Paano Gumagana ang Mga Mode ng Power Supply (SMPS) na Switch Mode

Ang SMPS ay ang daglat ng salitang Switch Mode Power Supply. Malinaw na nagmumungkahi ang pangalan na ang konsepto ay may isang bagay o ganap na gagawin sa mga pulso o paglipat ng mga aparatong nagtrabaho. Alamin natin kung paano gumagana ang mga adaptor ng SMPS para sa pag-convert ng mains boltahe sa isang mas mababang boltahe ng DC.

Kalamangan ng Topology ng SMPS

Sa mga adaptor ng SMPS ang ideya ay upang ilipat ang boltahe ng input ng mains sa pangunahing paikot-ikot ng isang transpormer upang ang isang mas mababang halaga na boltahe ng DC ay maaaring makuha sa pangalawang paikot-ikot ng transpormer.

Gayunpaman ang tanong ay, ang pareho ay maaaring gawin sa isang ordinaryong transpormer, kaya ano ang pangangailangan ng tulad kumplikadong pagsasaayos kapag ang paggana ay maaaring ipatupad kahit na ordinaryong mga transformer?

Sa gayon, ang konsepto ay nabuo nang tiyak para sa pag-aalis ng paggamit ng mabibigat at malalaking mga transformer na may mahusay na mga bersyon ng Mga circuit ng suplay ng kuryente ng SMPS .

Bagaman ang prinsipyo ng pagpapatakbo ay halos magkatulad, ang mga resulta ay napakakaiba.

Ang aming boltahe ng mains ay din isang pulsating boltahe o isang AC na karaniwang pinapakain sa ordinaryong transpormer para sa kinakailangang mga conversion, ngunit hindi namin maaaring gawing mas maliit ang sukat ng transpormer kahit na may kasalukuyang kasing baba ng 500 mA.

Ang dahilan sa likod nito ay ang napakababang dalas na kasangkot sa aming mga input ng AC mains.
Sa 50 Hz o 60 Hz, ang halaga ay napakababa para sa pagpapatupad sa mga ito sa mga malalaking output ng DC alon gamit ang mas maliit na mga transformer.

Ito ay dahil sa pagbaba ng dalas, ang eddy kasalukuyang pagkalugi sa pagtaas ng magnetisador ng transpormer na nagdaragdag, na nagreresulta sa malaking pagkawala ng kasalukuyang sa pamamagitan ng init at kasunod ang buong proseso ay naging napaka-hindi mabisa.

Upang mabayaran ang pagkawala sa itaas, medyo mas malaki ang mga core ng transpormer na kasangkot sa nauugnay na antas ng kapal ng kawad, na ginagawang mabibigat at kumplikado ang buong yunit.

Ang isang switch mode power supply circuit ay tumatalakay sa isyung ito nang napakatalino.

Kung ang mas mababang dalas ay nagdaragdag ng eddy kasalukuyang mga pagkalugi, nangangahulugang ang pagtaas sa dalas ay gagawin lamang ng kabaligtaran.

Nangangahulugan kung ang dalas ay nadagdagan, ang transpormer ay maaaring gawing mas maliit pa na magbibigay ng mas mataas na kasalukuyang sa kanilang mga output.

Iyon mismo ang ginagawa namin sa isang SMPS circuit . Unawain natin ang paggana sa mga sumusunod na puntos:

Paano gumagana ang mga adaptor ng SMPS

Sa isang switch mode na power supply circuit diagram, ang input AC ay unang naitama at nasala upang makabuo ng nauugnay na lakas na DC.

Ang nasa itaas na DC ay inilalapat sa isang pagsasaayos ng oscillator na binubuo ng isang mataas na boltahe transistor o isang mosfet, naitabla sa isang mahusay na dimensyonadong maliit na ferrite transpormer na pangunahing paikot-ikot.

Ang circuit ay nagiging isang uri ng pag-oscillating na pagsasaayos na nagsisimula sa pag-oscillate sa ilang paunang natukoy na dalas na itinakda ng iba pang mga passive na bahagi tulad ng capacitors at resistors.

Kadalasan ay mas mataas sa 50 Khz ang dalas.

Ang dalas na ito ay nagpapahiwatig ng isang katumbas na boltahe at kasalukuyang sa pangalawang paikot-ikot ng transpormer, na tinutukoy ng bilang ng mga liko at ang SWG ng kawad.

Dahil sa paglahok ng mga mataas na frequency, ang eddy kasalukuyang pagkalugi ay naging napabayaan maliit at mataas na kasalukuyang output ng DC ay maaaring makuha mula sa mas maliit na ferrite cored transformers at medyo manipis na paikot-ikot na kawad.

Gayunpaman ang pangalawang boltahe ay magiging pangunahing panukala rin, samakatuwid ito ay muling naitama at nasala gamit ang isang mabilis na pag-recover diode at isang mataas na halaga ng kapasitor.

Ang resulta sa output ay isang perpektong nasala na mababang DC, na maaaring magamit nang epektibo para sa pagpapatakbo ng anumang elektronikong circuit.

Sa mga modernong bersyon ng SMPS, ang mga hi-end IC ay ginagamit sa halip na mga transistors sa input.
Ang mga IC ay nilagyan ng built in na mataas na boltahe na mosfet para sa pagpapanatili ng mga oscillation ng mataas na dalas at maraming iba pang mga tampok sa proteksyon.

Ano ang Mga Built-in na Proteksyon ng SMPS

Ang mga IC na ito ay may sapat na built in protection circuitry tulad ng proteksyon ng avalanche, higit sa proteksyon ng init at output na higit sa proteksyon ng boltahe at isang tampok na burst mode din.

Tinitiyak ng proteksyon ng avalanche na ang IC ay hindi masira sa panahon ng power switch ON kasalukuyang nagmamadali.

Tinitiyak ng labis na proteksyon sa init na ang IC ay awtomatikong napapatay kung ang transpormer ay hindi nasugatan nang tama at nakakakuha ng mas maraming kasalukuyang mula sa IC na ginagawa itong mapanganib na mainit.

Ang burst mode ay isang nakawiwiling tampok na kasama sa modernong mga yunit ng SMPS.

Dito, ang output DC ay ibinalik sa isang sensing input ng IC. Kung dahil sa ilang kadahilanan, karaniwang dahil sa maling pangalawang paikot-ikot o pagpili ng mga resistor ang output boltahe ay tumataas sa itaas ng isang tiyak na natukoy na halaga, pinapatay ng IC ang input switching at nilaktawan ang paglipat sa pasulput-sulpot na pagsabog.

Nakakatulong ito upang makontrol ang boltahe sa output at pati na rin ang kasalukuyang output.

Tinitiyak din ng tampok na kung ang boltahe ng output ay nababagay sa ilang mataas na point at ang output ay hindi na-load, ang IC ay lilipat sa burst mode na tinitiyak na ang unit ay paulit-ulit na pinapatakbo hanggang ang output ay sapat na nai-load, nakakatipid ito ng lakas ng yunit kapag nasa mga kundisyon ng standby o kung ang output ay hindi gumagana.

Ang feedback mula sa seksyon ng output sa IC ay ipinatupad sa pamamagitan ng isang opto-coupler upang ang output ay mananatiling mahusay na malayo mula sa input ng mga high voltage mains AC, pag-iwas sa mapanganib na pagkabigla.