Како функционишу кругови напајања (СМПС) прекидача

СМПС је скраћеница речи Повер Моде Повер Суппли. Име јасно сугерише да концепт има неке везе или у потпуности везе са импулсима или пребацивањем запослених уређаја. Научимо како СМПС адаптери раде за претварање мрежног напона у нижи једносмерни напон.

Предност СМПС топологије

У СМПС адаптерима идеја је да се мрежни улазни напон пребаци у примарни намотај трансформатора тако да се на секундарном намотају трансформатора може добити нижи једносмерни напон.

Међутим, питање је да ли се исто може урадити са обичним трансформаторима, па шта је потребно тако компликованој конфигурацији када се функционисање може једноставно имплементирати путем обичних трансформатора?

Па, концепт је развијен управо за елиминисање употребе тешких и гломазних трансформатора са много ефикаснијим верзијама СМПС кругови напајања .

Иако је принцип рада прилично сличан, резултати су изузетно различити.

Наш мрежни напон је такође пулсирајући напон или наизменична струја која се обично доводи у уобичајени трансформатор ради потребних конверзија, али не можемо направити трансформатор мање величине чак ни са струјом од 500 мА.

Разлог томе је врло ниска фреквенција која је укључена у наше мрежне улазе.
На 50 Хз или 60 Хз, вредност је изузетно ниска за њихову примену у излазе велике једносмерне струје помоћу мањих трансформатора.

То је зато што се смањењем фреквенције губици вртложне струје са магнетизацијом трансформатора повећавају, што резултира огромним губитком струје кроз топлоту и последично цео процес постаје врло неефикасан.

Да би се надокнадио горе наведени губитак, укључују се релативно већа језгра трансформатора са одговарајућим степеном дебљине жице, што чини целу јединицу тешком и гломазном.

Круг напајања са прекидачким режимом врло паметно решава овај проблем.

Ако нижа фреквенција повећа губитак вртложне струје, значи да би повећање фреквенције учинило управо супротно.

Што значи да ако се фреквенција повећа, трансформатор би могао бити знатно мањи, али би обезбедио већу струју на њиховим излазима.

Управо то радимо са СМПС коло . Хајде да разумемо функционисање са следећим тачкама:

Како СМПС адаптери раде

У дијаграму круга напајања у режиму прекидача, улазни напон се прво исправи и филтрира да би се произвела одговарајућа величина једносмерне струје.

Горњи једносмерни ток примењује се на конфигурацију осцилатора који садржи високонапонски транзистор или МОСФЕТ, монтиран на добро димензионисани примарни намотај малог феритног трансформатора.

Коло постаје само-осцилирајући тип конфигурације који почиње да осцилира на некој унапред одређеној фреквенцији коју подешавају друге пасивне компоненте попут кондензатора и отпорника.

Фреквенција је обично изнад 50 Кхз.

Ова фреквенција индукује еквивалентни напон и струју на секундарном намотају трансформатора, одређени бројем завоја и СВГ жице.

Због учешћа високих фреквенција, губици вртложних струја постају занемарљиво мали, а једносмерни излаз велике струје постаје изведљив мањим феритним пуњеним трансформаторима и релативно тањим намотајем жице.

Међутим, секундарни напон ће такође бити на примарној фреквенцији, па се поново исправља и филтрира помоћу диоде за брзи опоравак и кондензатора велике вредности.

Резултат на излазу је савршено филтрирани ниски ДЦ, који се може ефикасно користити за рад било ког електронског кола.

У модерним верзијама СМПС, хи-енд ИЦ се користе уместо транзистора на улазу.
ИЦ су опремљени уграђеним високонапонским МОСФЕТ-ом за одржавање осцилација високе фреквенције и многим другим заштитним карактеристикама.

Какве уграђене заштите имају СМПС

Ове ИЦ имају одговарајуће уграђене заштитне склопове као што су заштита од лавине, заштита од топлоте и излазног напона, као и карактеристика бурст мода.

Заштита од лавине осигурава да се ИЦ не оштети током налета струје прекидача напајања.

Заштита од прегревања осигурава да се ИЦ аутоматски искључи ако трансформатор није правилно намотан и повуче више струје из ИЦ чинећи је опасно врућом.

Рафални режим је занимљива карактеристика укључена у модерне СМПС јединице.

Овде се излазни ДЦ враћа назад на сензорски улаз ИЦ. Ако се из неког разлога, обично због погрешног секундарног намотаја или избора отпорника, излазни напон подигне изнад одређене унапред одређене вредности, ИЦ искључује улазно пребацивање и прескаче пребацивање у испрекидане рафале.

Ово помаже у контроли напона на излазу, као и струје на излазу.

Ова карактеристика такође осигурава да ако се излазни напон подеси на неку високу тачку и излаз није оптерећен, ИЦ се пребаци у рафални режим, осигуравајући да јединица ради с прекидима све док излаз не добије одговарајуће оптерећење, што штеди снагу јединице када је у стању приправности или када излаз не ради.

Повратне информације из излазне секције на ИЦ спроводе се преко оптичке спојнице тако да излаз остаје добро подаље од улазне високонапонске мреже наизменичне струје, избегавајући опасне шокове.