A fonte de alimentação estabilizada chaveada é um tipo de fonte de alimentação que utiliza transistores chaveadores para controlar a tensão de saída da fonte de alimentação, a fim de obter uma saída estável. Seu princípio de funcionamento pode ser dividido nos seguintes aspectos:
1. Classificação da fonte de alimentação estabilizada por tensão de comutação
Antes de entender o princípio de funcionamento das fontes de alimentação chaveadas, precisamos primeiro entender sua classificação. De acordo com os diferentes modos de operação, as fontes de alimentação chaveadas podem ser divididas em fontes de alimentação chaveadas CA-CC e fontes de alimentação chaveadas CC-CC.
Fonte de alimentação comutada CA-CC: A tensão de entrada é energia CA, que é retificada, filtrada e controlada por interruptores no circuito de entrada para converter energia CA em saída de energia CC estável.
Fonte de alimentação comutada CC-CC: A tensão de entrada é corrente contínua, que é processada por comutação, filtragem, etc. no circuito de entrada e, em seguida, emite corrente contínua estável para fornecer à carga.
2、 Princípio de funcionamento do tubo de comutação
Em fontes de alimentação chaveadas, a aplicação de transistores de comutação é indispensável. Transistores de comutação geralmente se referem a componentes semicondutores, como transistores, transistores de efeito de campo de potência, transistores bipolares de porta isolada, etc. Apresentam as características de baixo consumo de energia estática, alta velocidade de comutação e forte controlabilidade.
Quando queremos controlar a tensão, o primeiro passo é tornar a tensão de saída da fonte de alimentação maior ou igual à tensão necessária. Neste momento, o tubo de comutação será ligado e a corrente entrará no indutor através do tubo de comutação. Quando a corrente passa por um indutor, um campo magnético é formado e uma força eletromotriz é gerada nos fios ao redor do indutor. Essa força eletromotriz forma uma chamada oscilação de loop no capacitor, gerando tensões ressonantes periódicas. Quando o tubo de comutação é desligado, a corrente no indutor é interrompida repentinamente e a energia magnética armazenada no indutor impulsiona a corrente a continuar fluindo, que é então consumida pela carga através do terminal de saída e emite uma tensão fixa. Repetindo esse processo, uma tensão de saída estável e controlável pode ser formada.
3. Implementação do circuito regulador de tensão de comutação
Sabemos que a velocidade de comutação do tubo de comutação é muito rápida, o que permite comutação de alta frequência e apresenta as vantagens de economia de energia, estabilidade e alta eficiência. Em uma fonte de alimentação com regulador de comutação, o primeiro passo é projetar um circuito regulador de comutação para controlar o transistor de comutação. Em seguida, a tensão de saída estável é alcançada por meio de filtragem, realimentação de malha e outros métodos.
Em fontes de alimentação estabilizadas em modo de comutação, os circuitos estabilizados em modo de comutação comumente usados incluem circuitos estabilizados por diodo, circuitos estabilizados por indutor, circuitos estabilizados por componente magnético, etc. Entre eles, o mais comum é o circuito estabilizado por indutor.
O circuito regulador de tensão indutivo é composto principalmente por válvulas de comutação, indutores, capacitores, diodos e circuitos de saída. Seu princípio de funcionamento é o mesmo do anterior. Quando a válvula de comutação está conduzindo, a tensão de saída pode ser estabilizada por meio de um indutor e, em seguida, fornecida à carga através do circuito de saída. Quando o transistor de comutação é desligado, a energia dentro da válvula pode ser convertida em tensão de saída através do diodo e estabilizada.
Fontes de alimentação estabilizadas por comutação de pequena e média potência podem ser acionadas diretamente por circuitos de transistor, enquanto fontes de alimentação estabilizadas por comutação de alta potência exigem o uso de chips de controle ou circuitos de controle analógicos para obter controle preciso.