Cara Kerja Switch Mode Power Supply (SMPS)

Power supply adalah sirkuit elektronik yang digunakan untuk menyediakan listrik ke peralatan atau beban sepertisebagai komputer, mesin, dan seterusnya. Beban listrik dan elektronik ini memerlukan berbagai bentuk kekuatan pada kisaran yang berbeda dan dengan karakteristik yang berbeda. Jadi, untuk alasan ini kekuatan diubah menjadi bentuk yang diperlukan (dengan kualitas yang diinginkan) dengan menggunakan beberapa pengkonversi daya ukuran elektronik atau pengkonversi daya ukuran.

Beban listrik dan elektronik bekerja dengan berbagai bentuk pasokan listrik, seperti AC listrik, AC-to-DC power supply, catu daya tegangan tinggi, catu daya yang diprogram, Uninterruptable listrik dan beralih modus power supply.

Apa yang dimaksud dengan beralih modus power supply...?

Catu daya elektronik terintegrasi dengan regulator switching untuk mengkonversi daya listrik secara efisien dari satu bentuk ke bentuk lain dengan karakteristik yang diinginkan disebut sebagai beralih modus power supply. Hal ini digunakan untuk mendapatkan diatur tegangan DC output dari tidak diatur AC atau masukan tegangan DC.

Mirip dengan pasokan listrik lainnya, switch-mode power supply adalah sirkuit yang rumit yang memasok listrik dari sumber ke beban. Switch-mode power supply penting untuk peralatan listrik dan elektronik yang memakan daya dan bahkan untuk membangun proyek-proyek listrik dan elektronik.

Topologi dari beralih modus Power Supply

Ada berbagai jenis topologi untuk SMPS, di antara mereka, beberapa adalah sebagai berikut:

- DC-DC converter

- AC ke DC converter

- Terbang kembali converter

- Maju converter

- Beralih modus Power Supply bekerja prinsip

Cara kerja dari beberapa jenis switch-mode power supply topologi adalah sebagai berikut:

1. DC ke DC Converter SMPS bekerja prinsip

Di DC-to-DC converter, terutama daya DC tegangan tinggi langsung Diperoleh dari sumber daya DC. Kemudian, daya DC tegangan tinggi ini beralih pada kecepatan sangat tinggi switching biasanya dalam kisaran 15 KHz kepada 50 KHz.

Dan kemudian itu dimasukkan ke sebuah transformator step-down yang sebanding dengan berat badan dan ukuran karakteristik unit transformator 50Hz. Output dari transformator step-down lebih lanjut dimasukkan ke rectifier. Ini disaring dan diperbaiki output DC daya digunakan sebagai sumber untuk beban, dan sampel daya keluaran ini digunakan sebagai umpan balik untuk mengontrol tegangan output. Dengan tegangan umpan balik ini, saat ON osilator dikendalikan dan regulator loop tertutup dibentuk.

Output dari catu daya switching diatur dengan menggunakan PWM (Pulse Width Modulation). Seperti ditunjukkan dalam sirkuit di atas, saklar didorong oleh PWM osilator, sehingga kekuatan untuk transformator step-down dikendalikan secara tidak langsung, dan oleh karena itu, output dikendalikan oleh PWM, sebagai sinyal ini lebar pulsa dan tegangan keluaran yang berbanding terbalik dengan satu sama lain.

Jika siklus adalah 50%, maka jumlah maksimum daya ditransfer melalui step-down transformator, dan, jika siklus menurun, maka jumlah daya yang ditransfer akan berkurang oleh menurunnya daya disipasi.

2. AC ke DC Converter SMPS bekerja prinsip

AC ke DC converter SMPS memiliki AC input. It's dikonversi ke DC dengan proses pembetulan menggunakan rectifier dan filter. Tegangan DC tidak diatur ini adalah untuk makan besar-filter kapasitor atau sirkuit PFC (koreksi faktor daya) untuk koreksi faktor daya seperti itu dipengaruhi. Hal ini karena di sekitar tegangan puncak, rectifier menarik pulsa saat ini pendek yang memiliki energi secara signifikan frekuensi tinggi yang mempengaruhi faktor daya untuk mengurangi.

Hal ini hampir mirip dengan Konverter DC ke DC dibahas di atas, tetapi bukan langsung catu daya DC, di sini AC input digunakan. Jadi, kombinasi rectifier dan filter, ditunjukkan dalam diagram blok digunakan untuk mengubah AC menjadi DC dan switching dilakukan dengan menggunakan MOSFET power amplifier yang sangat tinggi badan dapat dicapai. MOSFET transistor memiliki resistansi rendah dan dapat menahan arus tinggi. Frekuensi pensakelaran dipilih sedemikian rupa sehingga itu harus ditaati merender manusia normal (sebagian besar di atas 20KHz) dan beralih tindakan dikendalikan oleh umpan balik memanfaatkan osilator PWM.

Tegangan AC ini lagi diberi makan kepada transformator output yang ditunjukkan pada gambar untuk mundur atau maju tingkat tegangan. Kemudian, output dari transformator ini diperbaiki dan dihaluskan dengan menggunakan output rectifier dan filter. Sirkuit umpan balik yang digunakan untuk mengontrol tegangan output dengan membandingkannya dengan tegangan referensi.

3. kembali terbang Converter jenis SMPS bekerja prinsip

Dengan sangat rendah output daya kurang dari 100W sirkuit SMPS (watt) biasanya jenis terbang kembali converter SMPS, dan itu adalah sangat sederhana dan murah sirkuit dibandingkan dengan sirkuit SMPS lainnya. Oleh karena itu, hal ini sering digunakan untuk aplikasi daya rendah.

Tegangan input tidak diatur dengan besarnya konstan diubah menjadi tegangan output yang diinginkan dengan cepat beralih menggunakan MOSFET; frekuensi pensakelaran adalah sekitar 100 kHz. Isolasi tegangan dapat dicapai dengan menggunakan sebuah transformator. Operasi switch dapat dikontrol dengan menggunakan kontrol PWM melaksanakan Konverter praktis terbang kembali.

Terbang kembali transformator pameran karakteristik yang berbeda dibandingkan dengan transformator umum. Dua gulungan dari UU transformator terbang kembali sebagai magnetis ditambah induktor. Output dari transformator ini melewati dioda dan kapasitor untuk pembetulan dan penyaringan. Seperti yang ditunjukkan pada gambar, tegangan kapasitor filter ini diambil sebagai tegangan keluaran SMPS.

4. meneruskan Converter jenis SMPS bekerja

Jenis maju converter SMPS hampir sama dengan jenis converter terbang kembali SMPS, tetapi jenis maju konverter, kontrol yang terhubung untuk mengendalikan switch dan pada output dari gulungan sekunder transformator, dan pembetulan dan penyaringan sirkuit yang rumit dibandingkan dengan Konverter terbang kembali.

Itu bisa disebut sebagai converter buck DC ke DC, bersama dengan sebuah transformator yang digunakan untuk isolasi dan scaling. Selain dioda D1 dan kapasitor C, dioda D2 dan induktor L terhubung pada output akhir. Jika switch S mendapat dihidupkan, maka input diberikan ke gulungan primer transformator, dan oleh karena itu, tegangan skala yang dihasilkan pada gulungan sekunder transformator.

Jadi, dioda D1 mendapat maju bias dan skala tegangan melewati low-pass filter sebelum beban. Jika tombol S dimatikan, kemudian arus melalui primer dan sekunder berkelok-kelok mencapai nol, tetapi arus yang melalui induktif filter dan beban tidak dapat berubah tiba-tiba, dan jalan yang disediakan untuk ini saat ini oleh dioda freewheeling D2. Dengan menggunakan induktor filter, diperlukan tegangan dioda D2 dan untuk mempertahankan EMF diperlukan untuk mempertahankan kelancaran arus di induktif filter.

Meskipun saat ini berkurang terhadap tegangan keluaran, sekitar tegangan output konstan terjaga dengan adanya filter kapasitif besar. Hal ini sering digunakan untuk switching aplikasi dengan kuasa dalam kisaran 100 W 200 W.

Berbagai jenis topologi yang ada di mana SMPS dapat terwujud Buck converter, meningkatkan konverter, tray diri kembali terbang converter Buck-boost converter, meningkatkan-uang, Cuk, Sepic. Tetapi hanya sedikit yang dibahas dalam artikel ini, yaitu DC ke DC converter, AC ke DC converter, Konverter terbang kembali dan maju converter. Untuk informasi lebih lanjut mengenai jenis-jenis beralih modus power supply dan jenis SMPS dengan prinsip kerjanya.