시리즈-형 스위칭 전원 공급 장치의 작동 원리
DC 입력 전압; K는 제어 스위치이고 R은 부하입니다. 제어 스위치 K가 ON되면 스위칭 전원은 펄스폭 Ton, 진폭 Ui의 펄스 전압 Up을 부하 R에 출력한다. 제어 스위치 K가 OFF되면 스위칭 전원은 펄스 폭 Toff, 진폭 0의 펄스 전압을 부하 R에 출력하는 것과 같다. 이와 같이 제어 스위치 K를 연속적으로 'On', 'Off'하면 부하 양단에서 펄스 변조 출력 전압 uo를 얻을 수 있다.
그림 1-1-b는 직렬 스위칭 전원 공급 장치의 출력 전압 파형을 보여줍니다. 그림에서 볼 수 있듯이 제어 스위치 K의 출력 전압 uo는 펄스 변조 구형파이며 펄스 진폭 Up은 입력 전압 Ui와 같고 펄스 폭은 제어 스위치 K의 온 타임 Ton과 같습니다. 따라서 직렬 스위칭 전원 공급 장치의 출력 전압 uo의 평균값 Ua는 다음과 같이 얻을 수 있습니다.
수식에서 Ton은 제어 스위치 K가 켜진 시간이고 T는 제어 스위치 K의 작동 주기입니다. 제어 스위치 K의 켜짐 시간 Ton과 꺼짐 시간 Toff의 비율을 변경하면 출력 전압 uo의 평균값 Ua가 변경될 수 있습니다. 일반적으로 사람들은 이를 D로 표시되는 듀티 사이클이라고 부릅니다. 이는 다음을 의미합니다.
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 전원은 일반적으로 평균값 Ua를 변수로 하여 전압을 출력한다. 따라서 시리즈 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 오토바이용 속도 컨트롤러와 조명용 전원 컨트롤러는 직렬 스위칭 전원 공급 장치의 응용 분야입니다. 직렬 스위칭 전원 공급 장치가 전원 출력 제어에만 사용되는 경우 정류 및 필터링 회로가 필요 없이 전압 출력을 부하에 직접 공급할 수 있습니다. 그러나 출력 안정화를 위해 사용되는 경우에는 수정 및 필터링이 필요합니다.
