Principio de funcionamiento del transformador de frecuencia de potencia y fuente de alimentación conmutada
El principio de funcionamiento del transformador de frecuencia de potencia es relativamente simple. La entrada de voltaje de CA de frecuencia industrial por la bobina primaria se convierte en un campo magnético, que se transmite a la bobina secundaria a través de un material conductor magnético (generalmente una lámina de acero al silicio) para inducir un voltaje. La frecuencia de salida es la misma que la frecuencia de entrada, y el voltaje se reduce de acuerdo con la relación entre las vueltas de bobina primaria y secundaria (si hay más vueltas secundarias, es un refuerzo). Dado que la salida del transformador es corriente alterna y la mayoría de los circuitos eléctricos utilizan corriente continua, la salida de voltaje del transformador debe rectificarse, filtrarse, estabilizarse y otros circuitos para convertirse en un voltaje relativamente suave y estable para que funcione el circuito de carga.
El elemento central de transformación de la fuente de alimentación conmutada sigue siendo un transformador, y también sigue la regla de que la relación de voltaje es igual a la relación de vueltas. A diferencia del transformador de frecuencia de potencia, la fuente de alimentación conmutada necesita aumentar la frecuencia de operación, es decir, necesita cambiar el voltaje de CA de baja frecuencia a un voltaje de CA de alta frecuencia, lo que requiere la realización de un circuito de control adicional. Debido a que la operación del circuito requiere corriente continua, el voltaje de CA de entrada primero debe rectificarse para convertirse en un voltaje de corriente continua antes de que pueda ser controlado por el circuito subsiguiente. Tomemos como ejemplo un circuito de cargador de teléfono móvil de uso común para comprender brevemente el principio de funcionamiento de la fuente de alimentación conmutada.
Después de rectificar y filtrar el voltaje de CA de entrada de 220 V, se convertirá en un voltaje de CC de aproximadamente 310 V (es decir, el valor máximo del voltaje de CA de 220 V). A continuación, este voltaje de CC debe convertirse en un voltaje de CA de alta frecuencia. Para convertir este voltaje en corriente alterna de alta frecuencia, la forma más fácil es usar un interruptor para abrir y cerrar rápidamente el interruptor, de modo que la corriente continua se pueda convertir en un voltaje de corriente continua pulsada de alta velocidad. El componente que realiza este interruptor es un transistor. Los transistores, incluidos los triodos y los transistores de efecto de campo de uso común, etc., estos dos componentes se pueden usar como interruptores electrónicos, es decir, controlados por el voltaje de un pin (la base del triodo y la puerta del transistor de efecto de campo), solo los otros dos pines se pueden controlar encendido y apagado.
Con el interruptor, el siguiente paso es tener un circuito para controlar el interruptor. La función de este circuito es emitir una señal de conmutación de alta velocidad para controlar el encendido y apagado del tubo del interruptor. Este circuito se llama circuito de oscilación. Hay muchos tipos de circuitos oscilantes en las fuentes de alimentación de conmutación, sin importar cuál, la función es proporcionar señales de control al tubo de conmutación.
Después del control del circuito de control, el voltaje de entrada cambia de corriente alterna de baja frecuencia a voltaje de corriente continua pulsada de alta frecuencia, que se ingresa al transformador para reducir, y el voltaje de salida del transformador también será rectificado y filtrado para convertirse en salida de corriente continua, que se proporciona a la carga de trabajo. A diferencia del transformador de frecuencia de potencia, la fuente de alimentación conmutada también tiene una parte del circuito de detección de tensión, que retroalimentará la señal de tensión de salida al circuito de control primario del transformador para la regulación de tensión después de la detección, de modo que la tensión de salida de la conmutación la fuente de alimentación es estable. Se ha mejorado el rendimiento y puede tener un amplio rango de voltaje de entrada. Por lo tanto, el proceso de trabajo de la fuente de alimentación conmutada en realidad se realiza mediante varios procesos de CA-CC, CC-CA y luego CA-CC.
Aquí puede haber una pregunta, ¿el transformador no solo puede pasar energía de CA? ¿Por qué la energía de CC de la fuente de alimentación conmutada también se puede transformar a través del transformador? Es cierto que el transformador solo puede pasar por corriente alterna. Específicamente, necesita un cambio en el flujo magnético. Dado que la corriente alterna de frecuencia industrial es una onda sinusoidal y tiene semiciclos positivos y negativos, producirá un cambio en el flujo magnético. La fuente de alimentación conmutada utiliza el tubo de conmutación para convertir la corriente continua en corriente continua pulsada. El tubo de conmutación cambia de corte a conducción, y luego de conducción a corte, lo que también producirá cambios en el flujo magnético.
