SMPS är förkortningen för ordet Switch Mode Power Supply. Namnet antyder tydligt att konceptet har något eller helt att göra med pulser eller byte av de anställda enheterna. Låt oss lära oss hur SMPS-adaptrar fungerar för att omvandla nätspänning till en lägre likspänning.
Fördel med SMPS-topologi
I SMPS-adaptrar är tanken att växla nätingångsspänningen till en transformatorns primärlindning så att en lägre likströmsspänning kan erhållas vid transformatorns sekundärlindning.
Men frågan är att samma kan göras med en vanlig transformator, så vad är behovet av en så komplicerad konfiguration när funktionen enkelt kan implementeras genom vanliga transformatorer?
Konceptet utvecklades exakt för att eliminera användningen av tunga och skrymmande transformatorer med mycket effektiva versioner av SMPS-strömförsörjningskretsar .
Även om driftsprincipen är ganska lika, är resultaten enormt olika.
Vår nätspänning är också en pulserande spänning eller en växelström som normalt matas in i den vanliga transformatorn för de nödvändiga omvandlingarna, men vi kan inte göra transformatorn mindre i storlek även med ström så låg som 500 mA.
Anledningen bakom detta är den mycket låga frekvensen som är involverad i våra nätanslutningar.
Vid 50 Hz eller 60 Hz är värdet oerhört lågt för att implementera dem i höga DC-utgångar med mindre transformatorer.
Detta beror på att när frekvensen minskar ökar virvelströmsförlusterna med transformatormagnetiseringen, vilket resulterar i enorm strömförlust genom värme och därefter blir hela processen mycket ineffektiv.
För att kompensera ovanstående förlust är relativt större transformatorhylsor involverade med relevant trådtjocklek, vilket gör hela enheten tung och besvärlig.
En strömförsörjningskrets för växlingsläge hanterar problemet mycket smart.
Om lägre frekvens ökar virvelströmsförluster betyder en ökning av frekvensen precis tvärtom.
Det betyder att om frekvensen ökas kan transformatorn göras mycket mindre men ändå ge högre ström vid deras utgångar.
Det är precis vad vi gör med en SMPS-krets . Låt oss förstå funktionen med följande punkter:
Hur SMPS-adaptrar fungerar
I ett kopplingsschema för strömbrytarläge rättas ingången AC först och filtreras för att producera relevant DC-storlek.
Ovanstående DC appliceras på en oscillatorkonfiguration innefattande en högspänningstransistor eller en mosfet, riggad till en väldimensionerad liten ferrittransformator primärlindning.
Kretsen blir en självoscillerande typ av konfiguration som börjar oscilleras med någon förutbestämd frekvens inställd av andra passiva komponenter som kondensatorer och motstånd.
Frekvensen är vanligtvis över 50 kHz.
Denna frekvens inducerar en ekvivalent spänning och ström vid transformatorns sekundärlindning, bestämd av antalet varv och kabelns SWG.
På grund av högfrekvensernas inblandning blir virvelströmsförluster försumbar små och likströmsutgång med hög ström blir härledbar genom mindre ferritkärnade transformatorer och relativt tunnare trådlindning.
Sekundärspänningen kommer emellertid också att vara vid primärfrekvensen, därför är den återigen rättad och filtrerad med en snabb återvinningsdiod och en högvärdes kondensator.
Resultatet vid utgången är en perfekt filtrerad låg DC, som kan användas effektivt för att driva valfri elektronisk krets.
I moderna versioner av SMPS används hi-end-IC istället för transistorer vid ingången.
IC: erna är utrustade med en inbyggd högspänningsmuskett för att upprätthålla högfrekventa svängningar och många andra skyddsfunktioner.
Vilka inbyggda skydd har SMPS
Dessa kretsar har adekvat inbyggd skyddskrets som lavinskydd, överhettningsskydd och uteffekt överspänningsskydd och också en burst-funktion.
Lavinskydd säkerställer att IC inte skadas under strömbrytarens PÅ-ström i rusning.
Överhettningsskyddet säkerställer att IC stängs av automatiskt om transformatorn inte lindas korrekt och drar mer ström från IC så att den blir farligt varm.
Burst-läget är en intressant funktion som ingår i de moderna SMPS-enheterna.
Här matas utgången DC tillbaka till en avkänningsingång på IC. Om utgångsspänningen av någon anledning, normalt på grund av fel sekundärlindning eller val av motstånd, stiger över ett visst förutbestämt värde, stänger IC av ingångsväxlingen och hoppar över växlingen till intermittenta skurar.
Detta hjälper till att kontrollera spänningen vid utgången och även strömmen vid utgången.
Funktionen säkerställer också att om utspänningen justeras till någon hög punkt och utgången inte laddas, växlar IC till burst-läge och ser till att enheten drivs intermittent tills utgången laddas tillräckligt, detta sparar enhetens ström i vänteläge eller när utgången inte fungerar.
Återkopplingen från utgångssektionen till IC: n implementeras via en optokopplare så att utgången förblir väl avskild från ingångens högspänningsnät, vilket undviker farliga stötar.
Tidigare: Motorskyddskretsar - Överspänning, överhettning, överström Nästa: Enkel 12V, 1A SMPS-krets
