Comment fonctionne une alimentation régulée à découpage ?
Une alimentation régulée par découpage est un type d'alimentation qui fonctionne en utilisant des tubes de commutation pour contrôler l'amplitude de la tension de sortie de l'alimentation afin de stabiliser la sortie. Son principe de fonctionnement peut être divisé selon les aspects suivants :
Premièrement, la classification des alimentations régulées à découpage
Avant de comprendre le principe de fonctionnement de l’alimentation régulée à découpage, nous devons comprendre la classification de l’alimentation régulée à découpage. Selon différentes méthodes de travail, l'alimentation régulée à découpage peut être divisée en alimentation à découpage AC-DC et alimentation à découpage DC-DC.
Alimentation à découpage AC-DC : la tension d'entrée est un courant alternatif (AC), qui est converti en sortie DC stable après rectification, filtrage, contrôle de commutation et autres processus dans le circuit d'entrée.
Alimentation à découpage DC-DC : la tension d'entrée est un courant continu, après conversion de commutation, filtrage et autres processus dans le circuit d'entrée, puis produit un courant continu stable pour alimenter la charge.
Deuxièmement, le principe de fonctionnement du tube de commutation
Dans l'alimentation régulée par commutation, l'application de tubes de commutation est indispensable. Le tube de commutation fait généralement référence aux transistors, aux tubes à effet de champ de puissance, aux transistors bipolaires à grille isolée et à d'autres composants semi-conducteurs. Il se caractérise par une faible consommation d'énergie statique, une vitesse de commutation élevée et une contrôlabilité élevée.
Lorsque nous voulons contrôler la tension, nous devons d'abord rendre la tension de sortie de l'alimentation supérieure ou égale à la tension souhaitée, ce qui allumera le tube de commutation, et le courant passe à travers le tube de commutation dans l'inductance. Lorsque le courant traverse l'inducteur, un champ magnétique se forme et un potentiel électrique est généré sur les fils autour de l'inducteur. Cette force électromotrice crée une oscillation dite en boucle dans le condensateur, produisant une tension de résonance périodique. Lorsque le tube de commutation se coupe, le courant dans l'inducteur est soudainement interrompu et l'énergie magnétique stockée dans l'inducteur entraîne le courant à continuer de circuler et à traverser la sortie pour être consommé par la charge, qui produit une tension fixe. Ceci est répété pour créer une tension de sortie stable et contrôlable.
Troisièmement, la réalisation du circuit régulateur à découpage
Comme nous le savons, la vitesse de commutation du tube de commutation est très rapide, peut réaliser une commutation à haute fréquence, présente les avantages d'économie d'énergie, de stabilité, de rendement élevé, etc. Dans l'alimentation régulée par commutation, nous devons tout d'abord concevoir un circuit régulateur à découpage pour réaliser le contrôle du tube de commutation. Ensuite, la tension de sortie est stabilisée par filtrage, retour de boucle, etc.
Dans l'alimentation régulée par découpage, les circuits régulateurs à découpage couramment utilisés sont le circuit régulateur à diode, le circuit régulateur à inductance, le circuit régulateur à élément magnétique, etc., dont le plus courant est le circuit régulateur à inductance.
Le circuit régulateur de tension inductif est principalement composé de tubes de commutation, d'inductances, de condensateurs, de diodes et de circuits de sortie. Son principe de fonctionnement est le même que ci-dessus, lorsque le tube de commutation est allumé, la tension de sortie peut être régulée par l'inductance, puis fournie à la charge via le circuit de sortie. Et lors de la coupure du tube de commutation, l'énergie dans l'inducteur peut être convertie en tension de sortie via la diode et régulée.
Une alimentation régulée à découpage de petite et moyenne puissance peut être réalisée directement avec le circuit de commande du transistor, tandis que l'alimentation régulée à découpage de plus grande puissance nécessite l'utilisation de puces de commande ou de circuits de commande analogiques pour obtenir un contrôle précis.
Quatrièmement, le contrôle de rétroaction en boucle
Comme la tension de sortie de l'alimentation change avec la température, la charge et la tension d'entrée, la tension de sortie doit être régulée par contrôle. Dans l'alimentation régulée par commutation, le contrôle de rétroaction en boucle est souvent utilisé pour stabiliser la tension de sortie en surveillant la tension de sortie et en fournissant une rétroaction et une régulation pour stabiliser la tension de sortie.
Plus précisément, la commande de rétroaction en boucle réalise la régulation de la tension de sortie en comparant la différence entre la tension de sortie et la tension réglée, et en effectuant l'arithmétique, l'amplification, le filtrage, puis en contrôlant la conduction et la coupure du tube de commutation. Dans ce processus, la stabilité du système doit être assurée, c'est-à-dire que la vitesse de régulation est suffisamment rapide, mais pas trop rapide, sinon cela entraînerait une instabilité du système.
En bref, l'alimentation régulée par commutation est un type d'alimentation largement utilisé, et son principe de fonctionnement est d'utiliser le tube de commutation pour contrôler la tension, et en même temps via le filtrage, le retour de boucle et d'autres moyens de régulation et de contrôle. La tension, afin d'obtenir une tension de sortie stable et contrôlable. Avec les progrès continus de la technologie, l'alimentation régulée par commutation est devenue un élément indispensable de nombreux appareils électroniques, favorisant grandement le développement et l'innovation de l'industrie électronique.
