Kan noen forklare meg hvordan et Switch mode power supply" funker?

[Joney]

Hei, lurer på om det er noen som bare kan gi en kort oppsummering om de viktigste delene i et SMPS, hva de forskjellige komponentene gjør og hvordan et SMPS generelt fungerer?

Hadde vært supert!

 

 

Kan ta utganspunkt i denne:

[Hårek]

Først likerettes nettspenningen. Komponentene før likeretteren er et filter.

Den høyspente likestrømmen driver en 'tonegenerator', dvs den driver vekselstrøm med relativt høy frekvens (f.eks 100 kHz) gjennom transformatoren midt på tegningen.

Fordelen med dette fremfor en vanlig nett-transformator er at en transformator er vesentlig mer effektiv på høye frekvenser. Dermed er den ganske liten og lett.

Etter transformatoren er det en enkel glattekrets. Igjen en fordel med den høye frekvensen, 100 kHz rippel er vesentlig lettere å glatte enn 100 Hz.

 

Sentralt i funksjonen av en SMPS er tilbakekoblingen med den andre sekundærviklingen, D2, og optokobleren. Dette regulerer effekten på 'tonegeneratoren' og dermed spenningen på sekundærsiden.

Heri ligger også vanskeligheten med å feilsøke en defekt SMPS. Det kreves avansert utstyr for å måle hva som skjer når man slår den på. Er noe galt vil den jo umiddelbart slå seg av igjen.

Endret 2. april 2009 av hårek

[Joney]

Takk skal du ha! Det klargjorde for en hel del. Et par spørsmål bare:

Hvis jeg har forstått det riktig så vil optokobleren sørge for at "tonegeneratoren" reguleres slik at det blir jevnt 12V ut på sekundærsiden av T1 hele tiden, ettersom lysdioden i optokobleren hele tiden reguleres av utganspenningen på sekundærsiden av T1?

 

Hvorfor brukes det da en optopkobler her? Er det av sikkerhetsmessige årsaker (ala berøringfare ved en feil f.eks), Eller er det andre ting?

[Hårek]

Det er store spenningsforskjeller, så det må være full isolasjon mellom primær og sekundærside. Det gjelder spesiellt sikkerhet, det kan ikke være kontakt mellom nettet og lavspenningen.

Det kan også brukes transformator.

[Nettulf]

Kan være greit å ta med et norsk navn også, Puls bredde regulert strømforsyning.

 

Det er altså bredden på firkant pulsene som regulerer spenningen ut.

Smal bredde på de positive pulsene ved lav belastning, så øker bredden ved større belastning. Altså mere energi overføres gjennom transformatoren.

 

Optokobleren brukes for å opprettholde det galvaniske skillet, slik som transformatoren også gjør.

 

Finnes også frekvensstyrte regulatorer, der pulsbredden er fast, mens frekvensen varierer.

 

 

Nettulf

[kons]

Vil bare legge til at i switch mode power mellomlagres energi i en komponent, i dette tilfelle er trafoen (primær viklingen) ikke bare trafo den er også mellomlagringsmediet. (flyback converter heter det vel da)

 

Om det hadde sittet en induktans mellom D3 og C6 ville denne stått for energi lagringen og trafo ville ikke være dimensjonert for å lagre energi. Da ville det også stått en diode til der fra GND. (da kalles denne arkitekturen for forward converter)

 

Energi lagres i induktansen i ene delen av perioden (opplading), så lades energien ut igjen til lasten. Energien tilført ved en opplading tilsvarer eksakt energien lasten trenger (+ evt. tapene i SMPS komponentene) for hele perioden (opp og utladning). Reguleringen av puls bredden (oppladingen) styres som regel av utspenningen.

 

Den ekstra viklingen og D2 er der fordi optokobleren fungerer best med litt høyere strøm og det blir relativt mye tap i R1 når man må trekke denne strømmen gjennom 2Mohm.

Ofte drives også regulatoren av ekstravindingen av samme grunn.