Mạch cung cấp điện đóng một vai trò thiết yếu trong mọi điện và mạch điện tử để cung cấp năng lượng điện cho mạch cú hoặc các tải như máy móc, máy tính, ... Các tải khác nhau này đòi hỏi các dạng công suất khác nhau ở các phạm vi và đặc tính khác nhau. Vì vậy, công suất được chuyển đổi thành dạng mong muốn bằng cách sử dụng các bộ chuyển đổi công suất khác nhau. Về cơ bản, các tải khác nhau hoạt động với nhiều loại nguồn cung cấp khác nhau như SMPS (nguồn cung cấp chế độ chuyển đổi), nguồn AC, nguồn AC sang DC, nguồn điện lập trình, điện áp cao Nguồn cấp & nguồn điện liên tục.
Chuyển chế độ cung cấp điện
SMPS (Nguồn cung cấp chế độ chuyển mạch) là gì?
SMPS được định nghĩa là, khi nguồn điện đi kèm với bộ điều chỉnh chuyển mạch từ việc chuyển đổi nguồn điện từ dạng này sang dạng khác với các đặc tính cần thiết được gọi là nguồn cung cấp chế độ chuyển mạch. Nguồn điện này được sử dụng để đạt được điện áp o / p DC điều chỉnh từ điện áp DC i / p hoặc AC không điều chỉnh.
SMPS
SMPS là một mạch phức tạp giống như các bộ nguồn khác, nó cấp từ nguồn cho các tải. MPS rất quan trọng đối với các thiết bị điện và điện tử khác nhau tiêu thụ điện năng và cả để thiết kế các dự án điện tử.
Các cấu trúc liên kết của SMPS
Các cấu trúc liên kết của SMPS được phân loại thành nhiều loại khác nhau như bộ chuyển đổi AC-DC, bộ chuyển đổi DC-DC, bộ chuyển đổi Forward và bộ chuyển đổi Flyback.
Nguyên lý làm việc của Bộ nguồn Chế độ Chuyển mạch
Hoạt động của cấu trúc liên kết cung cấp điện chế độ chuyển đổi được thảo luận dưới đây.
Bộ chuyển đổi DC-DC SMPS làm việc
Trong nguồn điện này, nguồn điện một chiều điện áp cao được lấy trực tiếp từ nguồn điện một chiều. Sau đó, nguồn điện một chiều điện áp cao này được chuyển đổi thường trong khoảng 15KHz-5KHz. Và, sau đó nó được đưa đến một đơn vị biến áp bước xuống 50Hz. O / p của máy biến áp này là đưa vào bộ chỉnh lưu , chúng nguồn o / p chỉnh lưu này được sử dụng làm nguồn cho tải, và thời gian BẬT của bộ dao động được điều khiển và bộ điều chỉnh vòng kín được hình thành.
Bộ chuyển đổi DC sang DC SMPS
Việc chuyển đổi nguồn điện o / p được điều chỉnh bằng cách sử dụng Điều chế độ rộng xung được hiển thị trong mạch trên, công tắc được điều khiển bởi bộ dao động PWM, sau đó gián tiếp biến áp bước xuống được điều khiển khi nguồn cấp cho biến áp. Do đó, o / p được điều khiển bởi điều chế độ rộng xung, vì điện áp o / p này và tín hiệu PWM tỷ lệ nghịch với nhau. Nếu chu kỳ làm việc là 50%, thì công suất tối đa được chuyển qua máy biến áp, và nếu chu kỳ làm việc giảm xuống, thì công suất trong máy biến áp cũng giảm bằng cách giảm công suất tiêu tán.
Bộ chuyển đổi AC -DC SMPS làm việc
Loại SMPS này có i / p AC và nó được chuyển đổi thành DC bằng cách sử dụng bộ chỉnh lưu & bộ lọc. Điện áp một chiều không được kiểm soát này được cấp cho hiệu chỉnh hệ số công suất mạch vì nó bị ảnh hưởng. Điều này là do xung quanh các đỉnh điện áp, bộ chỉnh lưu rút ra các xung dòng điện ngắn có năng lượng tần số cao đáng kể ảnh hưởng đến hệ số công suất để giảm.
Bộ chuyển đổi AC sang DC SMPS
Nó gần như liên quan đến bộ chuyển đổi đã thảo luận ở trên, nhưng ở vị trí của nguồn điện DC, ở đây chúng tôi đã sử dụng AC i / p. Vì vậy, hỗn hợp của bộ chỉnh lưu & bộ lọc, sơ đồ khối này được sử dụng để chuyển đổi AC sang DC và hoạt động chuyển đổi được thực hiện bằng cách sử dụng bộ khuếch đại MOSFET công suất. Các Bóng bán dẫn MOSFET tiêu thụ điện trở thấp và có thể chống lại dòng điện cao. Tần số của chuyển mạch được chọn sao cho nó phải được giữ ở mức thấp đối với con người bình thường (trên 20KHz) và hành động chuyển mạch được điều khiển bằng phản hồi sử dụng bộ dao động PWM.
Một lần nữa, điện áp AC này được cấp cho o / p của máy biến áp được hiển thị trong hình trên để tăng hoặc giảm các mức điện áp. Sau đó, o / p của máy biến áp này được chỉnh lưu & làm mịn bằng cách sử dụng bộ lọc o / p và bộ chỉnh lưu. Điện áp o / p được điều khiển bởi một mạch phản hồi bằng cách so sánh nó với điện áp tham chiếu.
Công việc chuyển đổi Fly-back SMPS
Mạch SMPS có công suất o / p rất thấp (dưới 100W) được gọi là SMPS bộ chuyển đổi quay lại. Đây là loại mạch SMPS rất thấp và đơn giản so với các mạch SMPS khác. Loại SMPS này được sử dụng cho các ứng dụng công suất thấp.
Fly-back Converter loại SMPS
Điện áp i / p không điều chỉnh có cường độ không đổi được thay đổi thành điện áp o / p ưu tiên bằng cách chuyển đổi nhanh sử dụng MOSFET, tần số chuyển đổi là khoảng 100 kHz. Có thể đạt được sự cách ly điện áp bằng cách sử dụng máy biến áp. Hoạt động của công tắc có thể được kiểm soát bằng cách sử dụng PWM trong khi thực hiện một bộ chuyển đổi quay lại thực tế.
Máy biến áp ngược cho thấy các đặc điểm khác biệt so với máy biến áp bình thường. Máy biến áp ngược bao gồm hai cuộn dây hoạt động như một cuộn cảm được ghép từ tính. O / p của máy biến áp này được cung cấp thông qua một tụ điện và diode để lọc cũng như chỉnh lưu . Như thể hiện trong hình trên, o / p của SMPS có thể được coi là điện áp trên tụ lọc.
Chuyển tiếp loại chuyển đổi SMPS Làm việc
Loại SMPS này gần giống với loại SMPS của bộ chuyển đổi fly back. Tuy nhiên, trong loại SMPS này, một bộ điều khiển được kết nối tại o / p của cuộn thứ cấp của máy biến áp để điều khiển công tắc. So với bộ chuyển đổi fly back, mạch lọc và chỉnh lưu phức tạp.
Chuyển tiếp chuyển tiếp loại SMPS
Đây còn được gọi là bộ chuyển đổi DC-DC, cùng với một máy biến áp được sử dụng để mở rộng quy mô và cách ly. Ngoài diode “D1” & tụ điện “C”, một cuộn cảm L & một diode D được kết nối ở cuối o / p. Nếu công tắc ‘S’ được BẬT, thì i / p được cấp cho cuộn sơ cấp của máy biến áp. Do đó, một điện áp tỷ lệ được tạo ra ở cuộn thứ cấp của máy biến áp.
Do đó, diode D1 được phân cực thuận và điện áp được chia tỷ lệ được đưa qua LPF tiếp tục tải. Khi công tắc S được BẬT, khi đó dòng điện qua cuộn dây đạt đến 0, Tuy nhiên, dòng điện qua bộ lọc cảm ứng & tải không thể thay đổi trong thời gian ngắn, và một làn được cung cấp cho dòng điện này bởi diode cuộn dây D2. Bằng cách sử dụng cuộn cảm của bộ lọc, điện áp cần thiết trên diode D2 & để giữ lực điện từ cần thiết để duy trì sự ổn định của dòng điện ở bộ lọc cảm ứng. Ngay cả khi dòng điện giảm so với điện áp o / p, hầu như điện áp o / p không đổi vẫn được duy trì với sự tồn tại của bộ lọc điện dung lớn. Nó thường xuyên được sử dụng cho các ứng dụng chuyển mạch khác nhau với dải công suất từ 100 W đến 200 W.
Đây là tất cả về chuyển đổi chế độ cung cấp điện và các loại của nó bao gồm bộ chuyển đổi Buck, bộ chuyển đổi tăng cường Buck Bộ chuyển đổi tự động dao động trở lại, bộ chuyển đổi Boost, Cuk, Sepic, Boost-buck. Tuy nhiên, một số loại SMPS được thảo luận trong bài viết này, chúng là bộ chuyển đổi AC-DC, bộ chuyển đổi DC-DC, bộ chuyển đổi Chuyển tiếp và Fly-back. Hơn nữa, bất kỳ thông tin nào liên quan đến các loại SMPS, các bạn vui lòng phản hồi để đưa ra đề xuất, nhận xét của mình trong phần bình luận bên dưới.
