Anahtarlamalı regüle güç kaynağı nasıl çalışır?
Anahtarlamalı regüle güç kaynağı, çıkışı dengelemek amacıyla güç kaynağı çıkış voltajının büyüklüğünü kontrol etmek için anahtarlama tüpleri kullanılarak çalışan bir güç kaynağı türüdür. Çalışma prensibi aşağıdaki yönlere ayrılabilir:
İlk olarak, anahtarlamalı regüle güç kaynağının sınıflandırılması
Anahtarlamalı regüle güç kaynağının çalışma prensibini anlamadan önce, anahtarlamalı regüle güç kaynağının sınıflandırmasını anlamamız gerekir. Farklı çalışma yöntemlerine göre, anahtarlamalı regüle güç kaynağı, AC-DC anahtarlamalı güç kaynağı ve DC-DC anahtarlamalı güç kaynağına bölünebilir.
AC-DC anahtarlamalı güç kaynağı: giriş voltajı, giriş devresindeki düzeltme, filtreleme, anahtarlama kontrolü ve diğer işlemlerden sonra kararlı DC çıkışına dönüştürülen alternatif akımdır (AC).
DC-DC anahtarlama güç kaynağı: giriş devresindeki dönüşüm, filtreleme ve diğer işlemlerden sonra giriş voltajı doğru akımdır ve daha sonra yükü sağlamak için kararlı bir doğru akım çıkışı sağlar.
İkincisi, tüp değiştirmenin çalışma prensibi
Anahtarlamalı regüle güç kaynağında anahtarlama tüplerinin uygulanması vazgeçilmezdir. Anahtarlama tüpü genellikle transistörleri, güç alanı etkili tüpleri, yalıtımlı kapı bipolar transistörlerini ve diğer yarı iletken bileşenleri ifade eder. Düşük statik güç tüketimi, yüksek anahtarlama hızı ve yüksek kontrol edilebilirlik ile karakterize edilir.
Gerilimi kontrol etmek istediğimizde öncelikle güç kaynağı çıkış gerilimini istenen gerilime eşit veya daha yüksek hale getirmemiz gerekir, bu da anahtarlama tüpünü açar ve akım anahtarlama tüpünden indüktöre geçer. Akım indüktörden geçtiğinde bir manyetik alan oluşur ve indüktörün etrafındaki tellerde bir elektrik potansiyeli oluşur. Bu elektromotor kuvvet, kapasitörde periyodik bir rezonans voltajı üreten döngü salınımı adı verilen bir salınım yaratır. Anahtarlama tüpü kesildiğinde, indüktördeki akım aniden kesilir ve indüktörde depolanan manyetik enerji, akımın akmaya devam etmesini ve sabit bir voltaj çıkışı sağlayan yük tarafından tüketilecek çıkıştan geçmesini sağlar. Kararlı ve kontrol edilebilir bir çıkış voltajı oluşturmak için bu tekrarlanır.
Üçüncüsü, anahtarlama regülatör devresinin gerçekleştirilmesi
Bildiğimiz gibi, anahtarlama tüpünün anahtarlama hızı çok hızlıdır, yüksek frekanslı anahtarlamayı gerçekleştirebilir, enerji tasarrufu, stabilite, yüksek verimlilik vb. avantajlara sahiptir. Anahtarlamalı regülasyonlu güç kaynağında öncelikle anahtarlama tüpünün kontrolünü gerçekleştirecek anahtarlamalı regülatör devresi tasarlamamız gerekmektedir. Daha sonra çıkış voltajı filtreleme, döngü geri beslemesi vb. yoluyla dengelenir.
Anahtarlamalı regülasyonlu güç kaynağında yaygın olarak kullanılan anahtarlamalı regülatör devreleri diyot regülatör devresi, indüktör regülatör devresi, manyetik elemanlı regülatör devresi vb. olup bunlardan en yaygın olanı indüktör regülatör devresidir.
Endüktif voltaj regülatör devresi esas olarak anahtarlama tüpleri, indüktörler, kapasitörler, diyotlar ve çıkış devrelerinden oluşur. Çalışma prensibi yukarıdakiyle aynıdır, anahtarlama tüpü açıldığında çıkış voltajı indüktör tarafından düzenlenebilir ve daha sonra çıkış devresi üzerinden yüke sağlanabilir. Ve anahtarlama borusunun kesilmesinde, indüktördeki enerji, diyot aracılığıyla çıkış voltajına dönüştürülebilir ve düzenlenebilir.
Küçük ve orta güç anahtarlamalı regüle güç kaynağı doğrudan transistör sürücü devresiyle gerçekleştirilebilirken, daha büyük güç anahtarlamalı regüle güç kaynağı, hassas kontrol elde etmek için kontrol çiplerinin veya analog kontrol devrelerinin kullanılmasını gerektirir.
Dördüncüsü, döngü geri besleme kontrolü
Güç kaynağının çıkış voltajı sıcaklık, yük ve giriş voltajı değiştikçe değiştiğinden, çıkış voltajının kontrol edilmesi gerekir. Anahtarlamalı regüle güç kaynağında, döngü geri besleme kontrolü genellikle çıkış voltajını izleyerek ve çıkış voltajını stabilize etmek için geri bildirim ve düzenleme sağlayarak çıkış voltajını stabilize etmek için kullanılır.
Spesifik olarak, döngü geri besleme kontrolü, çıkış voltajı ile ayarlanan voltaj arasındaki farkı karşılaştırarak ve aritmetik, amplifikasyon, filtreleme gerçekleştirerek ve ardından anahtarlama tüpünün iletimini ve kesilmesini kontrol ederek çıkış voltajının düzenlenmesini gerçekleştirir. Bu süreçte sistemin kararlılığı sağlanmalıdır yani regülasyon hızı yeterince hızlı olmalı ancak çok hızlı olmamalıdır, aksi takdirde sistem kararsızlığına neden olacaktır.
Kısacası, anahtarlamalı regüle güç kaynağı yaygın olarak kullanılan bir güç kaynağıdır ve çalışma prensibi, voltajı kontrol etmek için anahtarlama tüpünü kullanmak ve aynı zamanda filtreleme, döngü geri bildirimi ve diğer düzenleme ve kontrol yolları aracılığıyla kullanmaktır. Kararlı ve kontrol edilebilir bir çıkış voltajı elde etmek için voltaj. Teknolojinin sürekli ilerlemesiyle birlikte, anahtarlamalı güç kaynağı birçok elektronik cihazın vazgeçilmez bir parçası haline geldi ve elektronik endüstrisinin gelişimini ve yeniliğini büyük ölçüde teşvik etti.
