1. Componenti del ciclo di controllo del feedback:
* Sensore di tensione di uscita: Questo in genere utilizza un divisore di tensione per creare una rappresentazione più piccola e proporzionale della tensione di uscita. Questa tensione minore è facilmente gestita dai circuiti di controllo.
* Amplificatore di errore (Comparatore): Ciò confronta la tensione di uscita rilevata (tensione di feedback) con una tensione di riferimento (una tensione precisa e stabile generata internamente). La differenza tra queste due tensioni è il segnale di errore.
* Controller Modulazione della larghezza dell'impulso (PWM): Questo è il "cervello" dell'operazione. Riceve il segnale di errore dall'amplificatore di errore. Sulla base della grandezza e della polarità dell'errore, regola il ciclo di lavoro (la proporzione del ciclo di commutazione su cui si trova il transistor di potenza) dei transistor di commutazione.
* Transistor di commutazione (MOSFET o IGBT): Questi si accendono e spengono rapidamente, generando gli impulsi ad alta frequenza che creano la tensione CC commutata. Il controller PWM determina quanto sono "acceso" in ogni ciclo.
* Filtro di output (induttore e condensatore): Ciò leviga l'uscita pulsata ad alta frequenza dai transistor di commutazione, convertendola in una tensione CC relativamente stabile.
2. Come funziona:
1. Accensione iniziale: Gli SMP si avviano e la tensione di uscita inizia a salire.
2. Tensione di rilevamento e confronto: Il sensore di tensione di uscita invia una tensione proporzionale alla tensione di uscita all'amplificatore di errore. L'amplificatore di errore confronta questo con la tensione di riferimento.
3. Amplificazione degli errori e regolazione PWM: Se la tensione di uscita è inferiore alla tensione di riferimento (l'errore è negativo), l'amplificatore di errore genera un segnale che aumenta il ciclo di lavoro del controller PWM. Ciò significa che i transistor di commutazione sono "accesi" per una parte più lunga di ciascun ciclo, aumentando la tensione di uscita media. Al contrario, se la tensione di uscita è superiore alla tensione di riferimento (l'errore è positivo), il ciclo di lavoro diminuisce, riducendo la tensione di uscita media.
4. Regolazione della tensione di uscita: Questo circuito di feedback regola continuamente il ciclo di lavoro, creando un sistema autoregolante. Le variazioni della corrente di carico (più dispositivi che disegnano potenza) o le variazioni di tensione di ingresso sono compensate dal ciclo di controllo, mantenendo una tensione di uscita relativamente costante.
3. Tipi di controllo del feedback:
È possibile utilizzare diversi tipi di loop di controllo, tra cui:
* Controllo in modalità tensione: L'amplificatore di errore controlla direttamente il ciclo di lavoro in base all'errore di tensione. Questo è più semplice ma può essere suscettibile all'instabilità in determinate condizioni.
* Controllo in modalità corrente: Il ciclo di controllo monitora anche la corrente dell'induttore. Ciò fornisce una risposta transitoria più rapida e una migliore regolazione delle linee, ma è più complesso da implementare.
4. Meccanismi di protezione:
Un SMP ben progettato include diverse caratteristiche di protezione, come ad esempio:
* Protezione da sovratensione: Si spegne gli SMP se la tensione di uscita supera un limite di sicurezza.
* Protezione eccessiva: Limita o spegne la corrente di uscita se diventa eccessiva.
* Protezione del corto circuito: Rileva e reagisce a un corto circuito sull'uscita.
In sintesi, la tensione di uscita regolata in un SMPS viene raggiunta attraverso un preciso sistema di feedback a circuito chiuso che monitora e regola costantemente il comportamento di commutazione dei transistor di potenza per mantenere il livello di tensione desiderato nonostante le variazioni di carico o tensione di ingresso.
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