Una fuente de alimentación conmutada estabilizada es un tipo de fuente que funciona mediante transistores de conmutación para controlar la tensión de salida y lograr una salida estable. Su principio de funcionamiento se puede dividir en los siguientes aspectos:
1. Clasificación de las fuentes de alimentación con tensión de conmutación estabilizada
Antes de comprender el principio de funcionamiento de las fuentes de alimentación conmutadas, es necesario comprender su clasificación. Según sus diferentes modos de funcionamiento, se dividen en fuentes de alimentación conmutadas CA-CC y CC-CC.
Fuente de alimentación conmutada CA-CC: el voltaje de entrada es energía CA, que se rectifica, filtra y controla mediante interruptores en el circuito de entrada para convertir la energía CA en una salida de energía CC estable.
Fuente de alimentación conmutada CC-CC: el voltaje de entrada es corriente continua, que se procesa mediante conmutación, filtrado, etc. en el circuito de entrada y luego emite una corriente continua estable para suministrar a la carga.
2、 Principio de funcionamiento del tubo de conmutación
En las fuentes de alimentación conmutadas, el uso de transistores de conmutación es indispensable. El término "transistor de conmutación" se refiere generalmente a componentes semiconductores como transistores, transistores de efecto de campo de potencia, transistores bipolares de puerta aislada, etc. Se caracteriza por su bajo consumo de energía estática, alta velocidad de conmutación y gran capacidad de control.
Para controlar el voltaje, el primer paso es aumentar o igualar el voltaje de salida de la fuente de alimentación al voltaje requerido. En este momento, se activa el tubo de conmutación y la corriente entra en el inductor a través de él. Al pasar la corriente a través del inductor, se forma un campo magnético y se genera una fuerza electromotriz en los cables que lo rodean. Esta fuerza electromotriz genera una oscilación de bucle en el condensador, generando voltajes resonantes periódicos. Al desactivar el tubo de conmutación, la corriente en el inductor se interrumpe repentinamente y la energía magnética almacenada en él impulsa la corriente, que es consumida por la carga a través del terminal de salida y genera un voltaje fijo. Repitiendo este proceso, se puede generar un voltaje de salida estable y controlable.
3、 Implementación del circuito regulador de voltaje de conmutación
Sabemos que la velocidad de conmutación del tubo de conmutación es muy rápida, lo que permite una conmutación de alta frecuencia y ofrece ventajas como ahorro de energía, estabilidad y alta eficiencia. En una fuente de alimentación con regulador de conmutación, el primer paso es diseñar un circuito regulador que controle el transistor de conmutación. Posteriormente, se logra una tensión de salida estable mediante filtrado, retroalimentación de bucle y otros métodos.
En las fuentes de alimentación estabilizadas en modo conmutado, los circuitos estabilizados en modo conmutado más utilizados incluyen circuitos estabilizados por diodos, circuitos estabilizados por inductores, circuitos estabilizados por componentes magnéticos, etc. Entre ellos, el más común es el circuito estabilizado por inductores.
El circuito regulador de voltaje inductivo se compone principalmente de tubos de conmutación, inductores, condensadores, diodos y circuitos de salida. Su principio de funcionamiento es el mismo que el descrito anteriormente. Cuando el tubo de conmutación conduce, el voltaje de salida se estabiliza mediante un inductor y luego se suministra a la carga a través del circuito de salida. Cuando el transistor de conmutación está desactivado, la energía dentro del inductor se convierte en voltaje de salida a través del diodo y se estabiliza.
Las fuentes de alimentación estabilizadas conmutadas de pequeña y mediana potencia pueden ser accionadas directamente por circuitos de transistores, mientras que las fuentes de alimentación estabilizadas conmutadas de alta potencia requieren el uso de chips de control o circuitos de control analógicos para lograr un control preciso.