Як працює імпульсний регульований блок живлення?
Імпульсне регульоване джерело живлення – це тип джерела живлення, який працює за допомогою комутаційних трубок для контролю величини вихідної напруги джерела живлення з метою стабілізації вихідного сигналу. Його принцип роботи можна розділити на наступні аспекти:
По-перше, класифікація імпульсних регульованих джерел живлення
Перш ніж зрозуміти принцип роботи імпульсного регульованого джерела живлення, нам потрібно зрозуміти класифікацію імпульсного регульованого джерела живлення. Відповідно до різних методів роботи, імпульсне регульоване джерело живлення можна розділити на імпульсне джерело живлення AC-DC і джерело живлення DC-DC.
Імпульсне джерело живлення AC-DC: вхідною напругою є змінний струм (AC), який перетворюється на вихід стабільного постійного струму після випрямлення, фільтрації, керування перемиканням та інших процесів у вхідному колі.
Імпульсне джерело живлення DC-DC: вхідна напруга є постійним струмом, після перемикання перетворення, фільтрації та інших процесів у вхідному ланцюзі, а потім виводить стабільний постійний струм для живлення навантаження.
По-друге, принцип роботи комутаційної трубки
У імпульсному регульованому джерелі живлення застосування комутаційних трубок є обов'язковим. Комутаційна трубка зазвичай стосується транзисторів, силових польових ламп, біполярних транзисторів із ізольованим затвором та інших напівпровідникових компонентів. Характеризується низьким статичним енергоспоживанням, високою швидкістю перемикання і високою керованістю.
Коли ми хочемо контролювати напругу, нам спочатку потрібно зробити вихідну напругу джерела живлення вищою або рівною бажаній напрузі, яка вмикатиме комутаційну трубку, і струм буде проходити через комутаційну трубку в індуктор. При проходженні струму через котушку індуктивності утворюється магнітне поле і електричний потенціал на проводах навколо індуктора. Ця електрорушійна сила створює так звані петлеві коливання в конденсаторі, створюючи періодичну резонансну напругу. Коли комутаційна трубка відключається, струм в індукторі раптово переривається, і магнітна енергія, що зберігається в індукторі, змушує струм продовжувати текти та проходити через вихід, який споживається навантаженням, яке видає фіксовану напругу. Це повторюється для створення стабільної та контрольованої вихідної напруги.
По-третє, реалізація схеми імпульсного регулятора
Як ми знаємо, швидкість перемикання комутаційної трубки дуже висока, може реалізувати високочастотне перемикання, має переваги енергозбереження, стабільності, високої ефективності тощо. У імпульсному регульованому джерелі живлення, перш за все, нам потрібно розробити схему комутаційного регулятора для реалізації керування комутаційною трубкою. Потім вихідна напруга стабілізується за допомогою фільтрації, петлі зворотного зв'язку і так далі.
У регульованому джерелі живлення зазвичай використовуються схеми діодного регулятора, ланцюга індукторного регулятора, ланцюга регулятора магнітного елемента тощо, з яких найпоширенішим є ланцюг регулятора індуктивності.
Схема індуктивного регулятора напруги в основному складається з комутаційних трубок, індукторів, конденсаторів, діодів і вихідних ланцюгів. Його принцип роботи такий же, як і вище, коли комутаційна трубка ввімкнена, вихідна напруга може регулюватися індуктором, а потім подаватись на навантаження через вихідний ланцюг. А при відсіканні комутаційної трубки енергію в індукторі можна перетворити на вихідну напругу через діод і регулювати.
Імпульсне регульоване джерело живлення малої та середньої потужності може бути реалізоване безпосередньо за допомогою транзисторної схеми приводу, тоді як регульоване джерело живлення з перемиканням більшої потужності вимагає використання мікросхем керування або аналогових схем керування для досягнення точного керування.
По-четверте, управління контуром зворотного зв'язку
Оскільки вихідна напруга джерела живлення змінюється зі змінами температури, навантаження та вхідної напруги, вихідну напругу потрібно регулювати. У імпульсному регульованому джерелі живлення для стабілізації вихідної напруги часто використовується керування контуром зворотного зв’язку шляхом моніторингу вихідної напруги та забезпечення зворотного зв’язку та регулювання для стабілізації вихідної напруги.
Зокрема, контроль контуру зворотного зв'язку реалізує регулювання вихідної напруги шляхом порівняння різниці між вихідною напругою та встановленою напругою, а також виконання арифметичних дій, підсилення, фільтрації, а потім керування провідністю та відсіченням комутаційної трубки. У цьому процесі має бути забезпечена стабільність системи, тобто швидкість регулювання досить висока, але не надто висока, інакше це призведе до нестабільності системи.
Коротше кажучи, імпульсне регульоване джерело живлення є широко використовуваним типом джерела живлення, і його принцип роботи полягає у використанні комутаційної трубки для контролю напруги, і в той же час через фільтрацію, петлю зворотного зв'язку та інші способи регулювання та контролю напруги, щоб досягти стабільної та контрольованої вихідної напруги. З безперервним прогресом технологій регульоване джерело живлення стало невід’ємною частиною багатьох електронних пристроїв, значною мірою сприяючи розвитку та інноваціям електронної промисловості.
