Werkingsprincipe van serie-type schakelende voedingen
DC-ingangsspanning; K is de bedieningsschakelaar en R is de belasting. Wanneer de bedieningsschakelaar K is ingeschakeld, geeft de schakelende voeding een pulsspanning Up af met een pulsbreedte van Ton en een amplitude van Ui naar de belasting R. Wanneer de bedieningsschakelaar K is uitgeschakeld, komt dit overeen met het feit dat de schakelende voeding een pulsspanning afgeeft met een pulsbreedte van Toff en een amplitude van 0 naar de belasting R. Op deze manier kan door de bedieningsschakelaar K continu "aan" en "uit" te zetten, een pulsgemoduleerde uitgangsspanning uo worden verkregen aan beide uiteinden van de belasting.
Figuur 1-1-b toont de golfvorm van de uitgangsspanning van de seriegeschakelde voeding. Uit de figuur blijkt dat de uitgangsspanning uo van de bedieningsschakelaar K een pulsgemoduleerde blokgolf is, met een pulsamplitude Up gelijk aan de ingangsspanning Ui en een pulsbreedte gelijk aan de aan-tijd Ton van de bedieningsschakelaar K. Daarom kan de gemiddelde waarde Ua van de uitgangsspanning uo van de seriegeschakelde voeding worden verkregen als:
In de formule is Ton het tijdstip waarop bedieningsschakelaar K wordt ingeschakeld, en T is de werkcyclus van bedieningsschakelaar K. Door de verhouding tussen de aan-tijd Ton en de uit-tijd Toff van bedieningsschakelaar K te wijzigen, kan de gemiddelde waarde Ua van de uitgangsspanning uo worden gewijzigd. Over het algemeen noemen mensen dit de duty-cycle, weergegeven door D, wat betekent:
De amplitude Up van de uitgangsspanning uo van een seriegeschakelde voeding is gelijk aan de ingangsspanning Ui, en de gemiddelde waarde Ua van zijn uitgangsspanning uo is altijd kleiner dan de ingangsspanning Ui. Daarom leveren seriegeschakelde voedingen doorgaans een spanning met de gemiddelde waarde Ua als variabele. De voeding van de seriemodule behoort dus tot de -trapsgewijs schakelende voeding.
Serieschakelingsvoeding, ook bekend als chopper, wordt veel gebruikt bij de regeling van het uitgangsvermogen vanwege het eenvoudige werkingsprincipe en het hoge rendement. Snelheidsregelaars voor elektrische motorfietsen en vermogensregelaars voor verlichting zijn bijvoorbeeld toepassingen van in serie geschakelde voedingen. Als de seriegeschakelde voeding alleen wordt gebruikt voor de regeling van de vermogensuitgang, kan de spanningsuitgang rechtstreeks aan de belasting worden geleverd zonder dat er rectificatie- en filtercircuits nodig zijn; Maar als het wordt gebruikt voor het stabiliseren van de output, moet het worden gecorrigeerd en gefilterd.
