catu daya switching

Sistem daya disaklar dan regulator mode tersaklar adalah keduanya digunakan untuk efisiensi tinggi. Perkembangan yang pesat selama beberapa tahun terakhir ini menunjukkan adanya produksi power supply dengan efisiensi maksimum dan bentuknya kecil serta ringan. Banyak dari rangkaian itu telah dikembangkan dari dasar inverter gambar 1. Inverter adalah suatu alat yang merubah arus searah (DC) menjadi arus bolak-balik (AC). Dalam rangkaian hal ini dapat dicapai dengan mensaklar S1 dan S2 bolak-balik hubungannya arus searah terhadap primer transformator. Transformator harus disenter-tapkan. Pada setengah daur yang pertama arus akan mengalir melalui setengah bagian atas dari kumparan primer dan bila saklar berubah, maka arus akan mengalir berlawanan, yaitu melalui setengah bagian bawah dari kumparan primer.

Hasilnya adalah arus bolak-balik akan diproduksi pada bagian sekunder trafo. Saklar adalah biasanya khusus yaitu dari transistor atau thyristor yang dikontrol oleh bentuk gelombang persegi atau oscilator pulsa. Metoda yang lain adalah mempunyai kumparan feedback pada primer, sehingga transistor-transistor invertor membentuk rangkaian beroscilasi sendiri. Frekuensi dari sinyal pensaklar daerah frekuensi 5 kHz s/d 25 kHz. Frekuensi tinggi digunakan, sebab trafo dan komponen-komponen filternya akan menjadi relative sangat kecil. Pabrik dan pemakai juga menyetujui hal ini yaitu kira-kira diatas frekuensi audio range (15 kHz) untuk alas an yang jelas. Batas bagian atas dari frekuensi operasi adalah kelompok kerugian int. di dalam transformator dan waktu pensaklar dari transistor. Pada frekuensi yang terlalu tinggi efisiensi start akan turun menjadi off.

Gambar 1 Dasar Rangkaian Invertor

Dengan mengikuti invertor beserta rangkaian penyearah dan filternya, converter adalah arus searah (DC) ke arus searah (DC) yang dikreatifkan. Jika suatu loop feedback kemudian ditambahkan untuk mensensor output arus searah, dibandingkan dengan level referensi, dan diumpankan suatu sinyal yang dapat memodifikasi waktu pensaklar dari transistor-transistor, hasilnya adalah suatu tipe regulator tersaklar. Seperti diperlihatkan pada gambar 2. Rangkaian ini memakai prinsip yang dinamakan PENSAKLAR PRIMER (PRIMARY SWITCHING).

Daya utama disearahkan dan diratakan untuk memberikan level arus searah kira-kira sebesar 312 Volt.

Gambar 2 Regulator mode tersaklar memakai pensaklar primer

Tegangan arus searah ini disaklar pada frekuensi diatas audio oleh transistor tegangan tinggi untuk memberikan bentuk gelombang bolak-balik pada trafo primer.

Arus bolak-balik sekunder diserahkan dan diarahkan untuk memberikan tegangan output arus searah sepanjang beban. Output arus searah ini diregulasi diregulasi dengan membandingkan dengan supply referensi dari zener. Perbedaan atau penyimpangan sinyal dipakai untuk mengatur daur tugas dari transistor pensaklar (switching). Jika output arus searah turun waktu arus beban naik, kemudian sinyal penyimpangan menyebabkan lebar pulsa modulator untuk mensaklar transistor ON untuk saat yang cukup lamakemudian off selama setengah daur dari oscillator 20 kHz. Kebanyakan daya diberikan melalui transformer kepada beban dan tegangan output naik ke harga yang sangat dekat sebelumnya. Kejadian sebaliknya, jika arus beban adalah dikurangi.

Pensaklar primer adalah metoda yang banyak digunakan dalam SMPUdari daya tinggi transformator yang beroperasi pada frekuensi 20 kHz adalah sangat kecil bila dibandingkan tipe 50 kHz. Walaupun demikian adalah mungkin untuk mengganti regulator linier yang konvensional dengan tipe tersaklar memakai pensaklar sekunder gambar 3.

Jika transistor seri disaklar ON, arus akan mengalir ke filter LC. Jika transistor tersaklar OFF induktor menyimpan arus yang mengalir sebagai aksi lintasan balik melalui “fly wheel diode”. Berbagai macam metoda dapat digunakan untuk meregulasi output arus searah. Daur tugas dari bentuk gelombang tersaklar, atau frekuensi dari oscilator dapat divariasi atau dicampur dari kedua metoda.

Gambar 3 SMPU memakai saklar sekunder

Selama transistor dioperasikan sebagai saklar, adalah salah satu OFF atau ON, dalam kedua hal di atas daya didisipasikan oleh transistor akan rendah. Walaupun demikian SMPU lebih efisien dan memerlukan tempat yang tidak luas/kecil bila dibandingkan dengan regulator linier, dan SMPU tidak dapat disamaksn dengan penampilan tegangan dari rangkaian regulasi linier. SMPU, pemakaian utamanya adalah unit-unit yang mensupply arus-arus besar pada tegangan rendah dan tegangan medium.