SMPS (Switch Mode Power Supply) 회로의 작동 방식

SMPS는 Switch Mode Power Supply라는 단어의 약어입니다. 이 이름은 개념이 사용 된 장치의 펄스 또는 스위칭과 관련이 있거나 완전히 관련이 있음을 분명히 암시합니다. SMPS 어댑터가 주 전압을 더 낮은 DC 전압으로 변환하는 방법을 알아 보겠습니다.

SMPS 토폴로지의 장점

SMPS 어댑터에서 아이디어는 변압기의 2 차 권선에서 낮은 값의 DC 전압을 얻을 수 있도록 전원 입력 전압을 변압기의 1 차 권선으로 전환하는 것입니다.

그러나 문제는 일반 변압기로도 똑같이 할 수 있는데, 일반 변압기를 통해 기능을 간단하게 구현할 수있는 경우 이러한 복잡한 구성이 필요한 것은 무엇입니까?

글쎄,이 개념은 훨씬 효율적인 버전으로 무겁고 부피가 큰 변압기의 사용을 제거하기 위해 정확하게 개발되었습니다. SMPS 전원 회로 .

작동 원리는 상당히 비슷하지만 결과는 크게 다릅니다.

우리의 주전원 전압은 또한 필요한 변환을 위해 일반적으로 일반 변압기에 공급되는 맥동 전압 또는 AC이지만 전류가 500mA 정도로 낮아도 변압기의 크기를 작게 만들 수는 없습니다.

그 이유는 AC 주전원 입력과 관련된 매우 낮은 주파수 때문입니다.
50Hz 또는 60Hz에서 값은 더 작은 변압기를 사용하여 높은 DC 전류 출력으로 구현하기 위해 매우 낮습니다.

이는 주파수가 감소함에 따라 변압기 자화에 따른 와전류 손실이 증가하여 열을 통해 전류가 크게 손실되고 결과적으로 전체 프로세스가 매우 비효율적이기 때문입니다.

위의 손실을 보상하기 위해 상대적으로 더 큰 변압기 코어가 적절한 정도의 와이어 두께와 관련되어 전체 장치를 무겁고 번거롭게 만듭니다.

스위치 모드 전원 공급 회로는이 문제를 매우 영리하게 다룹니다.

낮은 주파수가 맴돌이 전류 손실을 증가 시킨다면 주파수 증가는 그 반대를 의미합니다.

주파수가 증가하면 변압기를 훨씬 작게 만들 수 있지만 출력에서 ​​더 높은 전류를 제공 할 수 있습니다.

그것이 바로 우리가 SMPS 회로 . 다음 사항으로 기능을 이해합시다.

SMPS 어댑터 작동 방식

스위치 모드 전원 공급 장치 회로도에서 입력 AC는 먼저 정류되고 필터링되어 관련 DC 크기를 생성합니다.

위의 DC는 고전압 트랜지스터 또는 MOSFET으로 구성된 오실레이터 구성에 적용되며 크기가 좋은 소형 페라이트 변압기 1 차 권선에 고정됩니다.

회로는 커패시터 및 저항과 같은 다른 수동 구성 요소에 의해 설정된 미리 결정된 주파수에서 발진을 시작하는 자체 발진 유형의 구성이됩니다.

주파수는 일반적으로 50Khz 이상입니다.

이 주파수는 권선의 권선 수와 SWG에 의해 결정되는 변압기의 2 차 권선에서 등가 전압 및 전류를 유도합니다.

고주파의 관련으로 인해 와전류 손실은 무시할 정도로 작아지고 고전류 DC 출력은 더 작은 페라이트 코어 변압기와 비교적 얇은 와이어 권선을 통해 유도 할 수있게됩니다.

그러나 2 차 전압도 1 차 주파수에 있으므로 고속 복구 다이오드와 고가 커패시터를 사용하여 다시 한 번 정류되고 필터링됩니다.

출력 결과는 완벽하게 필터링 된 저 DC이며, 이는 모든 전자 회로 작동에 효과적으로 사용할 수 있습니다.

최신 버전의 SMPS에서는 입력에 트랜지스터 대신 하이 엔드 IC가 사용됩니다.
IC에는 고주파 발진 및 기타 많은 보호 기능을 유지하기위한 고전압 MOSFET이 내장되어 있습니다.

SMPS의 기본 제공 보호 기능

이러한 IC에는 눈사태 보호, 과열 보호 및 과전압 보호 및 버스트 모드 기능과 같은 적절한 내장 보호 회로가 있습니다.

눈사태 보호는 돌입 전류에서 전원 스위치를 켜는 동안 IC가 손상되지 않도록합니다.

과열 보호는 변압기가 올바르게 감기 지 않고 IC에서 더 많은 전류를 끌어와 위험 할 정도로 뜨거워지면 IC가 자동으로 차단되도록합니다.

버스트 모드는 최신 SMPS 장치에 포함 된 흥미로운 기능입니다.

여기서 출력 DC는 IC의 감지 입력으로 피드백됩니다. 어떤 이유로 인해 일반적으로 잘못된 2 차 권선 또는 저항 선택으로 인해 출력 전압이 특정 미리 결정된 값 이상으로 상승하면 IC는 입력 스위칭을 차단하고 스위칭을 간헐적 인 버스트로 건너 뜁니다.

이는 출력에서 ​​전압과 출력에서 ​​전류를 제어하는 ​​데 도움이됩니다.

이 기능은 또한 출력 전압이 일부 높은 지점으로 조정되고 출력이로드되지 않은 경우 IC가 버스트 모드로 전환되어 출력이 적절하게로드 될 때까지 장치가 간헐적으로 작동하는지 확인하여 장치의 전력을 절약합니다. 대기 상태 또는 출력이 작동하지 않을 때.

출력 섹션에서 IC 로의 피드백은 옵토 커플러를 통해 구현되므로 출력이 입력 고전압 주 AC로부터 잘 분리되어 위험한 충격을 피할 수 있습니다.