o diminuire i livelli di tensione. Quindi, l'o / p di questo trasformatore viene rettificato e levigato utilizzando il filtro o / p e un raddrizzatore. La tensione o / p è controllata da un circuito di feedback paragonandola alla tensione di riferimento.
Convertitore fly-back SMPS funzionante
Il circuito SMPS che ha una potenza o / p molto bassa (meno di 100 W) è chiamato SMPS convertitore fly-back. Questo tipo di SMPS è un circuito molto basso e semplice rispetto ad altri circuiti SMPS. Questo tipo di SMPS viene utilizzato per applicazioni a bassa potenza.
Convertitore fly-back tipo SMPS
La tensione i / p non regolata con una grandezza costante viene modificata in una tensione o / p preferita commutando rapidamente utilizzando un MOSFET la frequenza di commutazione è di circa 100 kHz. L'isolamento della tensione può essere ottenuto utilizzando un trasformatore. Il funzionamento dell'interruttore può essere controllato utilizzando un PWM mentre si esegue un pratico convertitore fly-back.
Il trasformatore fly-back presenta caratteristiche dissimili rispetto al trasformatore normale.Il trasformatore fly-back include due avvolgimenti che funge da induttore accoppiato magnetico. L'o / p di questo trasformatore viene fornito tramite un condensatore e diodo per il filtraggio e la rettifica . Come mostrato nella figura sopra, l'o / p dell'SMPS può essere preso come tensione ai capi del condensatore di filtro.
Tipo di convertitore diretto SMPS funzionante
Questo tipo di SMPS è quasi lo stesso del tipo di convertitore flyback SMPS. Ma, in questo tipo di SMPS, un controllo è collegato all'o / p dell'avvolgimento secondario del trasformatore per controllare l'interruttore. Rispetto al convertitore fly back, il circuito di filtraggio e rettifica è complicato.
Forward Converter tipo SMPS
Questo è anche chiamato come convertitore buck DC-DC, insieme a un trasformatore utilizzato per il ridimensionamento e l'isolamento. Oltre al diodo 'D1' e al condensatore 'C', un induttore L e un diodo D sono collegati alla fine dell'o / p. Se l'interruttore 'S' viene attivato, allora i / p viene fornito all'avvolgimento primario del trasformatore. Pertanto, viene prodotta una tensione in scala sull'avvolgimento secondario del trasformatore.
Pertanto, il diodo D1 viene polarizzato in avanti e la tensione in scala viene fatta passare attraverso l'LPF procedendo con il carico. Quando l'interruttore S è acceso, le correnti attraverso l'avvolgimento raggiungono lo zero, tuttavia la corrente attraverso il filtro induttivo e il carico non può essere modificata brevemente e viene offerta una corsia a questa corrente dal diodo di inerzia D2. Utilizzando l'induttore del filtro, la tensione richiesta attraverso il diodo D2 e per mantenere la forza elettromagnetica necessaria per mantenere la stabilità della corrente al filtro induttivo. Anche se la corrente sta scendendo contro la tensione o / p, quasi la tensione costante o / p è mantenuta con l'esistenza del grande filtro capacitivo. Viene regolarmente utilizzato per varie applicazioni di commutazione con una gamma di potenza da 100 W a 200 W.
Questo è tutto interruttore modalità di alimentazione e dei suoi tipi che includono convertitore Buck, convertitore Buck-boost Convertitore fly-back auto oscillante, convertitore Boost, Cuk, Sepic, Boost-buck. Tuttavia, alcuni tipi di SMPS sono discussi in questo articolo: convertitore AC-DC, convertitore DC-DC, convertitore Forward e Fly-back. Inoltre, qualsiasi informazione riguardante i tipi di SMPS, era libera di dare il tuo feedback per dare i tuoi suggerimenti, commenti nella sezione commenti qui sotto.
