Nguồn SMPS :Ngày nay, bộ nguồn chuyển mạch hoặc SMPS được sử dụng trong hầu hết các thiết bị điện tử. Đó là lý do bạn phải hiểu khái niệm về bộ nguồn ở chế độ điều khiển bằng điện áp và dòng điện. Chế độ điều khiển bằng điện áp và chế độ điều khiển bằng dòng điện nguồn cung cấp chỉ đơn giản là hai điều kiện điều chỉnh xác định đầu ra của nguồn cung cấp điện trong hầu hết các ứng dụng. SMPS được sử dụng như một nguồn điện áp. Nguồn điện áp cung cấp điện áp đầu ra không đổi trong khi nguồn dòng điện không đổi cung cấp dòng điện không đổi vào nhiều điều kiện điện áp tải khác nhau kể cả ngắn mạch. Trong một số trường hợp nhất định, hai điều kiện quy định này phối hợp với nhau để tạo ra sự điều khiển và điều tiết liên tục đối với việc cung cấp.
Xem : Nguồn điện
Các loại cấu trúc liên kết điều khiển khác nhau và tại sao bạn nên triển khai chúng trong mạch của mình?
Trong nguồn điện ở chế độ chuyển mạch, chủ yếu có hai phần, điều khiển và tần công suất . Tầng công suất bao gồm MOSFET hoặc Transistor là phần tử chuyển mạch chính. Bộ điều khiển quản lý các hoạt động chuyển mạch và điều chỉnh điện áp đầu ra. Hai phần này được liên kết bằng một vòng phản hồi so sánh điện áp đầu ra thực tế với đầu ra mong muốn để tính điện áp lỗi. Điện áp lỗi này sau đó điều chỉnh điện áp đầu ra và tùy thuộc vào yêu cầu, bộ điều khiển có thể được chia thành ba loại . chế độ điện áp, chế độ dòng và bộ điều khiển độ trễ (gợn). Mỗi loại đều có những ưu và nhược điểm riêng tùy thuộc vào ứng dụng mà chúng được sử dụng. Trong phần sắp tới, chúng ta sẽ nói sơ qua về chúng.
Điều khiển bằng điện áp – Nguồn SMPS
Điều khiển bằng điện áp là phương pháp cơ bản nhất mà qua đó chỉ điện áp đầu ra được trả về. Điện áp phản hồi được so sánh với điện áp tham chiếu với sự trợ giúp của bộ khuếch đại lỗi. Như bạn có thể thấy trong hình trên, đầu ra của bộ khuếch đại lỗi được so sánh với bộ tạo PWM sử dụng sóng tam giác làm điện áp tham chiếu. Kết quả là, xung của tín hiệu PWM điều khiển điện áp đầu ra. Kỹ thuật này thường được sử dụng vì nó có một số lợi ích so với các bộ điều khiển khác. Nó có biên độ nhiễu tốt hơn nhiều vì chúng ta đang xem xét tín hiệu có tầng khuếch đại và bộ khuếch đại lỗi giúp giảm thiểu các vấn đề về tín hiệu và nhiễu. Vì nó đang chạy ở tần số chuyển đổi không đổi, chúng ta có thể nhận được phản hồi động tuyến tính. Nhược điểm của mạch này là thời gian phức tạp bên trong vòng lặp có cả cuộn cảm và tụ điện. Trong mạch này,
Điều khiển bằng dòng điện – Nguồn SMPS
Điều khiển bằng dòng điện là một sửa đổi nhỏ của cấu trúc liên kết điều khiển ở chế độ điện áp. Nó cải thiện bộ điều khiển chế độ điện áp theo một số cách thú vị, sơ đồ về cơ bản giống nhau. Chúng tôi có cùng một bộ lọc đầu ra cùng một công tắc nguồn. Chúng tôi vẫn có một bộ khuếch đại lỗi và một bộ so sánh PWM và chúng tôi cũng có mạch dao động , nhưng chức năng của bộ dao động này chỉ là cung cấp thời gian gốc. Tất cả những gì nó làm là bật / tắt MOSFET với tốc độ đều đặn với tần suất chuyển đổi không đổi. Vì vậy, đầu tiên, đó là một thuật toán tần số chuyển đổi không đổi và thứ hai, nó sẽ được điều chế độ rộng xung.
Nhưng việc kích hoạt kết thúc mỗi xung không trực tiếp từ đầu ra mà được tạo ra bởi độ dốc của dạng sóng dòng điện trong cuộn cảm đầu ra và như bạn thấy, tín hiệu sẽ đến bộ so sánh PWM là tín hiệu cảm biến dòng điện và nó là vị trí giữa MOSFET công suất và đầu vào của cuộn cảm. Không giống như bộ điều khiển chế độ điện áp, trong bộ điều khiển chế độ dòng điện, dòng điện dẫn trong mạch được đo và sử dụng thay vì các dạng sóng tam giác. Trong nhiều bộ điều khiển, quá trình này được thực hiện bằng cách sử dụng điện trở shunt để đo dòng điện. Chế độ điều khiển này khá phức tạp hơn so với điều khiển chế độ điện áp vì trong chế độ này bạn phải xem xét không chỉ vòng phản hồi dòng điện mà còn cả vòng phản hồi điện áp. Mặc dù mạch khá phức tạp nhưng có rất nhiều ưu điểm của mạch này so với bộ chuyển đổi chế độ điện áp.
Điều khiển bằng độ trễ (gợn)
Vì chúng ta đang nói về các loại cấu trúc liên kết điều khiển khác nhau, nên tồn tại một loại bộ điều khiển khác được gọi là bộ điều khiển trễ hoặc bộ điều khiển gợn. Bộ điều khiển này được thiết kế để đáp ứng nhu cầu năng lượng của các mạch chuyển đổi rất nhanh hoặc các mạch có thể sử dụng một lượng điện năng rất lớn trong một khoảng thời gian rất ngắn như CPU, Vi điều khiển, FPGA và GPU. Trong phương pháp này, điện áp đầu ra được đo trực tiếp và so sánh với sự trợ giúp của bộ khuếch đại lỗi. Nếu điện áp thấp hơn một ngưỡng nhất định, điện áp đầu ra sẽ nhanh chóng được điều chỉnh bởi bộ so sánh và bộ khuếch đại lỗi.
Sơ đồ cơ bản của bộ điều khiển độ trễ được trình bày ở trên. Trong mạch này, chúng ta có một hệ thống và một bộ so sánh đầu ra đang so sánh đầu ra với tham chiếu và nó tạo ra sự khác biệt. Vì vậy, đầu ra được so sánh với tham chiếu và được đưa đến bộ so sánh độ trễ tạo ra đầu ra. Trong trường hợp của chúng ta, đầu ra sẽ không bao giờ nghỉ vì đầu ra sẽ luôn thay đổi giữa các mức khi đầu ra đạt đến giá trị trễ cao hơn, đầu ra điều khiển sẽ đi xuống và đầu ra sẽ giảm, sau đó nó sẽ hoạt động trở lại và sẽ tiếp tục như một hoạt động bật-tắt. Hệ thống ở đây rất điển hình và có nhiều thuật toán khác nhau.
