Ako môžete získať regulované výstupné napätie v SMP?

Regulované výstupné napätie v SMPS (napájací zdroj v režime prepínača) sa dosahuje pomocou spätnej väzby. Táto slučka neustále monitoruje výstupné napätie a upravuje prepínanie správania výkonových tranzistorov tak, aby sa udržala požadovaná úroveň napätia. Tu je zrútenie kľúčových komponentov a ich úloh:

1. Komponenty riadenia spätnej väzby:

* Výstupný senzor napätia: To zvyčajne používa deliteľ napätia na vytvorenie menšieho, proporcionálneho znázornenia výstupného napätia. Toto menšie napätie sa ľahko zvládne pomocou riadiacich obvodov.

* Chyba zosilňovača (porovnávač): Toto porovnáva snímané výstupné napätie (napätie spätnej väzby) s referenčným napätím (presné a stabilné napätie generované interne). Rozdiel medzi týmito dvoma napätím je chybový signál.

* Modulácia pulzu (PWM): Toto je „mozog“ operácie. Prijíma chyba signál z zosilňovača chýb. Na základe veľkosti a polarity chyby upravuje pracovný cyklus (podiel spínacieho cyklu, ktorý je prepínajúci tranzistory).

* prepínanie tranzistorov (MOSFETS alebo IGBT): Tieto sa rýchlo zapínajú a vypínajú a vytvárajú vysokofrekvenčné impulzy, ktoré vytvárajú prepínané jednosmerné napätie. Radič PWM diktuje, ako dlho sú „zapnuté“ v každom cykle.

* Výstupný filter (induktor a kondenzátor): Tým sa vyhladzuje vysokofrekvenčný impulzný výstup z prepínajúcich tranzistorov a premení ho na relatívne stabilné jednosmerné napätie.

2. Ako to funguje:

1. Počiatočné zapnutie: SMP sa začína a výstupné napätie začne stúpať.

2. Snímanie a porovnanie napätia: Senzor výstupného napätia odošle napätie úmerné výstupnému napätiu do zosilňovača chýb. Zosilňovač chýb to porovnáva s referenčným napätím.

3. Amplifikácia chýb a úprava PWM: Ak je výstupné napätie nižšie ako referenčné napätie (chyba je záporná), zosilňovač chýb generuje signál, ktorý zvyšuje pracovný cyklus ovládača PWM. To znamená, že prepínajúce tranzistory sú „zapnuté“ pre dlhšiu časť každého cyklu, čím sa zvyšuje priemerné výstupné napätie. Naopak, ak je výstupné napätie vyššie ako referenčné napätie (chyba je pozitívna), pracovný cyklus klesá, čím sa zníži priemerné výstupné napätie.

4. Regulácia výstupného napätia: Táto slučka spätnej väzby neustále upravuje pracovný cyklus a vytvára samoregulačný systém. Zmeny v zaťažení prúdu (viac zariadení Výkon kreslenia) alebo variácie vstupného napätia sú kompenzované riadiacou slučkou, ktorá udržiava relatívne konštantné výstupné napätie.

3. Typy kontroly spätnej väzby:

Môže sa použiť niekoľko typov kontrolných slučiek, vrátane:

* Ovládanie napätia v režime: Zosilňovač chýb priamo riadi pracovný cyklus na základe chyby napätia. Je to jednoduchšie, ale za určitých podmienok môže byť náchylné na nestabilitu.

* Current-režim Control: Riadiaca slučka tiež monitoruje indukčný prúd. Toto poskytuje rýchlejšiu prechodnú reakciu a lepšiu reguláciu liniek, ale je zložitejšia na implementáciu.

4. Ochranné mechanizmy:

Dobre navrhnuté SMP obsahuje niekoľko ochranných funkcií, napríklad:

* Ochrana predčasného napätia: Vypne SMP, ak výstupné napätie prekročí bezpečný limit.

* Ochrana nad prúdom: Limity alebo vypnutie výstupného prúdu, ak sa stane nadmerným.

* ochrana proti skratu: Detekuje a reaguje na skrat na výstupe.

Stručne povedané, regulované výstupné napätie v SMP sa dosahuje prostredníctvom presného systému spätnej väzby z uzavretej slučky, ktorý neustále monitoruje a upravuje prepínanie správnych tranzistorov, aby sa udržala požadovaná úroveň napätia napriek zmenám v zaťažení alebo vstupnom napätí.

• Predchádzajúca strana: Prečo používame zariadenia HVDC? 
• Ďalšia strana: Ako chránite pred nárastom energie?