A frekvenciaváltó és a tápegység működési elve
A frekvenciaváltó működési elve viszonylag egyszerű. A primer tekercsről bemenő teljesítményfrekvenciás váltakozó feszültséget mágneses térré alakítják, amelyet egy mágneses anyagon (általában szilícium-acéllemezen) keresztül továbbítanak a szekunder tekercsre, hogy feszültséget indukáljanak. A kimeneti frekvencia megegyezik a bemeneti frekvenciával, és a feszültséget az első fokozat tekercsfordulatainak aránya szerint csökkentjük (ha több másodlagos fordulat van, akkor az erősítés). Tekintettel arra, hogy a transzformátor váltakozó áramot ad ki, míg a legtöbb elektromos áramkör egyenáramot használ, a transzformátor kimeneti feszültségét egyenirányítani, szűrni, stabilizálni és más áramkörökön kell ahhoz, hogy viszonylag egyenletes és stabil feszültség legyen a terhelő áramkör számára. munka.
A kapcsolóüzemű tápegység magtranszformátor komponense továbbra is transzformátor, és ez is azt a szabályt követi, hogy a feszültségarány megegyezik a fordulatszámmal. A teljesítményfrekvenciás transzformátorokkal ellentétben a kapcsolóüzemű tápegységeknek növelniük kell működési frekvenciájukat, ami azt jelenti, hogy az alacsony frekvenciájú váltakozó feszültséget nagyfrekvenciás váltakozó feszültséggé kell alakítaniuk, ami további vezérlőáramkörök megvalósítását igényli. Mivel az áramkör működéséhez egyenáram szükséges, a bemeneti váltakozó feszültséget egyenárammá kell egyenirányítani, mielőtt a következő áramkörön keresztül vezérelhető lenne. Példaként egy általánosan használt mobiltelefon-töltőáramkört véve ismerjük meg röviden a kapcsolóüzemű tápegység működési elvét.
Az egyenirányítás és szűrés után a bemeneti 220 V AC feszültség 310 V körüli egyenfeszültség lesz (azaz a 220 V AC feszültség csúcsa). Ezután ezt az egyenfeszültséget nagyfrekvenciás váltakozó feszültséggé kell átalakítani. Ezt a feszültséget a legegyszerűbb módja annak, hogy nagyfrekvenciás váltakozó árammá alakítsuk, ha egy kapcsolót használunk, amely gyorsan nyit és zár, így az egyenáramot nagy sebességű impulzusos egyenárammá alakítjuk. A kapcsolót megvalósító alkatrész egy tranzisztor. A tranzisztorok, beleértve az általánosan használt tranzisztorokat és a térhatású tranzisztorokat, elektronikus kapcsolóként használhatók, vagyis az egyik érintkező (a tranzisztor alapja és a térhatású tranzisztor kapuja), a másik két érintkező feszültségének szabályozásával. szabályozható be- és kikapcsoláshoz.
Egy kapcsolóval a következő lépés az, hogy legyen egy áramkör, amely vezérli a kapcsolót. Ennek az áramkörnek az a feladata, hogy nagy sebességű kapcsolójeleket adjon ki a kapcsolócső vezetésének és levágásának vezérlésére. Ezt az áramkört oszcillációs áramkörnek nevezzük. A kapcsolóüzemű tápegységekben sokféle oszcillációs áramkör létezik, függetlenül attól, hogy melyiket használják vezérlőjelek biztosítására a kapcsolótranzisztornak.
A vezérlőáramkör általi vezérlés után a bemeneti feszültség alacsony frekvenciájú váltakozó áramról nagyfrekvenciás impulzusos egyenfeszültségre változik. Bemenet a transzformátorba feszültségcsökkentés céljából, és a transzformátor kimeneti feszültségét is egyenirányítják és szűrik, hogy egyenáramú kimenetté váljanak, így biztosítva a terhelésnek a működéshez. A teljesítmény-frekvencia-transzformátoroktól eltérően a kapcsolóüzemű tápegységben van egy kiegészítő feszültségérzékelő áramkör is, amely érzékeli a kimenő feszültségjelet, és feszültségszabályozás céljából visszatáplálja a transzformátor primer vezérlőáramkörébe. Ez javítja a kapcsolóüzemű tápegység kimeneti feszültségének stabilitását, és széles bemeneti feszültségtartományt tesz lehetővé. Tehát a kapcsolóüzemű tápegység működési folyamata valójában több AC DC, DC AC, majd AC DC folyamaton keresztül valósul meg.
Felmerülhet itt a kérdés, hogy egy transzformátor nem csak váltakozó áramra képes, miért lehet a kapcsolóüzemű tápegység egyenáramát transzformátoron keresztül is átalakítani? A transzformátorok csak váltakozó áramú áramot tudnak áthaladni, különösen a mágneses fluxus változtatását igénylik. A teljesítményfrekvencia AC teljesítmény egy szinuszhullám pozitív és negatív félciklussal, amely a mágneses fluxus változásait eredményezi. A kapcsolóüzemű tápegységek az egyenáramot egy kapcsolócsövön keresztül impulzusos egyenárammá alakítják. A kapcsolócső megváltoztatja a mágneses fluxust levágásról vezetésre, majd vezetésről levágásra.
