Jaka jest różnica między typami stabilizatorów napięcia pod względem częstotliwości

Regulator zasilania (50Hz lub 60Hz)

Zasada działania i cechy konstrukcyjne

Regulator częstotliwości zasilania jest głównie przeznaczony dla sieci przemiennych o częstotliwości 50Hz (częstotliwość sieci w większości krajów, takich jak Chiny) lub 60Hz (niektóre kraje, takie jak Stany Zjednoczone). Ten typ regulatora opiera się zwykle na zasadzie indukcji elektromagnetycznej, a do najpopularniejszych rodzajów należą indukcyjne regulatory i autotransformatorowe regulatory. Regulator indukcyjny dostosowuje napięcie wyjściowe poprzez zmianę stosunku liczby zwitek transformatora. Regulator autotransformatorowy osiąga regulację napięcia poprzez przełączanie zwitek autotransformatora.

Ponieważ jest zaprojektowany dla stałej częstotliwości zasilania, projekt i parametry wewnętrznego rdzenia, zwitek i innych komponentów są optymalizowane na podstawie charakterystyk elektromagnetycznych przy tej częstotliwości. Na przykład materiał i rozmiar rdzenia transformatora częstotliwości zasilania powinny uwzględniać straty hysterezy i wirującego prądu przy 50Hz lub 60Hz, aby zagwarantować efektywną konwersję energii i stabilne napięcie wyjściowe.

Adaptacja częstotliwości i ograniczenia

Regulatory częstotliwości zasilania mają bardzo ścisłe wymagania co do częstotliwości i mogą działać normalnie tylko w warunkach bliskich ich częstotliwości projektowej (50Hz lub 60Hz). Jeśli wystąpi duży odchylenie częstotliwości zasilania wejściowego, relacje elektromagnetyczne wewnątrz regulatora zostaną zakłócone, wpływając na skuteczność regulacji napięcia. Na przykład, gdy częstotliwość wejściowa odchodzi do 40Hz lub 70Hz, regulator może nie być w stanie dokładnie dostosować napięcia, a nawet może przegrzać się, ulec uszkodzeniu itp.

Regulator zasilania wysokiej częstotliwości (zakres kHz-MHz)

Zasada działania i cechy konstrukcyjne

Regulatory zasilania wysokiej częstotliwości są głównie używane w urządzeniach takich jak zasilacze przemiennikowe wysokiej częstotliwości, a ich częstotliwość pracy zwykle mieści się w zakresie kilku tysięcy Hertz do kilku megaherców. Większość tych regulatorów używa technologii zasilaczy przemiennikowych, aby osiągnąć transformację i regulację napięcia poprzez szybkie włączanie i wyłączanie tranzystorów przełączających o wysokiej częstotliwości (np. MOSFET itp.). Na przykład, w typowym regulatorze zasilania wysokiej częstotliwości częstotliwość przełączania może wynosić 100kHz, a tranzystor przełączający szybko przełącza się przy tej częstotliwości, przekształcając wejściowe napięcie zmiennoprądowe w pulsacyjne napięcie wysokiej częstotliwości, które następnie jest przekształcane w stabilne napięcie wyjściowe zmiennoprądowe przez transformator wysokiej częstotliwości, obwód prostujący i filtrujący itp.

Struktura obwodowa regulatora zasilania wysokiej częstotliwości jest stosunkowo skomplikowana, obejmując transformator wysokiej częstotliwości, obwód napędowy tranzystora przełączającego, obwód sterowania sprzężonym zwrotnie itp. Transformatory wysokiej częstotliwości działają przy wysokich częstotliwościach, a ich objętość jest znacznie mniejsza niż transformatorów częstotliwości zasilania, ponieważ właściwości pracy rdzenia magnetycznego przy wysokich częstotliwościach pozwalają na użycie mniejszego rozmiaru rdzenia, aby osiągnąć tę samą efektywność konwersji energii.

Adaptacja częstotliwości i ograniczenia

Regulatory zasilania wysokiej częstotliwości mają pewną elastyczność wobec zmian częstotliwości, ale również mają pewne ograniczenia zakresu. W zakresie wysokiej częstotliwości ich projektu można dostosować częstotliwość przełączania, współczynnik wypełnienia i inne parametry, aby przystosować się do zmian napięcia wejściowego, umożliwiając tym samym regulację napięcia. Jednakże, jeśli częstotliwość wykracza poza zakres projektowy, na przykład w regulatorze zaprojektowanym na częstotliwość 100kHz, częstotliwość nagle wzrasta do 1MHz, może to prowadzić do gwałtownego wzrostu strat przełączania w tranzystorze przełączającym, zakłóceń elektromagnetycznych oraz niestabilności obwodu sterującego, co wpływa na skuteczność regulacji napięcia i prawidłowe działanie urządzenia.

Regulator zasilania szerokopasmowy

Zasada działania i cechy konstrukcyjne

Regulatory zasilania szerokopasmowe są zaprojektowane do osiągnięcia regulacji napięcia w szerokim zakresie częstotliwości. Zwykle wykorzystują hybrydową technologię, łącząc niektóre cechy regulatorów częstotliwości zasilania i regulatorów wysokiej częstotliwości. Na przykład, może być zastosowana technologia zasilacza przemiennikowego zmiennoczęstotliwościowego, a dodatkowe obwody filtrowe i dopasowujące dla różnych segmentów częstotliwości mogą być dodane do wejścia i wyjścia. W niskich pasmach częstotliwości mogą być używane zasady podobne do regulatorów częstotliwości zasilania, aby zapewnić podstawową stabilność napięcia; W wysokich pasmach częstotliwości bardziej polegają na szybkiej zdolności regulacji zasilacza przemiennikowego.

Wewnętrzna struktura obwodowa regulatora zasilania szerokopasmowego jest bardziej skomplikowana, więc należy kompleksowo rozważyć i optymalizować właściwości elektromagnetyczne i obwodowe przy różnych częstotliwościach. Na przykład, obwód filtrujący musi być w stanie skutecznie filtrować zakłócenia w szerokim zakresie częstotliwości, a obwód sterujący musi być w stanie precyzyjnie dostosować strategię regulacji napięcia w zależności od różnych wejść częstotliwościowych.

Adaptacja częstotliwości i ograniczenia

Chociaż regulatory zasilania szerokopasmowego mogą działać w szerokim zakresie częstotliwości, nie są one odpowiednie dla wszystkich częstotliwości. Ogólnie rzecz biorąc, regulatory zasilania szerokopasmowego są w stanie pokrywać zakres częstotliwości od kilkudziesięciu herców do setek kiloherców i więcej, ale mogą napotkać techniczne wyzwania przy ekstremalnie niskich częstotliwościach (poniżej kilku herców) i ekstremalnie wysokich częstotliwościach (powyżej kilkudziesięciu megaherców). Przy bardzo niskich częstotliwościach mogą wystąpić problemy podobne do tych występujących w regulatorach częstotliwości zasilania przy niskich częstotliwościach, takie jak obniżona dokładność stabilności napięcia; Przy ekstremalnie wysokich częstotliwościach mogą wystąpić problemy, takie jak ograniczenia wydajności komponentów wysokiej częstotliwości i zgodność elektromagnetyczna.