Il principio di funzionamento dell'alimentatore switching in serie
Il diagramma del principio di funzionamento più semplice di un alimentatore switching in serie è la tensione di funzionamento dell'alimentatore switching, ovvero la tensione di ingresso CC; K è l'interruttore di controllo, R è il carico. Quando l'interruttore di controllo K è acceso, l'alimentatore switching emette una tensione di impulso Up con una larghezza di Ton e un'ampiezza di Ui al carico R; Quando l'interruttore di controllo K è spento, equivale a che l'alimentatore a commutazione emetta una tensione di impulso di larghezza Toff e ampiezza 0 al carico R. In questo modo, l'interruttore di controllo K si "accende" continuamente e "off" e su entrambe le estremità del carico è possibile ottenere una tensione di uscita modulata a impulsi uo.
La forma d'onda della tensione di uscita dell'alimentatore switching in serie, la tensione di uscita uo dell'interruttore di controllo K, è un'onda quadra modulata a impulsi. L'ampiezza dell'impulso Up è uguale alla tensione di ingresso Ui e la larghezza dell'impulso è uguale al tempo di accensione Ton dell'interruttore di controllo K. Da questo, il valore medio Ua della tensione di uscita uo dell'alimentatore a commutazione in serie può essere ottenuto come:
Nella formula, Ton è il tempo in cui l'interruttore di controllo K è acceso e T è il ciclo di lavoro dell'interruttore di controllo K. Modificando il rapporto tra il tempo di accensione Ton dell'interruttore di controllo K e il tempo di spegnimento Toff, il il valore medio Ua della tensione di uscita uo può essere modificato. Generalmente, le persone lo chiamano ciclo di lavoro, rappresentato da D, che è:
L'ampiezza Up della tensione di uscita uo di un alimentatore switching in serie è uguale alla tensione di ingresso Ui e il valore medio Ua della sua tensione di uscita uo è sempre inferiore alla tensione di ingresso Ui. Pertanto, gli alimentatori a commutazione in serie utilizzano generalmente il valore medio Ua come tensione di uscita variabile. Pertanto, l'alimentatore del modulo di serie appartiene all'alimentatore switching step-down.
L'alimentatore switching in serie, noto anche come chopper, è ampiamente utilizzato nel controllo della potenza di uscita grazie al suo semplice principio di funzionamento e all'elevata efficienza. Ad esempio, il regolatore di velocità delle motociclette elettriche e il regolatore di potenza dell'alimentatore di illuminazione appartengono tutti all'applicazione dell'alimentatore a commutazione in serie. Se l'alimentatore a commutazione in serie viene utilizzato solo per il controllo dell'uscita di potenza, l'uscita di tensione può fornire direttamente potenza in uscita al carico senza essere collegata a un circuito di filtro raddrizzatore; Ma se utilizzato per un output stabile, deve essere sottoposto a rettifica e filtraggio.
Lo svantaggio dell'alimentatore switching in serie è che l'ingresso e l'uscita condividono la stessa terra, il che può facilmente causare interferenze EMI ed elettrificazione della piastra di base. Quando la tensione di ingresso è la tensione di uscita raddrizzata della rete, può facilmente causare scosse elettriche e risultare pericolosa per la sicurezza personale
