Princíp činnosti frekvenčného transformátora a spínaného zdroja
Princíp činnosti výkonového frekvenčného transformátora je pomerne jednoduchý. Vstupné striedavé napätie primárnej cievky výkonovej frekvencie sa premieňa na magnetické pole, ktoré sa prenáša na sekundárnu cievku cez magneticky vodivý materiál (zvyčajne plech z kremíkovej ocele), aby vyvolalo napätie. Výstupná frekvencia je rovnaká ako vstupná frekvencia a napätie sa znižuje podľa pomeru závitov primárnej a sekundárnej cievky (ak je sekundárnych závitov viac, ide o zosilnenie). Pretože výstup transformátora je striedavý prúd a väčšina elektrických obvodov používa jednosmerný prúd, výstup napätia transformátora musí byť usmernený, filtrovaný, stabilizovaný a iné obvody, aby sa stalo relatívne hladké a stabilné napätie pre fungovanie záťažového obvodu.
Transformačným prvkom jadra spínaného zdroja je stále transformátor a tiež sa riadi pravidlom, že pomer napätia sa rovná pomeru závitov. Na rozdiel od výkonového frekvenčného transformátora potrebuje spínaný zdroj zvýšiť prevádzkovú frekvenciu, to znamená, že musí zmeniť nízkofrekvenčné striedavé napätie na vysokofrekvenčné striedavé napätie, čo si vyžaduje realizáciu dodatočného riadiaceho obvodu. Pretože prevádzka obvodu vyžaduje jednosmerný prúd, vstupné striedavé napätie sa musí najskôr usmerniť, aby sa stalo napätím jednosmerného prúdu, a až potom môže byť riadené nasledujúcim obvodom. Vezmime si ako príklad bežne používaný obvod nabíjačky mobilného telefónu, aby sme stručne pochopili princíp fungovania spínaného zdroja.
Po usmernení a odfiltrovaní vstupného striedavého napätia 220 V sa z neho stane jednosmerné napätie asi 310 V (to znamená špičková hodnota striedavého napätia 220 V). Ďalej je potrebné toto jednosmerné napätie premeniť na vysokofrekvenčné striedavé napätie. Na premenu tohto napätia na vysokofrekvenčný striedavý prúd je najjednoduchšie použiť spínač na rýchle otvorenie a zatvorenie spínača, aby sa jednosmerný prúd mohol zmeniť na vysokorýchlostné impulzné jednosmerné napätie. Komponent, ktorý realizuje tento spínač, je tranzistor. Tranzistory, vrátane bežne používaných triód a tranzistorov s efektom poľa atď., tieto dva komponenty môžu byť použité ako elektronické spínače, to znamená, že sú ovládané napätím kolíka (základňa triódy a brána tranzistora s efektom poľa), len Ďalšie dva kolíky je možné ovládať zapínaním a vypínaním.
Ďalším krokom pri prepínači je mať obvod na ovládanie prepínača. Funkciou tohto obvodu je výstup vysokorýchlostného spínacieho signálu na ovládanie zapínania a vypínania spínacej trubice. Tento obvod sa nazýva oscilačný obvod. Existuje mnoho druhov oscilačných obvodov v spínacích napájacích zdrojoch, bez ohľadu na to, ktorý z nich, funkciou je poskytovať riadiace signály do spínacej trubice.
Po riadení riadiaceho obvodu sa zmení vstupné napätie z nízkofrekvenčného striedavého prúdu na vysokofrekvenčné impulzné jednosmerné napätie, ktoré je na vstupe transformátora na zníženie a výstup napätia transformátora bude tiež usmernený a filtrovaný, aby sa stal jednosmerným prúdovým výstupom, ktorý je poskytovaný záťaži Prac. Na rozdiel od výkonového frekvenčného transformátora má spínaný zdroj aj časť obvodu detekcie napätia, ktorý po detekcii odošle signál výstupného napätia do primárneho riadiaceho obvodu transformátora na reguláciu napätia, takže výstupné napätie spínacieho obvodu napájanie je stabilné. výkon bol vylepšený a môže mať široký rozsah vstupného napätia. Preto je pracovný proces spínaného zdroja v skutočnosti realizovaný niekoľkými procesmi AC-DC, DC-AC a potom AC-DC.
Tu môže vzniknúť otázka, nie je transformátor schopný prepúšťať iba striedavý prúd, prečo sa cez transformátor môže transformovať aj jednosmerný výkon spínaného zdroja? Je pravda, že transformátor môže prechádzať iba striedavým prúdom. Konkrétne potrebuje zmenu magnetického toku. Pretože striedavý prúd elektrickej energie je sínusová vlna a má kladné a záporné polovičné cykly, spôsobí zmenu magnetického toku. Spínaný zdroj využíva spínaciu trubicu na premenu jednosmerného prúdu na impulzný jednosmerný prúd. Spínacia trubica sa zmení z vypnutia na vedenie a potom z vedenia na vypnutie, čo tiež spôsobí zmeny magnetického toku.
