Cara Kerja Sakelar Mode Power Supply (SMPS)

SMPS adalah singkatan dari kata Switch Mode Power Supply. Nama tersebut dengan jelas menunjukkan bahwa konsep tersebut memiliki sesuatu atau seluruhnya berkaitan dengan pulsa atau peralihan perangkat yang digunakan. Mari pelajari cara kerja adaptor SMPS untuk mengubah tegangan listrik menjadi tegangan DC yang lebih rendah.

Keuntungan dari Topologi SMP

Dalam adaptor SMPS, idenya adalah untuk mengalihkan tegangan input listrik ke belitan primer transformator sehingga tegangan DC nilai yang lebih rendah dapat diperoleh pada belitan sekunder transformator.

Namun pertanyaannya adalah, hal yang sama dapat dilakukan dengan trafo biasa, jadi apa kebutuhan konfigurasi yang begitu rumit ketika fungsi dapat dengan mudah diimplementasikan melalui trafo biasa?

Nah, konsep tersebut dikembangkan dengan tepat untuk menghilangkan penggunaan trafo yang berat dan besar dengan versi yang jauh lebih efisien Sirkuit catu daya SMP .

Meskipun prinsip operasinya sangat mirip, hasilnya sangat berbeda.

Tegangan listrik kami juga merupakan tegangan berdenyut atau AC yang biasanya diumpankan ke transformator biasa untuk konversi yang diperlukan, tetapi kami tidak dapat membuat ukuran transformator lebih kecil bahkan dengan arus serendah 500 mA.

Alasan di balik ini adalah frekuensi yang sangat rendah yang terlibat dengan input listrik AC kami.
Pada 50 Hz atau 60 Hz, nilainya sangat rendah untuk diterapkan ke dalam keluaran arus DC tinggi menggunakan transformator yang lebih kecil.

Hal ini karena dengan menurunnya frekuensi, rugi-rugi arus eddy dengan magnetisasi transformator meningkat, yang mengakibatkan kehilangan besar arus melalui panas dan selanjutnya keseluruhan proses menjadi sangat tidak efisien.

Untuk mengkompensasi kerugian di atas, inti transformator yang relatif lebih besar terlibat dengan tingkat ketebalan kawat yang relevan, membuat seluruh unit menjadi berat dan tidak praktis.

Sirkuit catu daya mode sakelar menangani masalah ini dengan sangat cerdik.

Jika frekuensi yang lebih rendah meningkatkan kerugian arus eddy, berarti peningkatan frekuensi akan melakukan hal yang sebaliknya.

Artinya jika frekuensi dinaikkan, trafo dapat dibuat jauh lebih kecil namun akan memberikan arus yang lebih tinggi pada keluarannya.

Itulah yang kami lakukan dengan file Sirkuit SMP . Mari kita pahami fungsinya dengan poin-poin berikut:

Cara kerja adaptor SMPS

Dalam diagram rangkaian catu daya mode sakelar, input AC pertama kali diperbaiki dan disaring untuk menghasilkan besaran DC yang relevan.

DC di atas diterapkan pada konfigurasi osilator yang terdiri dari transistor tegangan tinggi atau mosfet, yang dipasang pada belitan primer transformator ferit kecil berdimensi baik.

Rangkaian menjadi jenis konfigurasi osilasi sendiri yang mulai berosilasi pada beberapa frekuensi yang telah ditentukan yang ditetapkan oleh komponen pasif lainnya seperti kapasitor dan resistor.

Frekuensinya biasanya di atas 50 Khz.

Frekuensi ini menginduksi tegangan dan arus ekivalen pada belitan sekunder transformator, yang ditentukan oleh jumlah belitan dan SWG kabel.

Karena keterlibatan frekuensi tinggi, rugi-rugi arus eddy menjadi sangat kecil dan keluaran DC arus tinggi dapat diturunkan melalui trafo inti ferit yang lebih kecil dan belitan kawat yang relatif lebih tipis.

Namun tegangan sekunder juga akan berada pada frekuensi primer, oleh karena itu sekali lagi diperbaiki dan disaring menggunakan dioda pemulihan cepat dan kapasitor bernilai tinggi.

Hasil pada output adalah DC rendah yang disaring sempurna, yang dapat digunakan secara efektif untuk mengoperasikan rangkaian elektronik apa pun.

Dalam versi modern SMPS, IC hi-end digunakan sebagai pengganti transistor pada input.
IC dilengkapi dengan mosfet tegangan tinggi built-in untuk mempertahankan osilasi frekuensi tinggi dan banyak fitur perlindungan lainnya.

Perlindungan Bawaan apa yang dimiliki oleh SMPS

IC ini memiliki sirkuit proteksi bawaan yang memadai seperti proteksi longsoran salju, proteksi panas berlebih, dan proteksi output over voltage dan juga fitur mode burst.

Perlindungan longsoran memastikan bahwa IC tidak rusak selama saklar daya ON saat ini terburu-buru.

Perlindungan panas berlebih memastikan bahwa IC secara otomatis mati jika trafo tidak diputar dengan benar dan menarik lebih banyak arus dari IC sehingga membuatnya sangat panas.

Mode burst adalah fitur menarik yang disertakan dengan unit SMPS modern.

Di sini, output DC diumpankan kembali ke input penginderaan IC. Jika karena alasan tertentu, biasanya karena belitan sekunder yang salah atau pemilihan resistor, tegangan keluaran naik di atas nilai tertentu yang telah ditentukan, IC mematikan sakelar input dan melewatkan sakelar menjadi semburan intermiten.

Ini membantu untuk mengontrol tegangan pada keluaran dan juga arus pada keluaran.

Fitur ini juga memastikan bahwa jika tegangan output disesuaikan ke beberapa titik tinggi dan output tidak dimuat, IC beralih ke mode burst memastikan bahwa unit dioperasikan sebentar-sebentar sampai output dimuat secara memadai, ini menghemat daya unit saat dalam kondisi standby atau saat keluaran tidak beroperasi.

Umpan balik dari bagian output ke IC diimplementasikan melalui opto-coupler sehingga output tetap jauh dari input listrik tegangan tinggi AC, menghindari guncangan berbahaya.