Zasada działania transformatora częstotliwości energetycznej i zasilacza
Zasada działania transformatora częstotliwości energetycznej jest stosunkowo prosta. Napięcie wejściowe prądu przemiennego o częstotliwości sieciowej z cewki pierwotnej jest przekształcane w pole magnetyczne, które jest przekazywane przez materiał magnetyczny (zwykle blachę ze stali krzemowej) do cewki wtórnej w celu indukowania napięcia. Częstotliwość wyjściowa jest taka sama jak częstotliwość wejściowa, a napięcie jest zmniejszane zgodnie ze stosunkiem zwojów cewki pierwszego stopnia (jeśli jest więcej zwojów wtórnych, jest to wzmocnienie). Ze względu na fakt, że transformator wyprowadza prąd przemienny, podczas gdy większość obwodów elektrycznych wykorzystuje prąd stały, napięcie wyjściowe transformatora musi zostać wyprostowane, przefiltrowane, ustabilizowane i inne obwody, aby uzyskać stosunkowo gładkie i stabilne napięcie dla obwodu obciążenia. praca.
Element transformatora rdzeniowego zasilacza impulsowego jest nadal transformatorem i również podlega zasadzie, że przekładnia napięciowa jest równa współczynnikowi zwoju. W odróżnieniu od transformatorów częstotliwości energetycznej, zasilacze impulsowe wymagają zwiększenia częstotliwości pracy, co oznacza konieczność zamiany napięcia przemiennego o niskiej częstotliwości na napięcie przemienne o wysokiej częstotliwości, co wymaga zastosowania dodatkowych obwodów sterujących. Ponieważ działanie obwodu wymaga prądu stałego, wejściowe napięcie prądu przemiennego musi zostać wyprostowane, aby stało się napięciem prądu stałego, zanim będzie można nim sterować za pomocą kolejnego obwodu. Biorąc za przykład powszechnie używany obwód ładowarki telefonu komórkowego, przyjrzyjmy się pokrótce zasadzie działania zasilacza impulsowego.
Po wyprostowaniu i filtrowaniu wejściowe napięcie prądu przemiennego 220 V stanie się napięciem stałym o wartości około 310 V (tj. szczytem napięcia prądu przemiennego 220 V). Następnie konieczne jest przekształcenie tego napięcia stałego na napięcie prądu przemiennego o wysokiej częstotliwości. Najprostszym sposobem przekształcenia tego napięcia w prąd przemienny o wysokiej częstotliwości jest użycie przełącznika, który szybko otwiera się i zamyka, przekształcając w ten sposób prąd stały w napięcie prądu stałego o dużej prędkości impulsu. Elementem realizującym ten przełącznik jest tranzystor. Tranzystory, w tym powszechnie stosowane tranzystory i tranzystory polowe, mogą służyć jako przełączniki elektroniczne, czyli sterując napięciem jednego pinu (bazy tranzystora i bramki tranzystora polowego), pozostałych dwóch pinów można sterować włączaniem i wyłączaniem.
Następnym krokiem w przypadku przełącznika jest utworzenie obwodu sterującego przełącznikiem. Funkcją tego obwodu jest wysyłanie szybkich sygnałów przełączających w celu kontrolowania przewodzenia i odcięcia rury przełączającej. Obwód ten nazywany jest obwodem oscylacyjnym. W zasilaczach impulsowych występuje wiele rodzajów obwodów oscylacyjnych, niezależnie od tego, który z nich służy do dostarczania sygnałów sterujących do tranzystora przełączającego.
Po sterowaniu przez obwód sterujący napięcie wejściowe zmienia się z prądu przemiennego o niskiej częstotliwości na impulsowe napięcie prądu stałego o wysokiej częstotliwości. Jest ono wprowadzane do transformatora w celu redukcji napięcia, a napięcie wyjściowe transformatora jest również prostowane i filtrowane w celu uzyskania wyjścia prądu stałego, dostarczającego je do obciążenia do działania. W przeciwieństwie do transformatorów częstotliwości sieciowej, zasilacz impulsowy posiada również dodatkowy obwód detekcji napięcia, który wykrywa sygnał napięcia wyjściowego i przekazuje go z powrotem do głównego obwodu sterującego transformatora w celu regulacji napięcia. Poprawia to stabilność napięcia wyjściowego zasilacza impulsowego i pozwala na szeroki zakres napięć wejściowych. Zatem proces pracy zasilacza impulsowego jest w rzeczywistości realizowany poprzez kilka procesów AC DC, DC AC, a następnie AC DC.
Może pojawić się tutaj pytanie, czy transformator nie jest w stanie zasilać wyłącznie prądem przemiennym, dlaczego prąd stały z zasilacza impulsowego może być również przetwarzany przez transformator? Transformatory mogą przechodzić tylko przez zasilanie prądem przemiennym, co wymaga w szczególności zmian strumienia magnetycznego. Częstotliwość zasilania Moc prądu przemiennego jest falą sinusoidalną z dodatnim i ujemnym półcyklem, co powoduje zmiany strumienia magnetycznego. Zasilacze impulsowe przekształcają prąd stały w pulsacyjny prąd stały za pośrednictwem rurki przełączającej. Rurka przełączająca zmienia strumień magnetyczny z odcięcia na przewodzenie, a następnie z przewodzenia na odcięcie.
