Princip činnosti frekvenčního transformátoru a napájecího zdroje
Princip činnosti výkonového frekvenčního transformátoru je poměrně jednoduchý. Vstupní střídavé napětí z primární cívky je přeměněno na magnetické pole, které je přenášeno přes magnetický materiál (obvykle plech z křemíkové oceli) na sekundární cívku k indukci napětí. Výstupní frekvence je stejná jako vstupní frekvence a napětí se snižuje podle poměru závitů cívky prvního stupně (pokud je sekundárních závitů více, jde o boost). Vzhledem k tomu, že na výstupu transformátoru je střídavý proud, zatímco většina elektrických obvodů používá stejnosměrný proud, je třeba výstupní napětí transformátoru usměrnit, filtrovat, stabilizovat a další obvody se stát relativně hladkým a stabilním napětím pro zátěžový obvod. práce.
Jádrovou transformátorovou součástí spínaného zdroje je stále transformátor a také se řídí pravidlem, že poměr napětí je roven převodovému poměru. Na rozdíl od výkonových frekvenčních transformátorů potřebují spínané zdroje zvýšit svou pracovní frekvenci, což znamená, že potřebují převést nízkofrekvenční střídavé napětí na vysokofrekvenční střídavé napětí, což vyžaduje implementaci dalších řídicích obvodů. Protože provoz obvodu vyžaduje stejnosměrný proud, musí být vstupní střídavé napětí usměrněno, aby se stalo stejnosměrným napětím, než může být řízeno prostřednictvím následujícího obvodu. Vezmeme-li jako příklad běžně používaný obvod nabíječky mobilních telefonů, pojďme stručně pochopit princip fungování spínaného zdroje.
Po usměrnění a filtraci se vstupní napětí 220V AC stane stejnosměrným napětím kolem 310V (tj. špička napětí 220V AC). Dále je nutné toto stejnosměrné napětí převést na vysokofrekvenční střídavé napětí. Nejjednodušší způsob, jak přeměnit toto napětí na vysokofrekvenční střídavý proud, je použít spínač, který se rychle otevírá a zavírá, čímž se stejnosměrný proud přemění na vysokorychlostní pulzní stejnosměrné napětí. Součást, která implementuje tento přepínač, je tranzistor. Tranzistory, včetně běžně používaných tranzistorů a tranzistorů s efektem pole, lze použít jako elektronické spínače, to znamená ovládáním napětí jednoho pinu (báze tranzistoru a hradla tranzistoru s efektem pole), dalších dvou pinů lze ovládat pro zapnutí nebo vypnutí.
U spínače je dalším krokem mít obvod, který spínač ovládá. Funkcí tohoto obvodu je vysílat vysokorychlostní spínací signály pro řízení vedení a odpojení spínací trubice. Tento obvod se nazývá oscilační obvod. Ve spínacích napájecích zdrojích existuje mnoho typů oscilačních obvodů, bez ohledu na to, který z nich se používá k poskytování řídicích signálů spínacímu tranzistoru.
Po ovládání řídicím obvodem se vstupní napětí mění z nízkofrekvenčního střídavého na vysokofrekvenční pulzní stejnosměrné napětí. Je vstupem do transformátoru pro snížení napětí a výstupní napětí transformátoru je také usměrněno a filtrováno, aby se stalo stejnosměrným výstupem, který jej poskytuje zátěži pro provoz. Na rozdíl od výkonových frekvenčních transformátorů má spínaný zdroj také přídavný obvod detekce napětí, který detekuje výstupní napěťový signál a přivádí jej zpět do primárního řídicího obvodu transformátoru pro regulaci napětí. To zlepšuje stabilitu výstupního napětí spínaného zdroje a umožňuje široký rozsah vstupního napětí. Takže pracovní proces spínaného zdroje je ve skutečnosti dosažen několika procesy AC DC, DC AC a poté AC DC.
Zde může být otázka, není transformátor schopen pouze střídavého napájení, proč může být stejnosměrný výkon ze spínaného zdroje také transformován přes transformátor? Transformátory mohou procházet pouze střídavým proudem, což konkrétně vyžaduje změny magnetického toku. Frekvence napájení Střídavý výkon je sinusová vlna s kladným a záporným polovičním cyklem, což bude mít za následek změny magnetického toku. Spínané zdroje převádějí stejnosměrný proud na pulzní stejnosměrný proud přes spínací trubici. Spínací trubice mění magnetický tok z přerušení na vedení a poté z vedení na přerušení.
