Uma tensão de saída regulada em um SMPS (fonte de alimentação no modo de comutador) é alcançada através de um loop de controle de feedback. Esse loop monitora constantemente a tensão de saída e ajusta o comportamento de comutação dos transistores de potência para manter o nível de tensão desejado. Aqui está um colapso dos principais componentes e seus papéis:

1. Componentes do loop de controle de feedback:

* Sensor de tensão de saída: Isso normalmente usa um divisor de tensão para criar uma representação menor e proporcional da tensão de saída. Essa tensão menor é facilmente manuseada pelo circuito de controle.

* amplificador de erro (comparador): Isso compara a tensão de saída detectada (tensão de feedback) com uma tensão de referência (uma tensão precisa e estável gerada internamente). A diferença entre essas duas tensões é o sinal de erro.

* Modulação de largura de pulso (PWM) Controlador: Este é o "cérebro" da operação. Ele recebe o sinal de erro do amplificador de erro. Com base na magnitude e polaridade do erro, ele ajusta o ciclo de trabalho (a proporção do ciclo de comutação em que o transistor de energia está)) dos transistores de comutação.

* Trocando transistores (MOSFETs ou IGBTS): Eles ligam e desligam rapidamente, gerando os pulsos de alta frequência que criam a tensão CC comutada. O controlador PWM determina quanto tempo eles estão "em" em cada ciclo.

* Filtro de saída (Indutor e capacitor): Isso suaviza a saída pulsada de alta frequência dos transistores de comutação, convertendo-o em uma tensão CC relativamente estável.


2. Como funciona:

1. Power-up inicial: O SMPS é iniciado e a tensão de saída começa a aumentar.

2. detecção e comparação de tensão: O sensor de tensão de saída envia uma tensão proporcional à tensão de saída para o amplificador de erro. O amplificador de erro compara isso com a tensão de referência.

3. amplificação de erro e ajuste de PWM: Se a tensão de saída for menor que a tensão de referência (o erro for negativo), o amplificador de erro gera um sinal que aumenta o ciclo de trabalho do controlador PWM. Isso significa que os transistores de comutação estão "ligados" por uma parte mais longa de cada ciclo, aumentando a tensão média de saída. Por outro lado, se a tensão de saída for maior que a tensão de referência (o erro é positivo), o ciclo de trabalho diminui, reduzindo a tensão média de saída.

4. Regulamento de tensão de saída: Esse loop de feedback ajusta continuamente o ciclo de trabalho, criando um sistema de auto-regulamentação. Alterações na corrente de carga (mais dispositivos que desenham potência) ou variações de tensão de entrada são compensadas pelo loop de controle, mantendo uma tensão de saída relativamente constante.

3. Tipos de controle de feedback:

Vários tipos de loops de controle podem ser usados, incluindo:

* Controle de modo de tensão: O amplificador de erro controla diretamente o ciclo de trabalho com base no erro de tensão. Isso é mais simples, mas pode ser suscetível à instabilidade sob certas condições.

* Controle de modo de corrente: O loop de controle também monitora a corrente do indutor. Isso fornece resposta transitória mais rápida e melhor regulação de linha, mas é mais complexa de implementar.


4. Mecanismos de proteção:

Um SMPS bem projetado inclui vários recursos de proteção, como:

* Proteção de tensão excessiva: Desliga o SMPS se a tensão de saída exceder um limite seguro.
* Proteção excessiva: Limites ou desligar a corrente de saída se ela se tornar excessiva.
* Proteção de curto-circuito: Detecta e reage a um curto -circuito na saída.


Em resumo, a tensão de saída regulada em um SMPS é alcançada através de um sistema de feedback preciso de circuito fechado que monitora constantemente e ajusta o comportamento de comutação dos transistores de energia para manter o nível de tensão desejado, apesar das variações na tensão de carga ou entrada.