1. Feedbackcontroleluscomponenten:

* Uitgangsspanningssensor: Hierbij wordt doorgaans gebruik gemaakt van een spanningsdeler om een ​​kleinere, proportionele weergave van de uitgangsspanning te creëren. Deze kleinere spanning kan gemakkelijk worden afgehandeld door de regelcircuits.

* Foutversterker (vergelijker): Hierbij wordt de gedetecteerde uitgangsspanning (feedbackspanning) vergeleken met een referentiespanning (een nauwkeurige, stabiele spanning die intern wordt gegenereerd). Het verschil tussen deze twee spanningen is het foutsignaal.

* Pulsebreedtemodulatie (PWM)-controller: Dit zijn de "hersenen" van de operatie. Het ontvangt het foutsignaal van de foutversterker. Op basis van de grootte en polariteit van de fout wordt de duty-cycle (het deel van de schakelcyclus waarin de vermogenstransistor aanstaat) van de schakeltransistors aangepast.

* Schakelen van transistors (MOSFET's of IGBT's): Deze schakelen snel aan en uit en genereren de hoogfrequente pulsen die de geschakelde gelijkspanning creëren. De PWM-controller bepaalt hoe lang ze in elke cyclus "aan" staan.

* Uitgangsfilter (inductor en condensator): Hierdoor wordt de hoogfrequente gepulseerde uitvoer van de schakeltransistors afgevlakt, waardoor deze wordt omgezet in een relatief stabiele gelijkspanning.

2. Hoe het werkt:

1. Eerste keer opstarten: De SMPS start op en de uitgangsspanning begint te stijgen.

2. Spanningsdetectie en vergelijking: De uitgangsspanningssensor stuurt een spanning die evenredig is met de uitgangsspanning naar de foutversterker. De foutversterker vergelijkt dit met de referentiespanning.

3. Foutversterking en PWM-aanpassing: Als de uitgangsspanning lager is dan de referentiespanning (fout is negatief), genereert de foutversterker een signaal dat de duty-cycle van de PWM-controller verhoogt. Dit betekent dat de schakeltransistoren gedurende een langer deel van elke cyclus "aan" zijn, waardoor de gemiddelde uitgangsspanning toeneemt. Omgekeerd, als de uitgangsspanning hoger is dan de referentiespanning (fout is positief), neemt de duty-cycle af, waardoor de gemiddelde uitgangsspanning afneemt.

4. Uitgangsspanningsregeling: Deze feedbacklus past voortdurend de werkcyclus aan, waardoor een zelfregulerend systeem ontstaat. Veranderingen in de belastingsstroom (meer apparaten trekken stroom) of variaties in de ingangsspanning worden gecompenseerd door de regellus, waardoor een relatief constante uitgangsspanning wordt gehandhaafd.

3. Soorten feedbackcontrole:

Er kunnen verschillende soorten regellussen worden gebruikt, waaronder:

* Spanningsmodusregeling: De foutversterker regelt rechtstreeks de duty-cycle op basis van de spanningsfout. Dit is eenvoudiger, maar kan onder bepaalde omstandigheden gevoelig zijn voor instabiliteit.

* Huidige modusbediening: De regellus bewaakt ook de inductorstroom. Dit zorgt voor een snellere transiënte respons en betere lijnregeling, maar is complexer te implementeren.

4. Beschermingsmechanismen:

Een goed ontworpen SMPS bevat verschillende beveiligingsfuncties, zoals:

* Overspanningsbeveiliging: Schakelt de SMPS uit als de uitgangsspanning een veilige limiet overschrijdt.

* Overstroombeveiliging: Beperkt of schakelt de uitgangsstroom uit als deze te hoog wordt.

* Kortsluitbeveiliging: Detecteert en reageert op een kortsluiting op de uitgang.

Samenvattend wordt de gereguleerde uitgangsspanning in een SMPS bereikt door een nauwkeurig feedbacksysteem met gesloten lus dat voortdurend het schakelgedrag van de vermogenstransistors bewaakt en aanpast om het gewenste spanningsniveau te behouden ondanks variaties in belasting of ingangsspanning.