Een schakelende gestabiliseerde voeding is een type voeding dat werkt door middel van schakeltransistoren om de uitgangsspanning van de voeding te regelen en zo een stabiele output te bereiken. Het werkingsprincipe kan worden onderverdeeld in de volgende aspecten:
1. Classificatie van schakelende spanningsgestabiliseerde voedingen
Voordat we het werkingsprincipe van schakelende voedingen begrijpen, moeten we eerst de classificatie van schakelende voedingen begrijpen. Afhankelijk van de werkingsmodi kunnen schakelende voedingen worden onderverdeeld in AC-DC-schakelende voedingen en DC-DC-schakelende voedingen.
AC-DC-schakelende voeding: de ingangsspanning is wisselstroom, die wordt gelijkgericht, gefilterd en geregeld door schakelaars in het ingangscircuit om wisselstroom om te zetten in stabiele gelijkstroom.
DC-DC schakelende voeding: De ingangsspanning is gelijkstroom, die door middel van schakelen, filteren, enz. in het ingangscircuit wordt verwerkt en vervolgens een stabiele gelijkstroom afgeeft om de belasting te voeden.
2. Werkingsprincipe van de schakelbuis
In schakelende voedingen is de toepassing van schakeltransistoren onmisbaar. Schakeltransistoren verwijzen meestal naar halfgeleidercomponenten zoals transistoren, vermogensveldeffecttransistoren, bipolaire transistoren met geïsoleerde poort, enz. Ze kenmerken zich door een laag statisch stroomverbruik, een hoge schakelsnelheid en een uitstekende regelbaarheid.
Om de spanning te regelen, is de eerste stap het verhogen of gelijk maken van de uitgangsspanning van de voeding aan de gewenste spanning. Op dit moment wordt de schakelbuis ingeschakeld en stroomt de stroom via de schakelbuis de spoel binnen. Wanneer stroom door een spoel stroomt, ontstaat er een magnetisch veld en wordt er een elektromotorische kracht gegenereerd op de draden rondom de spoel. Deze elektromotorische kracht vormt een zogenaamde lusoscillatie op de condensator, waardoor periodieke resonantiespanningen ontstaan. Wanneer de schakelbuis wordt uitgeschakeld, wordt de stroom in de spoel plotseling onderbroken en zorgt de magnetische energie die in de spoel is opgeslagen ervoor dat de stroom blijft lopen. Deze stroom wordt vervolgens door de belasting via de uitgangsaansluiting verbruikt en levert een vaste spanning af. Door dit proces te herhalen, kan een stabiele en regelbare uitgangsspanning worden gevormd.
3. Implementatie van het schakelspanningsregelcircuit
We weten dat de schakelsnelheid van de schakelbuis zeer hoog is, wat hoogfrequent schakelen mogelijk maakt en voordelen biedt zoals energiebesparing, stabiliteit en een hoge efficiëntie. In een schakelende voeding is de eerste stap het ontwerpen van een schakelend regelcircuit om de schakeltransistor te regelen. Vervolgens wordt een stabiele uitgangsspanning bereikt door middel van filtering, lusfeedback en andere methoden.
In gestabiliseerde voedingen met schakelende modus worden onder andere diode-gestabiliseerde schakelingen, inductor-gestabiliseerde schakelingen, magnetische component-gestabiliseerde schakelingen, etc. veelgebruikte gestabiliseerde schakelingen met schakelende modus zijn de inductor-gestabiliseerde schakelingen.
Het inductieve spanningsregelaarcircuit bestaat voornamelijk uit schakelbuizen, inductoren, condensatoren, diodes en uitgangscircuits. Het werkingsprincipe is hetzelfde als hierboven. Wanneer de schakelbuis geleidt, kan de uitgangsspanning via een inductor worden gestabiliseerd en vervolgens via het uitgangscircuit aan de belasting worden geleverd. Wanneer de schakeltransistor is uitgeschakeld, kan de energie in de inductor via de diode worden omgezet in uitgangsspanning en gestabiliseerd.
Schakelende gestabiliseerde voedingen met een klein en gemiddeld vermogen kunnen rechtstreeks worden aangestuurd door transistorschakelingen, terwijl schakelende gestabiliseerde voedingen met een hoog vermogen het gebruik van regelchips of analoge regelschakelingen vereisen om een nauwkeurige regeling te bereiken.