Kako se razlikuju vrste napajanja stabilizatora u smislu frekvencije

Regulator snage (50Hz ili 60Hz)

Način rada i strukturne karakteristike

Regulator snage na strujni val uzrokovani strujom glavnog niza primarno se koristi za izmjeničnu mrežu s frekvencijom od 50Hz (frekvencija mreže u većini zemalja poput Kine) ili 60Hz (neke zemlje poput Sjedinjenih Američkih Država). Ovaj tip regulatora obično temelji se na principu elektromagnetske indukcije, a često se koriste induktivni regulatori i avtotransformatori. Induktivni regulator prilagođava izlazni napon mijenjanjem omjera zavojnica transformatora. Avtotransformator koristi preključivanje zavoja na avtotransformatoru kako bi postigao regulaciju napona.

Zbog toga što je dizajniran za fiksnu frekvenciju struje, dizajn i parametri unutarnjeg jezgra, zavojnica i drugih komponenti optimizirani su na temelju elektromagnetskih svojstava na toj frekvenciji. Na primjer, odabir materijala za jezgro i dimenzioniranje veličine transformatora na strujni val treba uzeti u obzir gubitke histerese i vrtložnih struja na 50Hz ili 60Hz kako bi se osigurala učinkovita pretvorba energije i stabilan izlazni napon.

Prilagodljivost i ograničenja prema frekvenciji

Regulatori snage na strujni val imaju vrlo stroge zahtjeve za frekvencijom i mogu raditi normalno samo pod uvjetima bliskim njihovoj projektiranoj frekvenciji (50Hz ili 60Hz). Ako postoji velika devijacija frekvencije ulazne snage, elektromagnetski odnos unutar regulatora bit će perturbovan, što utječe na učinak regulacije napona. Na primjer, kada se ulazna frekvencija odmakne na 40Hz ili 70Hz, regulator možda neće moći točno prilagoditi napon, a može čak doći do pregrejavanja, oštećenja i sličnog.

Visokofrekventni regulator snage (opseg kHz-MHz)

Način rada i strukturne karakteristike

Visokofrekventni regulatori snage uglavnom se koriste u opremi poput visokofrekventnih prekidnih napajanja, a njihova radna frekvencija obično se nalazi u opsegu od nekoliko tisuća hercija do nekoliko megahercija. Većina ovih regulatora koristi tehnologiju prekidnih napajanja kako bi postigla transformaciju i regulaciju napona putem brzog uključivanja i isključivanja visokofrekventnih prekidačkih cijevi (poput MOSFET-a i slično). Na primjer, u tipičnom visokofrekventnom prekidnom regulatoru snage, prekidna frekvencija može biti 100kHz, a prekidačka cijev brzo prekida na toj frekvenciji, pretvarajući ulazni napon strujni val u visokofrekventni pulsni napon, koji se zatim pretvara u stabilni izlazni napon strujni val putem visokofrekventnog transformatora, pravilnika filtera i drugih krugova.

Struktura kruga visokofrekventnog regulatora snage relativno je složena, uključujući visokofrekventni transformator, pogonski krug prekidačke cijevi, povratni kontrolni krug i slično. Visokofrekventni transformatori rade na visokim frekvencijama, a njihova volumena mnogo je manja od volumena transformatora na strujni val, jer radne karakteristike jezgra na visokim frekvencijama omogućuju uporabu manje veličine jezgra kako bi se dostigla ista učinkovitost pretvorbe energije.

Prilagodljivost i ograničenja prema frekvenciji

Visokofrekventni regulatori snage imaju određenu prilagodljivost na promjene frekvencije, ali također imaju određene granice. U visokofrekventnom opsegu svog dizajna, mogu prilagoditi prekidnu frekvenciju, faktor punjenja i druge parametre kako bi se prilagodila promjena ulaznog napona, kako bi se postigla regulacija napona. Međutim, ako je frekvencija izvan opsega dizajna, na primjer, u regulatoru sa dizajniranim frekvencijama od 100kHz, frekvencija se naglo poveća na 1MHz, to može dovesti do oštrenog porasta gubitaka prekidačke cijevi, elektromagnetske interferencije i nestabilnosti kontrolnog kruga, što utječe na učinak regulacije napona i normalan rad opreme.

Regulator širokog spektra snage

Način rada i strukturne karakteristike

Regulatori širokog spektra snage dizajnirani su kako bi postigli regulaciju napona u širokom opsegu frekvencija. Obično koriste hibridnu tehnologiju koja kombinira neke karakteristike regulatora na strujni val i visokofrekventnih regulatora. Na primjer, može se koristiti tehnologija prekidnog napajanja varijabilne frekvencije, a na ulazu i izlazu može se dodati neki filtri i usklađeni krugovi za različite frekvencijske segmente. U niskofrekventnim bandovima, može se koristiti principi slični onima regulatora na strujni val kako bi se osigurala osnovna stabilnost napona; u visokofrekventnim bandovima, više se oslanja na brzu sposobnost prilagode prekidnog napajanja.

Unutarnja struktura kruga regulatora širokog spektra snage složenija je, stoga se moraju komprehensivno razmotriti i optimizirati elektromagnetska svojstva i svojstva kruga na različitim frekvencijama. Na primjer, filtri krugova trebaju biti u stanju efektivno filtrirati interferentne signale u širokom frekvencijskom rasponu, a kontrolni krug treba biti u stanju točno prilagoditi strategiju regulacije napona prema različitim frekvencijskim ulazima.

Prilagodljivost i ograničenja prema frekvenciji

Iako regulatori širokog spektra snage mogu raditi u širokom frekvencijskom rasponu, nisu prikladni za sve frekvencije. Općenito, regulatori širokog spektra snage su sposobni pokrivać frekvencijski raspon od desetina hercija do stotina kilohercija i dalje, ali mogu susresti tehničke izazove na ekstremno niskim frekvencijama (poput ispod nekoliko hercija) i ekstremno visokim frekvencijama (poput iznad desetina megahercija). Na vrlo niskim frekvencijama, može se pojaviti neki problemi slični onima regulatora na strujni val na niskim frekvencijama, kao što je smanjena preciznost stabilnosti napona; na ekstremno visokim frekvencijama, mogu se suočiti s problemima poput ograničenja performansi visokofrekventnih komponenti i elektromagnetske kompatibilnosti.