Принцип работы последовательного импульсного источника питания
Простейшей принципиальной схемой последовательного импульсного источника питания является рабочее напряжение импульсного источника питания, то есть входное напряжение постоянного тока; К – переключатель управления, R – нагрузка. При включении управляющего ключа К импульсный источник питания выдает на нагрузку R импульсное напряжение Up шириной Ton и амплитудой Ui; Когда управляющий переключатель K выключен, это эквивалентно импульсному источнику питания, выдающему на нагрузку R импульсное напряжение шириной Toff и амплитудой 0. Таким образом, управляющий переключатель K постоянно «включается» и «выключено», и импульсно-модулированное выходное напряжение uo может быть получено на обоих концах нагрузки.
Форма выходного напряжения последовательного импульсного источника питания, выходное напряжение uo управляющего переключателя K, представляет собой импульсно-модулированный прямоугольный сигнал. Амплитуда импульса Up равна входному напряжению Ui, а ширина импульса равна времени включения Ton управляющего ключа К. Отсюда среднее значение Ua выходного напряжения uo последовательно-импульсного источника питания может быть равно получено как:
В формуле Ton — время включения управляющего ключа К, а Т — рабочий цикл управляющего ключа К. Изменяя соотношение времени включения Тон управляющего ключа К и времени выключения Toff, среднее значение Ua выходного напряжения uo может быть изменено. Обычно люди называют его рабочим циклом, обозначаемым буквой D, который равен:
Амплитуда Up выходного напряжения uo последовательного импульсного источника питания равна входному напряжению Ui, а среднее значение Ua его выходного напряжения uo всегда меньше входного напряжения Ui. Поэтому в последовательных импульсных источниках питания обычно используется среднее значение Ua в качестве переменного выходного напряжения. Таким образом, источник питания последовательного модуля относится к понижающему импульсному источнику питания.
Последовательный импульсный источник питания, также известный как прерыватель, широко используется для управления выходной мощностью благодаря простому принципу работы и высокой эффективности. Например, регулятор скорости электрических мотоциклов и регулятор мощности источника освещения относятся к применению последовательного импульсного источника питания. Если последовательный импульсный источник питания используется только для управления выходной мощностью, выходное напряжение может напрямую подавать выходную мощность на нагрузку без подключения к схеме фильтра выпрямителя; Но если он используется для стабильного вывода, он должен пройти исправление и фильтрацию.
Недостаток последовательного импульсного источника питания заключается в том, что вход и выход имеют одно и то же заземление, что может легко вызвать электромагнитные помехи и электризацию базовой платы. Когда входное напряжение является выпрямленным выходным напряжением сети, это может легко привести к поражению электрическим током и быть небезопасным для личной безопасности.
