스위칭 안정화 전원 공급 장치는 스위칭 트랜지스터를 사용하여 전원 공급 장치의 출력 전압을 제어하여 안정적인 출력을 달성하는 전원 공급 장치입니다. 작동 원리는 다음과 같습니다.
1. 스위칭 전압 안정화 전원 공급 장치의 분류
스위치 모드 전원 공급 장치의 작동 원리를 이해하기 전에 먼저 스위치 모드 전원 공급 장치의 분류를 이해해야 합니다. 스위치 모드 전원 공급 장치는 작동 모드에 따라 AC-DC 스위치 모드 전원 공급 장치와 DC-DC 스위치 모드 전원 공급 장치로 나눌 수 있습니다.
AC-DC 스위칭 전원 공급 장치: 입력 전압은 AC 전원이며, 입력 회로의 스위치에 의해 정류, 필터링 및 제어되어 AC 전원을 안정적인 DC 전원 출력으로 변환합니다.
DC-DC 스위칭 전원 공급 장치: 입력 전압은 직류이며, 입력 회로에서 스위칭, 필터링 등을 거쳐 안정적인 직류 전류를 출력하여 부하에 공급합니다.
2. 스위치 튜브의 작동 원리
스위치 모드 전원 공급 장치에서는 스위칭 트랜지스터의 적용이 필수적입니다. 스위칭 트랜지스터는 일반적으로 트랜지스터, 전력 전계 효과 트랜지스터, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 등과 같은 반도체 부품을 지칭합니다. 스위칭 트랜지스터는 낮은 정적 전력 소비, 높은 스위칭 속도, 그리고 뛰어난 제어성을 특징으로 합니다.
전압을 제어하려면 첫 번째 단계는 전원 공급 장치의 출력 전압을 필요한 전압 이상으로 높이는 것입니다. 이때 스위치 튜브가 켜지고 전류가 스위치 튜브를 통해 인덕터로 유입됩니다. 전류가 인덕터를 통과하면 자기장이 형성되고 인덕터를 둘러싼 전선에 기전력이 발생합니다. 이 기전력은 커패시터에 소위 루프 발진을 형성하여 주기적인 공진 전압을 생성합니다. 스위치 튜브가 꺼지면 인덕터의 전류가 갑자기 중단되고 인덕터에 저장된 자기 에너지가 전류를 계속 흐르게 합니다. 이 전류는 출력 단자를 통해 부하에 의해 소비되어 고정된 전압을 출력합니다. 이 과정을 반복함으로써 안정적이고 제어 가능한 출력 전압을 형성할 수 있습니다.
3、스위칭 전압 조절 회로의 구현
스위칭 튜브의 스위칭 속도가 매우 빠르기 때문에 고주파 스위칭을 구현할 수 있으며, 에너지 절약, 안정성, 그리고 고효율이라는 장점을 가지고 있습니다. 스위칭 레귤레이터 전원 공급 장치에서 첫 번째 단계는 스위칭 트랜지스터를 제어하는 스위칭 레귤레이터 회로를 설계하는 것입니다. 그 후, 필터링, 루프 피드백 등의 방법을 통해 안정적인 출력 전압을 얻습니다.
스위치 모드 안정화 전원 공급 장치에서 일반적으로 사용되는 스위치 모드 안정화 회로에는 다이오드 안정화 회로, 인덕터 안정화 회로, 자기 소자 안정화 회로 등이 있습니다. 이 중 가장 일반적인 것은 인덕터 안정화 회로입니다.
유도 전압 조정기 회로는 주로 스위치 튜브, 인덕터, 커패시터, 다이오드, 그리고 출력 회로로 구성됩니다. 작동 원리는 위와 같습니다. 스위치 튜브가 도통되면 출력 전압은 인덕터를 통해 안정화되어 출력 회로를 통해 부하에 공급됩니다. 스위칭 트랜지스터가 꺼지면 인덕터 내부의 에너지는 다이오드를 통해 출력 전압으로 변환되어 안정화됩니다.
소·중전력 스위칭 안정화 전원 공급 장치는 트랜지스터 회로로 직접 구동할 수 있는 반면, 고전력 스위칭 안정화 전원 공급 장치는 정밀한 제어를 위해 제어 칩이나 아날로그 제어 회로를 사용해야 합니다.