Princíp činnosti transformátora a napájacieho zdroja
Princíp činnosti výkonového frekvenčného transformátora je pomerne jednoduchý. Vstupné striedavé napätie z primárnej cievky sa premieňa na magnetické pole, ktoré sa prenáša cez magnetický materiál (zvyčajne plech z kremíkovej ocele) do sekundárnej cievky na indukciu napätia. Výstupná frekvencia je rovnaká ako vstupná frekvencia a napätie sa znižuje podľa pomeru závitov cievky prvého stupňa (ak je sekundárnych závitov viac, ide o zosilnenie). Vzhľadom na skutočnosť, že na výstupe transformátora je striedavý prúd, zatiaľ čo väčšina elektrických obvodov používa jednosmerný prúd, výstup napätia transformátora je potrebné usmerniť, filtrovať, stabilizovať a iné obvody, aby sa stalo relatívne hladké a stabilné napätie pre obvod záťaže. práca.
Zložkou jadrového transformátora spínaného zdroja je stále transformátor a tiež sa riadi pravidlom, že pomer napätia sa rovná pomeru závitov. Na rozdiel od transformátorov výkonovej frekvencie potrebujú spínané zdroje zvýšiť svoju pracovnú frekvenciu, čo znamená, že potrebujú previesť nízkofrekvenčné striedavé napätie na vysokofrekvenčné striedavé napätie, čo si vyžaduje implementáciu dodatočných riadiacich obvodov. Pretože prevádzka obvodu vyžaduje jednosmerný prúd, vstupné striedavé napätie je potrebné usmerniť, aby sa z neho stalo jednosmerné napätie predtým, ako sa dá ovládať cez nasledujúci obvod. Ak vezmeme ako príklad bežne používaný obvod nabíjačky mobilného telefónu, poďme stručne pochopiť princíp fungovania spínaného zdroja napájania.
Po usmernení a filtrácii sa vstupné napätie 220V AC stane jednosmerným napätím okolo 310V (tj vrchol 220V AC). Ďalej je potrebné toto jednosmerné napätie premeniť na vysokofrekvenčné striedavé napätie. Najjednoduchší spôsob, ako zmeniť toto napätie na vysokofrekvenčný striedavý prúd, je použiť spínač, ktorý sa rýchlo otvára a zatvára, čím sa jednosmerný prúd premení na vysokorýchlostné impulzné jednosmerné napätie. Komponent, ktorý implementuje tento spínač, je tranzistor. Tranzistory, vrátane bežne používaných tranzistorov a tranzistorov s efektom poľa, môžu byť použité ako elektronické spínače, to znamená riadením napätia jedného kolíka (báza tranzistora a hradla tranzistora s efektom poľa), ďalších dvoch kolíkov. možno ovládať na zapnutie alebo vypnutie.
Ďalším krokom pri prepínači je mať obvod, ktorý riadi prepínač. Funkciou tohto obvodu je výstup vysokorýchlostných spínacích signálov na riadenie vedenia a odpojenia spínacej trubice. Tento obvod sa nazýva oscilačný obvod. Existuje mnoho typov oscilačných obvodov v spínacích zdrojoch bez ohľadu na to, ktorý z nich sa používa na poskytovanie riadiacich signálov spínaciemu tranzistoru.
Po riadení riadiacim obvodom sa vstupné napätie mení z nízkofrekvenčného striedavého na vysokofrekvenčné impulzné jednosmerné napätie. Je vstupom do transformátora na zníženie napätia a výstup napätia z transformátora je tiež usmernený a filtrovaný, aby sa stal jednosmerným výstupom, čím sa poskytuje záťaži na prevádzku. Na rozdiel od výkonových frekvenčných transformátorov má spínaný zdroj aj prídavný obvod detekcie napätia, ktorý detekuje výstupný napäťový signál a privádza ho späť do primárneho riadiaceho obvodu transformátora na reguláciu napätia. To zlepšuje stabilitu výstupného napätia spínaného zdroja a umožňuje široký rozsah vstupného napätia. Takže pracovný proces spínaného zdroja sa v skutočnosti dosahuje niekoľkými procesmi AC DC, DC AC a potom AC DC.
Tu môže vyvstať otázka, nie je transformátor schopný iba striedavého prúdu, prečo môže byť jednosmerný prúd zo spínaného zdroja transformovaný aj cez transformátor? Transformátory môžu prechádzať iba striedavým prúdom, čo konkrétne vyžaduje zmeny magnetického toku. Frekvencia napájania Striedavý prúd je sínusová vlna s kladným a záporným polovičným cyklom, čo bude mať za následok zmeny magnetického toku. Spínané zdroje premieňajú jednosmerný prúd na impulzný jednosmerný prúd cez spínaciu trubicu. Spínacia trubica mení magnetický tok z prerušenia na vedenie a potom z vedenia na vypnutie.
