Saiba tudo sobre a fonte de alimentação comutada

Saiba tudo sobre a fonte de alimentação comutada

O circuito de alimentação desempenha um papel essencial em todas as circuito eletronico para fornecer energia elétrica para o circuito da coruja ou cargas como máquinas, computadores, etc. Essas diferentes cargas exigem diferentes formas de energia em vários intervalos e características. Assim, a energia é convertida na forma desejada usando diferentes conversores de energia. Basicamente, diferentes cargas funcionam com vários tipos de fontes de alimentação, como SMPS (fonte de alimentação comutada), fonte de alimentação AC, fonte de alimentação AC para DC, fonte de alimentação programável, alta tensão fonte de energia e fonte de alimentação ininterrupta.



Fonte de alimentação comutada

Fonte de alimentação comutada

O que é SMPS (fonte de alimentação comutada)?

SMPS é definido como, quando a fonte de alimentação está incluída com o regulador de comutação, a conversão de energia elétrica de uma forma para outra com as características necessárias é chamada de fonte de alimentação comutada. Esta fonte de alimentação é usada para obter tensão DC o / p regulada a partir da tensão DC i / p ou AC não regulada.






SMPS

SMPS

SMPS é um circuito complicado como outras fontes de alimentação, ele fornece de uma fonte para as cargas. O MPS é fundamental para diversos aparelhos elétricos e eletrônicos que consomem energia e também para a elaboração de projetos eletrônicos.



Topologias de SMPS

As topologias de SMPS são categorizadas em diferentes tipos, como conversor AC-DC, conversor DC-DC, conversor direto e conversor Flyback.

Princípio de funcionamento da fonte de alimentação comutada

O funcionamento de uma topologia de fonte de alimentação comutada é discutido abaixo.

Conversor DC-DC SMPS funcionando

Nesta fonte de alimentação, uma alimentação CC de alta tensão é adquirida diretamente de uma fonte de alimentação CC. Então, essa alimentação CC de alta tensão é normalmente comutada na faixa de 15 KHz a 5 KHz. E, então, é alimentado a uma unidade de transformador redutor de 50Hz. O o / p deste transformador é alimentado para o retificador , então esta potência o / p retificada é usada como uma fonte para cargas, e o tempo de ON do oscilador é controlado e um regulador de malha fechada é formado.


Conversor DC para DC SMPS

Conversor DC para DC SMPS

A fonte de alimentação de comutação o / p é regulada usando Modulação de largura de pulso mostrado no circuito acima, a chave é acionada pelo oscilador PWM, então indiretamente o transformador abaixador é controlado quando a energia é fornecida ao transformador. Portanto, o / p é controlado pela modulação da largura de pulso, já que esta tensão o / p e o sinal PWM são inversamente proporcionais entre si. Se o ciclo de trabalho for de 50%, a potência máxima é transferida através do transformador e, se o ciclo de trabalho cair, a potência no transformador também cai, diminuindo a dissipação de energia.

Conversor AC-DC SMPS funcionando

Este tipo de SMPS tem um AC i / p e é convertido em DC usando retificador e filtro. Esta tensão CC desregulada é alimentada ao correção do fator de potência circuitos à medida que é afetado. Isso ocorre porque em torno dos picos de tensão, o retificador desenha pulsos de corrente curtos com energia de alta frequência significativamente que afeta o fator de potência para reduzir.

Conversor AC para DC SMPS

Conversor AC para DC SMPS

É quase relacionado ao conversor discutido acima, mas no lugar da fonte de alimentação CC, aqui usamos AC i / p. Assim, a mistura do retificador e filtro, este diagrama de blocos é usado para converter CA em CC e a operação de chaveamento é feita usando um amplificador MOSFET de potência. O Transistor MOSFET consome baixa resistência e pode resistir a altas correntes. A frequência de chaveamento é selecionada de modo que deve ser mantida baixa para seres humanos normais (acima de 20KHz) e a ação de chaveamento é controlada por um feedback usando o oscilador PWM.

Novamente, esta tensão AC é alimentada para o o / p do transformador mostrado na figura acima para aumentar ou diminuir os níveis de tensão. Então, o o / p deste transformador é retificado e suavizado usando o filtro o / p e um retificador. A tensão o / p é controlada por um circuito de feedback comparando-o com a tensão de referência.

Conversor Fly-back SMPS funcionando

O circuito SMPS que tem uma potência o / p muito baixa (menos de 100 W) é chamado de conversor fly-back SMPS. Este tipo de SMPS é um circuito muito baixo e simples em comparação com outros circuitos SMPS. Este tipo de SMPS é usado para aplicações de baixa energia.

Conversor Flyback tipo SMPS

Conversor Flyback tipo SMPS

A tensão i / p não regulada com uma magnitude constante é alterada para uma tensão o / p preferida comutando rapidamente usando um MOSFET cuja frequência de comutação é de cerca de 100 kHz. O isolamento da tensão pode ser obtido usando um transformador. A operação da chave pode ser controlada usando um PWM enquanto executa um conversor fly-back prático.

O transformador fly-back mostra características diferentes em comparação com o transformador normal. O transformador fly-back inclui dois enrolamentos que atuam como um indutor acoplado magnético. O o / p deste transformador é entregue através de um capacitor e diodo para filtragem, bem como retificação . Conforme mostrado na figura acima, o o / p do SMPS pode ser considerado como tensão através do capacitor de filtro.

Forward Converter tipo SMPS funcionando

Este tipo de SMPS é quase igual ao SMPS do tipo conversor fly back. Porém, neste tipo de SMPS um controle é conectado na o / p do enrolamento secundário do transformador para controlar a chave. Em comparação com o conversor fly back, o circuito de filtragem e retificação é complicado.

Forward Converter tipo SMPS

Forward Converter tipo SMPS

Isso também é chamado de conversor DC-DC buck, junto com um transformador que é usado para escalonamento e isolamento. Além do diodo “D1” e do capacitor “C”, um indutor L e um diodo D são conectados no final do o / p. Se a chave 'S' for ligada, então o i / p é dado ao enrolamento primário do transformador. Portanto, uma tensão escalonada é produzida no enrolamento secundário do transformador.

Portanto, o diodo D1 obtém polarização direta e a tensão escalonada é passada através do LPF durante a carga. Quando a chave S é LIGADA, as correntes através do enrolamento chegam a zero. No entanto, a corrente através do filtro indutivo e da carga não pode ser alterada em breve, e uma pista é oferecida para esta corrente pelo diodo de desaceleração D2. Ao usar o indutor do filtro, a tensão necessária através do diodo D2 e ​​para manter a força eletromagnética necessária para manter a estabilidade da corrente no filtro indutivo. Mesmo que a corrente esteja caindo contra a tensão o / p, quase a tensão o / p constante é sustentada com a existência do grande filtro capacitivo. É regularmente usado para várias aplicações de chaveamento com uma faixa de potência de 100 W a 200 W.

É tudo sobre fonte de alimentação do modo switch e seus tipos que envolvem conversor Buck, conversor Buck-boost Conversor fly-back auto-oscilante, conversor Boost, Cuk, Sépico, Boost-buck. Mas, alguns tipos de SMPS são discutidos neste artigo, eles são conversor AC-DC, conversor DC-DC, conversor Forward e Fly-back. Além disso, qualquer informação a respeito dos tipos de SMPS, fique à vontade para dar seu feedback, dar suas sugestões, comentários na seção de comentários abaixo.