Zastosowanie w przełączaniu zasilania

W przeszłości, w projektowaniu zwykłych zasilaczy impulsowych, napięcie wyjściowe było zwykle wzmacniane przez błąd i bezpośrednio podawane z powrotem do zacisku wejściowego. Ten tryb sterowania napięciem może również odgrywać dobrą rolę w niektórych zastosowaniach, ale wraz z rozwojem technologii większość światowego przemysłu energetycznego przyjęła rozwiązanie o podobnej strukturze topologicznej. Zasilacz impulsowy o tego typu konstrukcji ma następującą charakterystykę: wyjście jest sprzężone zwrotnie przez TL431 (sterowane odniesienie bocznika), a błąd jest wzmacniany. Zacisk stałoprądowy TL431 steruje częścią emitującą transoptora, a napięcie sprzężenia zwrotnego uzyskane ze światłoczułej części transoptora po stronie wysokiego napięcia zasilacza służy do regulacji czasu przełączania kontrolera PWM w trybie prądowym, uzyskując w ten sposób stabilne napięcie wyjściowe prądu stałego. Poniższy schemat przedstawia praktyczny obwód zasilacza regulowanego 5V DC typu switch 4W. Obwód przyjmuje tę strukturę topologii, a także wykorzystuje technologię TOPSwitch. C1, L1, C8 i C9 na rysunku tworzą filtry EMI, BR1 i C2 prostują i filtrują wejściowe napięcie przemienne, D1 i D2 służą do eliminowania napięć szczytowych spowodowanych przez indukcyjność upływu transformatora, a U1 to układ kontrolera PWM w trybie prądowym z wbudowanymi tranzystorami MOSFET, które otrzymują sprzężenie zwrotne i sterują pracą całego układu. D3 i C3 to wtórne obwody prostowania i filtrowania, podczas gdy L2 i C4 tworzą filtr dolnoprzepustowy w celu zmniejszenia tętnienia napięcia wyjściowego. R2 i R3 to wyjściowe rezystory próbkujące, a ich częściowe napięcie na wyjściu jest kontrolowane przez zacisk REF TL431 w celu sterowania bocznikiem z katody do anody urządzenia. Prąd ten bezpośrednio napędza emitującą część transoptora U2. Kiedy więc pojawia się trend zmiany napięcia wyjściowego, Vref wzrasta, co prowadzi do wzrostu prądu przepływającego przez TL431. W rezultacie zwiększa się luminescencja transoptora, a także wzrasta napięcie sprzężenia zwrotnego uzyskiwane na światłoczułym końcu. Po otrzymaniu tej zmiany napięcia sprzężenia zwrotnego, U1 zmieni czas przełączania tranzystora MOSFET, a napięcie wyjściowe spadnie wraz ze zmianą. W rzeczywistości proces opisany powyżej osiągnie równowagę w bardzo krótkim czasie, z Vref=2,5V w równowadze i R2=R3, co daje stabilne napięcie wyjściowe 5V. Należy zauważyć, że napięcia wyjściowego nie można już zmienić po prostu zmieniając wartości rezystorów próbkujących R2 i R3, ponieważ parametry każdego elementu w zasilaczu impulsowym mają istotny wpływ na stan pracy całego obwodu. Zgodnie z parametrami pokazanymi na rysunku, obwód może wyprowadzać napięcie plus 5 V w zakresie wejściowym 90VAC~264VAC (50/60Hz), z dokładnością lepszą niż ± 3%, moc wyjściowa 4W , maksymalny prąd wyjściowy 0,8 A i typowa sprawność konwersji 70 procent