직렬 스위칭 전원 공급 장치의 작동 원리
직렬 스위칭 전원 공급 장치의 가장 간단한 작동 원리 다이어그램은 스위칭 전원 공급 장치의 작동 전압, 즉 DC 입력 전압입니다. K는 제어 스위치이고 R은 부하입니다. 제어 스위치 K가 켜지면 스위칭 전원 공급 장치는 폭이 Ton이고 진폭이 Ui인 펄스 전압 Up을 부하 R에 출력합니다. 제어 스위치 K가 꺼지면 스위칭 전원 공급 장치가 Toff 폭과 0 진폭의 펄스 전압을 부하 R에 출력하는 것과 같습니다. 이렇게 하면 제어 스위치 K가 지속적으로 "켜지고" "off"이고 펄스 변조 출력 전압 uo는 부하의 양쪽 끝에서 얻을 수 있습니다.
직렬 스위칭 전원 공급 장치의 출력 전압 파형, 즉 제어 스위치 K의 출력 전압 uo는 펄스 변조 구형파입니다. 펄스 진폭 Up은 입력 전압 Ui와 같고 펄스 폭은 제어 스위치 K의 켜짐 시간 Ton과 같습니다. 이로부터 직렬 스위칭 전원 공급 장치의 출력 전압 uo의 평균값 Ua는 다음과 같습니다. 다음과 같이 얻습니다:
수식 중 Ton은 제어 스위치 K가 ON되는 시간이고, T는 제어 스위치 K의 작동주기이다. 제어 스위치 K가 ON되는 시간 Ton과 OFF되는 시간 Toff의 비율을 변화시키면, 출력 전압 uo의 평균값 Ua는 변경될 수 있습니다. 일반적으로 사람들은 이를 D로 표시되는 듀티 사이클이라고 부릅니다.
직렬 스위칭 전원 공급 장치의 출력 전압 uo의 진폭 Up은 입력 전압 Ui와 동일하며 출력 전압 uo의 평균값 Ua는 항상 입력 전압 Ui보다 작습니다. 따라서 직렬 스위칭 전원장치에서는 일반적으로 평균값 Ua를 가변 출력전압으로 사용합니다. 따라서 직렬 모듈 전원 공급 장치는 강압 스위칭 전원 공급 장치에 속합니다.
초퍼라고도 알려진 직렬 스위칭 전원 공급 장치는 작동 원리가 간단하고 효율이 높기 때문에 출력 전력 제어에 널리 사용됩니다. 예를 들어, 전기 오토바이의 속도 컨트롤러와 조명 전원 공급 장치의 전원 컨트롤러는 모두 직렬 스위칭 전원 공급 장치의 응용 프로그램에 속합니다. 직렬 스위칭 전원 공급 장치가 전원 출력 제어에만 사용되는 경우 전압 출력은 정류기 필터 회로에 연결하지 않고 부하에 직접 전원 출력을 제공할 수 있습니다. 그러나 안정적인 출력을 위해 사용되는 경우에는 정류 및 필터링을 거쳐야 합니다.
직렬 스위칭 전원 공급 장치의 단점은 입력과 출력이 동일한 접지를 공유하므로 EMI 간섭과 베이스 플레이트의 전기화가 쉽게 발생할 수 있다는 것입니다. 입력 전압이 정류된 주 출력 전압인 경우 감전이 발생하기 쉬우며 개인 안전에 위험할 수 있습니다.
