En reglerad utgångsspänning i en SMP:er (strömförsörjning av switch-läge) uppnås genom en återkopplingskontrollslinga. Denna slinga övervakar ständigt utgångsspänningen och justerar krafttransistorernas omkopplingsbeteende för att bibehålla den önskade spänningsnivån. Här är en uppdelning av nyckelkomponenterna och deras roller:
1. Feedback Control Loop Components:
* Utgångsspänningssensor: Detta använder vanligtvis en spänningsdelare för att skapa en mindre, proportionell representation av utspänningen. Denna mindre spänning hanteras enkelt av styrkretsarna.
* felförstärkare (komparator): Detta jämför den avkända utgångsspänningen (återkopplingsspänning) med en referensspänning (en exakt, stabil spänning som genereras internt). Skillnaden mellan dessa två spänningar är felsignalen.
* pulsbreddmodulering (PWM) Controller: Detta är "hjärnorna" i operationen. Den tar emot felsignalen från felförstärkaren. Baserat på felets storlek och polaritet justerar den tullcykeln (andelen av växlingscykeln som krafttransistorn är på) för växlingstransistorerna.
* växlingstransistorer (MOSFETS eller IGBTS): Dessa slår snabbt på och av och genererar högfrekventa pulserna som skapar den omkopplade likspänningen. PWM -styrenheten dikterar hur länge de är "på" i varje cykel.
* Utgångsfilter (induktor och kondensator): Detta jämnar ut den högfrekventa pulserade utgången från växlingstransistorerna och omvandlar den till en relativt stabil likspänning.
2. Hur det fungerar:
1. Inledande power-up: SMP:erna startar och utgångsspänningen börjar stiga.
2. spänningsavkänning och jämförelse: Utgångsspänningssensorn skickar en spänning proportionell till utgångsspänningen till felförstärkaren. Felförstärkaren jämför detta med referensspänningen.
3. felamplifiering och PWM -justering: Om utgångsspänningen är lägre än referensspänningen (felet är negativt) genererar felförstärkaren en signal som ökar PWM -styrenhetens arbetscykel. Detta innebär att växlingstransistorerna är "på" för en längre del av varje cykel, vilket ökar den genomsnittliga utgångsspänningen. Omvänt, om utgångsspänningen är högre än referensspänningen (felet är positivt) minskar driftscykeln, vilket minskar den genomsnittliga utgångsspänningen.
4. Utgångsspänningsreglering: Denna återkopplingsslinga justerar kontinuerligt tullcykeln och skapar ett självreglerande system. Förändringar i belastningsström (fler enheter som ritar kraft) eller ingångsspänningsvariationer kompenseras av kontrollslingan, vilket bibehåller en relativt konstant utgångsspänning.
3. Typer av feedbackkontroll:
Flera typer av kontrollslingor kan användas, inklusive:
* spänningslägeskontroll: Felförstärkaren styr direkt tullcykeln baserat på spänningsfelet. Detta är enklare men kan vara mottagligt för instabilitet under vissa förhållanden.
* Current-Mode Control: Kontrollslingan övervakar också induktorströmmen. Detta ger snabbare övergående svar och bättre linjereglering men är mer komplex att implementera.
4. Skyddsmekanismer:
Ett väl utformat SMPS innehåller flera skyddsfunktioner, till exempel:
* överspänningsskydd: Stänger av SMP:erna om utgångsspänningen överstiger en säker gräns.
* Överströmsskydd: Gränser eller stänger av utgångsströmmen om den blir överdriven.
* kortslutningsskydd: Detekterar och reagerar på en kortslutning på utgången.
Sammanfattningsvis uppnås den reglerade utgångsspänningen i en SMP genom ett exakt återkopplingssystem med sluten slinga som ständigt övervakar och justerar växlingsbeteendet hos krafttransistorerna för att upprätthålla den önskade spänningsnivån trots variationer i belastning eller ingångsspänning.
