Mikä on kytkentätilan virtalähde?

Kytketty virtalähde (SMPS) on eräänlainen muunnin, joka muuntaa laitteen jännitetason. SMPS tuottaa käyttökelpoisen lähdön ja mahdollistaa myös energian tehokkaan käytön. Tämän virtalähteen yleinen tarkoitus on vastaanottaa sähköä ulkoisesta lähteestä ja muuntaa virta kuorman tarvitsemalle jännitetasolle. Näitä virtalähteitä käytetään yleisesti henkilökohtaisissa tietokoneissa.

Ensimmäinen kytketty virtalähde patentoitiin vuonna 1976. Seuraavana vuonna Apple® Computerista tuli ensimmäinen tietokonevalmistaja, joka käytti SMPS: ää tuotantoyksikössä. Tämän tyyppisen virtalähteen käytön ansiosta Apple II ™ oli kevyempi ja pienempi kuin muut kilpailevat tietokoneet.

Ennen SMPS: n kehittämistä useimmat henkilökohtaiset tietokoneet käyttivät lineaarisia säätimiä. Nämä aikaisemmat voimayksiköt tuottivat kiinteän, muuttumattoman määrän jännitettä. Jotta tämä lähtö pysyisi vakiona, lineaariset syötteet käyttivät tyypillisesti yksinkertaisia ​​vastuksia. Tämä tuotti huomattavan määrän lämpöä ja hukkasi jännitteen säätöprosessin aikana.

Kytketyn tilan virtalähteet ratkaisevat tämän ongelman eivätkä tuhlaa energiaa lämmön muodossa. Sen sijaan, että jännite säädettäisiin vastuksen kautta, SMPS on varustettu useilla eri transistoreilla ja kondensaattoreilla. Virtalähde voi nopeasti valita tiettyyn tilanteeseen tehokkaimman komponenttiyhdistelmän. Pohjimmiltaan SMPS voi tarjota tarkan jännitteen määrän, jota kuorma vaatii.

Tehokkuuden lisäksi kytkimellä varustetulla virtalähteellä on useita muita etuja. SMPS on yleensä pienempi ja kevyempi kuin vastaava lineaarinen malli, koska ei ole tilaa vieviä muuntajia. Kytketyn tilan tarvikkeet ovat vähemmän alttiita ylikuumenemiselle, ja niiden käyttöikä on usein pidempi kuin niiden lineaarisilla vastaavilla.

SMPS ei kuitenkaan ole ilman haittoja. Tämäntyyppinen virtalähde on monimutkaisempi kuin vanhemmat yksiköt, ja se on yleensä kalliimpaa valmistaa. Nopea jännitteen vaihto näissä virtalähteissä aiheuttaa myös sähkömagneettisia häiriöitä, jotka voivat vaikuttaa haitallisesti lähellä oleviin elektronisiin vaihteisiin. Nykyaikaiset virtalähteet käyttävät usein sisäisiä suodattimia tämän häiriön rajoittamiseksi.
Tietokoneet ovat yleisimpiä laitteita, jotka käyttävät kytkettyjä virtalähteitä, mutta myös muut laitteet käyttävät niitä. Monet matkapuhelinlaturit ovat itse asiassa pieniä SMPS -yksiköitä. Näin ne voivat muuntaa tehokkaasti seinätehon ilman ylikuumenemista. Kytkentäistä virtalähdettä voidaan käyttää käytännössä missä tahansa sovelluksessa, jossa vaaditaan suurta hyötysuhdetta.