Principe de fonctionnement du transformateur de fréquence industrielle et de l'alimentation électrique
Le principe de fonctionnement d'un transformateur de fréquence industrielle est relativement simple. L'entrée de tension alternative à fréquence industrielle provenant de la bobine primaire est convertie en un champ magnétique, qui est transmis à travers un matériau magnétique (généralement une tôle d'acier au silicium) à la bobine secondaire pour induire une tension. La fréquence de sortie est la même que la fréquence d'entrée, et la tension est réduite en fonction du rapport des tours de bobine du premier étage (s'il y a plus de tours secondaires, c'est un boost). Étant donné que le transformateur produit du courant alternatif, alors que la plupart des circuits électriques utilisent du courant continu, la tension de sortie du transformateur doit être redressée, filtrée, stabilisée et d'autres circuits pour devenir une tension relativement douce et stable pour que le circuit de charge puisse fonctionner. travail.
Le composant principal du transformateur de l'alimentation à découpage est toujours un transformateur, et il suit également la règle selon laquelle le rapport de tension est égal au rapport de transformation. Contrairement aux transformateurs de fréquence industrielle, les alimentations à découpage doivent augmenter leur fréquence de fonctionnement, ce qui signifie qu'elles doivent convertir la tension alternative basse fréquence en tension alternative haute fréquence, ce qui nécessite la mise en œuvre de circuits de commande supplémentaires. Étant donné que le fonctionnement du circuit nécessite un courant continu, la tension alternative d'entrée doit être redressée pour devenir une tension continue avant de pouvoir être contrôlée via le circuit suivant. En prenant comme exemple un circuit de chargeur de téléphone portable couramment utilisé, comprenons brièvement le principe de fonctionnement d'une alimentation à découpage.
Après rectification et filtrage, la tension d'entrée 220 V AC deviendra une tension continue d'environ 310 V (c'est-à-dire le pic de tension 220 V AC). Ensuite, il est nécessaire de convertir cette tension continue en tension alternative haute fréquence. Le moyen le plus simple de transformer cette tension en courant alternatif haute fréquence consiste à utiliser un interrupteur qui s'ouvre et se ferme rapidement, convertissant ainsi le courant continu en tension de courant continu impulsionnel à grande vitesse. Le composant qui implémente ce commutateur est un transistor. Les transistors, y compris les transistors et les transistors à effet de champ couramment utilisés, peuvent être utilisés comme commutateurs électroniques, c'est-à-dire en contrôlant la tension d'une broche (la base du transistor et la grille du transistor à effet de champ), les deux autres broches peut être contrôlé pour allumer ou éteindre.
Avec un interrupteur, l’étape suivante consiste à disposer d’un circuit qui contrôle l’interrupteur. La fonction de ce circuit est de produire des signaux de commutation à grande vitesse pour contrôler la conduction et la coupure du tube de commutation. Ce circuit est appelé circuit d'oscillation. Il existe de nombreux types de circuits d'oscillation dans les alimentations à découpage, quel que soit celui utilisé pour fournir des signaux de commande au transistor de commutation.
Après avoir été contrôlée par le circuit de commande, la tension d'entrée passe de la tension alternative basse fréquence à la tension continue impulsionnelle haute fréquence. Il est entré dans un transformateur pour réduire la tension, et la tension de sortie du transformateur est également redressée et filtrée pour devenir une sortie CC, la fournissant à la charge pour le fonctionnement. Contrairement aux transformateurs à fréquence industrielle, l'alimentation à découpage dispose également d'un circuit de détection de tension supplémentaire, qui détecte le signal de tension de sortie et le renvoie au circuit de commande primaire du transformateur pour la régulation de la tension. Cela améliore la stabilité de la tension de sortie de l'alimentation à découpage et permet une large plage de tension d'entrée. Ainsi, le processus de fonctionnement d'une alimentation à découpage est en fait réalisé à travers plusieurs processus AC DC, DC AC, puis AC DC.
Il peut y avoir une question ici : un transformateur n'est-il pas uniquement capable de fournir du courant alternatif, pourquoi le courant continu provenant d'une alimentation à découpage peut-il également être transformé via un transformateur ? Les transformateurs ne peuvent passer que par le courant alternatif, ce qui nécessite spécifiquement des modifications du flux magnétique. Le courant alternatif à fréquence industrielle est une onde sinusoïdale avec un demi-cycle positif et négatif, ce qui entraînera des changements dans le flux magnétique. Les alimentations à découpage convertissent le courant continu en courant continu pulsé via un tube de commutation. Le tube de commutation modifie le flux magnétique de la coupure à la conduction, puis de la conduction à la coupure.
