Kaj je stopenjsko stikalno napajanje
Na kratko spregovorimo o principu delovanja stopenjsko stikalnega napajalnika: vezje je sestavljeno iz stikala (tranzistor ali poljska cev v dejanskem vezju), diode s prostim tekom, induktorja za shranjevanje energije in filtrirnega kondenzatorja.
Ko je stikalo zaprto, napajalnik napaja obremenitev preko stikala in induktorja, del električne energije pa shrani v induktorju in kondenzatorju. Zaradi samoinduktivnosti induktivnosti se po vklopu stikala tok počasi povečuje, kar pomeni, da izhod ne more takoj doseči vrednosti napajalne napetosti.
Po določenem času se stikalo izklopi in zaradi samoinduktivnosti induktorja (vizualno lahko primerjamo, da ima tok v induktorju vztrajnostni učinek) bo tok v tokokrogu ostal nespremenjen, to pomeni, da še naprej teče od leve proti desni. Ta tok teče skozi breme, se vrne iz ozemljitvene žice, teče do anode diode s prostim tekom, gre skozi diodo in se vrne na levi konec induktorja ter tako tvori zanko.
S krmiljenjem, kdaj se stikalo zapre in odpre (tj. PWM - Pulse Width Modulation), je mogoče nadzorovati izhodno napetost. Če se čas vklopa in izklopa nadzoruje z zaznavanjem izhodne napetosti, da se ohrani konstantna izhodna napetost, je namen regulacije napetosti dosežen.
Skupni napajalnik in stikalni napajalnik imata enako cev za nastavitev napetosti, ki uporablja princip povratne zveze za stabilizacijo napetosti. Razlika je v tem, da stikalni napajalnik za prilagajanje uporablja preklopno cev, navaden napajalnik pa za prilagajanje na splošno uporablja območje linearnega ojačanja triode. Za primerjavo ima stikalni napajalnik nizko porabo energije, širok razpon uporabe za izmenično napetost in boljši koeficient valovanja izhodnega enosmernega toka. Slabost so motnje preklopnega impulza.
Glavno načelo delovanja navadnega polmostnega preklopnega napajalnika je, da se preklopne cevi zgornjega in spodnjega mostu (ko je frekvenca visoka, je preklopna cev VMOS) izmenično vklopijo. Najprej teče tok skozi preklopno cev zgornjega mostu. V tuljavi je stikalna cev zgornjega mostu končno izklopljena in stikalna cev spodnjega mostu je vklopljena, induktivna tuljava in kondenzator pa še naprej dovajata energijo navzven. Nato izklopite stikalno cev spodnjega mostu in nato odprite zgornji most, da pustite tok vstopiti, in ponovite tako, ker je treba obe stikalni cevi izmenično vklopiti in izklopiti, zato se imenuje preklopna moč ponudba.
Linearni napajalnik je drugačen. Ker ni vključenega stikala, zgornja vodovodna cev vedno odvaja vodo. Če je vode preveč, bo iztekla. To je tisto, kar pogosto vidimo v nekaterih linearnih napajalnih ceveh. Vsa neskončna električna energija se pretvori v toplotno energijo. S tega vidika je učinkovitost pretvorbe linearnega napajalnika zelo nizka in ko je toplota visoka, se življenjska doba komponent zmanjša, kar vpliva na končni učinek uporabe.
