Zasada działania zasilacza impulsowego połączonego szeregowo
Prosty schemat działania połączenia szeregowegoprzełączanie zasilaniapokazuje napięcie robocze zasilacza impulsowego, tj. napięcie wejściowe prądu stałego; K to przełącznik sterujący, a R to obciążenie. Gdy przełącznik sterujący K jest włączony, zasilacz impulsowy do obciążenia R wysyła impuls o szerokości Ton, amplitudzie napięcia impulsu Ui Up; gdy wyłącznik sterujący K jest wyłączony, i odpowiada przełączaniu zasilania obciążenia R na wyjściu, szerokość impulsu Toff, amplituda napięcia impulsu 0. W ten sposób przełącznik sterujący K stale „włącza” i „wyłącza”, na obu końcach obciążenia może uzyskać modulowane impulsowo napięcie wyjściowe uo.
Przebieg napięcia wyjściowego zasilacza impulsowego, jak widać na rysunku, napięcie wyjściowe przełącznika K uo jest falą prostokątną modulowaną impulsowo, amplituda impulsu Up jest równa napięciu wejściowemu Ui, szerokość impulsu jest równa przełącznikowi sterującemu K wł. czas Ton, który można otrzymać jako średnią wartość napięcia wyjściowego zasilacza impulsowego uo Ua:
Gdzie Ton to czas włączenia przełącznika sterującego K, T to cykl działania przełącznika sterującego K. Zmieniając stosunek czasu włączenia wyłącznika K Ton do czasu wyłączenia Toff, można zmienić średnią wartość napięcia wyjściowego uo Ua. Nazywa się to ogólnie cyklem pracy (Cło) i wyraża się w postaci D, tj.:
Amplituda Up napięcia wyjściowego uo połączenia szeregowegoprzełączanie zasilaniajest równe napięciu wejściowemu Ui, a średnia wartość Ua jego napięcia wyjściowego uo jest zawsze mniejsza niż napięcie wejściowe Ui, więc szeregowo podłączony zasilacz impulsowy generalnie generuje napięcie o średniej wartości Ua jako zmienne napięcie wyjściowe. Dlatego szeregowo podłączony zasilacz modułowy należy do zasilaczy impulsowych typu buck.
Zasilacz impulsowy połączony szeregowo nazywany jest przez niektórych przerywaczem ze względu na prostą zasadę działania i wysoką wydajność, dlatego jego zastosowanie w sterowaniu mocą wyjściową jest bardzo szerokie. Na przykład regulatory prędkości motocykli elektrycznych i sterowniki mocy oświetlenia, sterowniki mocy itp. to aplikacje należące do szeregowych zasilaczy impulsowych. Jeżeli zasilacz impulsowy szeregowy używany jest wyłącznie do sterowania mocą wyjściową, wyjścia napięciowego nie można podłączyć do obwodu filtra prostownika ani bezpośrednio do obciążenia w celu zapewnienia mocy wyjściowej; ale jeśli jest używany do regulacji napięcia wyjściowego, musi zostać wyprostowany i przefiltrowany.
Wada seriiprzełączanie zasilaniajest to, że wejście i wyjście mają wspólną masę, dzięki czemu łatwo jest wytworzyć zakłócenia EMI i naładować płytę bazową, gdy napięcie wejściowe dla napięcia wyjściowego prostownika sieciowego łatwo spowodować porażenie prądem i brak bezpieczeństwa osobistego.
