כיצד פועל ספק כוח מווסת מיתוג?
ספק כוח מווסת מיתוג הוא סוג של ספק כוח הפועל באמצעות צינורות מיתוג כדי לשלוט בגודל מתח המוצא של ספק הכוח על מנת לייצב את הפלט. ניתן לחלק את עקרון העבודה שלו להיבטים הבאים:
ראשית, הסיווג של מיתוג ספק כוח מוסדר
לפני שנבין את עקרון העבודה של מיתוג ספק כוח מוסדר, עלינו להבין את הסיווג של מיתוג ספק כוח מוסדר. על פי שיטות עבודה שונות, ניתן לחלק את אספקת הכוח המווסתת מיתוג לספק כוח מיתוג AC-DC וספק מיתוג DC-DC.
ספק כוח מיתוג AC-DC: מתח הכניסה הוא זרם חילופין (AC), המומר לפלט DC יציב לאחר תיקון, סינון, בקרת מיתוג ותהליכים אחרים במעגל הקלט.
ספק כוח מיתוג DC-DC: מתח הכניסה הוא זרם ישר, לאחר מיתוג המרה, סינון ותהליכים אחרים במעגל הקלט, ולאחר מכן פלט זרם ישר יציב כדי לספק את העומס.
שנית, עקרון העבודה של החלפת צינור
באספקת הכוח המוסדרת המיתוג, היישום של צינורות מיתוג הוא הכרחי. צינור מיתוג מתייחס בדרך כלל לטרנזיסטורים, צינורות אפקט שדה כוח, טרנזיסטורים דו-קוטביים של שער מבודד ורכיבי מוליכים למחצה אחרים. הוא מאופיין בצריכת חשמל סטטית נמוכה, מהירות מיתוג גבוהה ויכולת שליטה גבוהה.
כאשר אנו רוצים לשלוט במתח, אנו צריכים קודם כל להפוך את מתח המוצא של ספק הכוח לגבוה או שווה למתח הרצוי, מה שידליק את צינור המיתוג והזרם עובר דרך צינור המיתוג לתוך המשרן. כאשר הזרם עובר דרך המשרן, נוצר שדה מגנטי ונוצר פוטנציאל חשמלי על החוטים סביב המשרן. כוח אלקטרו-מוטיבי זה יוצר מה שנקרא תנודת לולאה בקבל, ומייצר מתח תהודה מחזורי. כאשר צינור המיתוג מתנתק, הזרם במשרן נקטע לפתע, והאנרגיה המגנטית האצורה במשרן מניעה את הזרם להמשיך לזרום ולעבור דרך הפלט שייצרך על ידי העומס, שמוציא מתח קבוע. זה חוזר על עצמו כדי ליצור מתח מוצא יציב וניתן לשליטה.
שלישית, המימוש של מיתוג מעגל הרגולטור
כידוע, מהירות המעבר של צינור המיתוג היא מהירה מאוד, יכולה לממש מיתוג בתדר גבוה, יש לה את היתרונות של חיסכון באנרגיה, יציבות, יעילות גבוהה וכן הלאה. בספק הכוח המוסדר המיתוג, קודם כל, עלינו לתכנן מעגל וסת מיתוג כדי לממש את השליטה בצינור המיתוג. ואז מתח המוצא מתייצב על ידי סינון, משוב לולאה וכן הלאה.
באספקת הכוח המווסתת המיתוג, מעגלי הרגולטורים הנפוצים בשימוש הם מעגל וסת דיודה, מעגל ווסת משרן, מעגל ווסת אלמנט מגנטי וכן הלאה, שהנפוץ שבהם הוא מעגל וסת המשרן.
מעגל מווסת המתח השראות מורכב בעיקר מצינורות מיתוג, משרנים, קבלים, דיודות ומעגלי מוצא. עקרון העבודה שלו זהה לעיל, כאשר צינור המיתוג פועל, ניתן לווסת את מתח המוצא על ידי המשרן, ולאחר מכן לספק אותו לעומס דרך מעגל המוצא. ובניתוק צינור המיתוג, ניתן להמיר את האנרגיה במשרן למתח מוצא דרך הדיודה, ולווסת.
ניתן לממש אספקת כוח מווסתת מיתוג כוח קטן ובינוני ישירות עם מעגל ההנעה של הטרנזיסטור, בעוד שספק הכוח המוסדר של מיתוג הכוח הגדול מצריך שימוש בשבבי בקרה או מעגלי בקרה אנלוגיים כדי להשיג שליטה מדויקת.
רביעית, בקרת משוב הלולאה
מכיוון שמתח המוצא של ספק הכוח משתנה עם שינויי הטמפרטורה, העומס ומתח הכניסה, יש צורך בשליטה על מתח המוצא. באספקת הכוח המווסתת המיתוג, בקרת משוב לולאה משמשת לעתים קרובות כדי לייצב את מתח המוצא על ידי ניטור מתח המוצא ומתן משוב וויסות לייצוב מתח המוצא.
באופן ספציפי, בקרת משוב הלולאה מיישמת את ויסות מתח המוצא על ידי השוואת ההבדל בין מתח המוצא למתח המוגדר, וביצוע אריתמטיקה, הגברה, סינון ולאחר מכן שליטה בהולכה ובניתוק של צינור המיתוג. בתהליך זה יש להבטיח את יציבות המערכת, כלומר מהירות הוויסות מהירה מספיק, אך לא מהירה מדי, אחרת היא תגרום לאי יציבות של המערכת.
בקיצור, ספק הכוח המוסדר המיתוג הוא סוג של ספק כוח בשימוש נרחב, ועקרון העבודה שלו הוא להשתמש בצינור המיתוג כדי לשלוט במתח, ובו זמנית דרך הסינון, משוב הלולאה ודרכים אחרות של ויסות ובקרה המתח, על מנת להשיג מתח מוצא יציב וניתן לשליטה. עם ההתקדמות המתמשכת של הטכנולוגיה, החלפת אספקת חשמל מווסתת הפכה לחלק הכרחי ממכשירים אלקטרוניים רבים, מה שמקדם מאוד את הפיתוח והחדשנות של תעשיית האלקטרוניקה.
