کنترل‌کننده‌های سوئیچینگ و ایزولاتورها
هدف اصلی کنترل‌کننده رگولاتور یا کنترل‌کننده سوئیچینگ، حفظ ولتاژ خروجی تنظیم‌شده و کنترل میزان انرژی منتقل شده به سیستم است. این کار با تنظیم چرخه وظیفه (Duty Cycle) سوئیچ‌های اصلی در مدولاسیون عرض پالس (PWM) انجام می‌شود. چرخه وظیفه می‌تواند از 0 تا 100 درصد تنظیم شود، اما معمولاً در محدوده‌ای کمتر قرار دارد. تقریباً می‌توان گفت ولتاژ خروجی برابر حاصل‌ضرب ولتاژ ورودی در چرخه وظیفه است (Vout = Vin × duty cycle).
کنترل‌کننده PWM از یک مرجع ولتاژ به عنوان مرجع «ایده‌آل» پاور استفاده می‌کند که ولتاژ خروجی به طور مداوم با آن مقایسه می‌شود. در مدار مجتمع کنترل PWM، یک تقویت‌کننده خطای ولتاژ وجود دارد که مقایسه‌ای با بهره بالا بین ولتاژ خروجی و مرجع انجام می‌دهد. بر اساس این مقایسه، مبدل ولتاژ خطا به عرض پالس، چرخه وظیفه را متناسب با مقدار ولتاژ خطا تنظیم می‌کند.
علاوه بر تعیین چرخه وظیفه سوئیچ‌های اصلی، کنترل‌کننده‌های PWM معمولاً عملکردهای دیگری نیز دارند، مانند مدار شروع نرم (Soft-Start) که راه‌اندازی روان پاور را به منظور کاهش جریان هجومی بالا تضمین می‌کند، تقویت‌کننده جریان بیش از حد که از بارگذاری اضافی پاور محافظت می‌کند و قفل کم‌ولتاژ (Undervoltage Lockout) که از راه‌اندازی پاور هنگام ولتاژ ناکافی در کنترل‌کننده جلوگیری می‌نماید.
در پاورهایی که از مبدل رزونانسی LLC و کنترل‌کننده Champion CM6901 استفاده می‌کنند، سوئیچ‌های اصلی فقط در بارهای سبک در مد PWM عمل می‌کنند و در بارهای بالاتر از مد FM (مدولاسیون فوروارد) بهره می‌برند.
در راه‌حل‌های Infineon مانند ICE2HS01G، کنترل‌کننده رزونانسی در مد PFM (مدولاسیون فرکانس پالس) عمل می‌کند که در آن نرخ تکرار یا فرکانس پالس‌های با طول ثابت تغییر می‌کند. این با PWM که در آن عرض پالس‌ها متغیر اما فرکانس ثابت است، تفاوت دارد. برای اجتناب از سوئیچینگ فرکانس بالا، این کنترل‌کننده مد Missing Cycle را در بارهای سبک و مد Burst را در حالتی بدون بار به کار می‌برد.
برای اینکه فیدبک ولتاژ از خروجی‌های DC به تقویت‌کننده خطای ولتاژ کنترل‌کننده سوئیچینگ برسد، نیاز به ایزولاسیون سیگنال وجود دارد. دو روش ایزولاسیون الکتریکی اپتیکی (اپتوکوپلر یا اپتوایزولاتور) و مغناطیسی (ترانسفورماتور) وجود دارد. در منابع تغذیه مدرن معمولاً از اپتوایزولاتورها استفاده می‌شود و تقویت‌کننده خطای ولتاژ در طرف ثانویه اپتوایزولاتور قرار دارد.
دیدگاهتان را بنویسید