Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Bu madde, uygun değildir. (Mayıs 2009) |
Anahtarlamalı güç kaynağı olarak adlandırılan anahtarlamalı modlu güç kaynağı, elektrik gücünü verimli şekilde dönüştürmek için anahtarlama regülatörü içeren elektronik bir güç kaynağıdır. Anahtarlamalı güç kaynağı ya da İngilizce özgün adının kısaltmasıyla SMPS, 1960’lı yıllarda doğrusal güç kaynaklarının çalışma veriminin düşük olması ile kullanılmaya başlanmıştır.
Diğer güç kaynakları gibi, SMPS de voltajı ve akım özelliklerini dönüştürürken gücü bir DC veya AC kaynağından (genellikle ana güç, bkz. AC adaptörü) kişisel bilgisayar gibi DC yüklere aktarır. Doğrusal bir güç kaynağından farklı olarak, anahtarlama modlu kaynağın geçiş transistörü sürekli olarak düşük dağılım, tam açık ve tam kapalı durumları arasında geçiş yapar ve yüksek dağılım geçişlerinde çok az zaman harcar, bu da boşa harcanan enerjiyi en aza indirir. Varsayımsal bir ideal anahtarlamalı güç kaynağı, hiçbir gücü dağıtmaz. Gerilim regülasyonu, açma-kapama süresinin (görev çevrimleri olarak da bilinir) oranı değiştirilerek gerçekleştirilir. Buna karşılık, doğrusal bir güç kaynağı, geçiş transistöründeki gücü sürekli olarak dağıtarak çıkış voltajını düzenler. Anahtarlamalı güç kaynağının daha yüksek elektrik verimliliği önemli bir avantajdır.
Anahtarlamalı güç kaynakları, transformatör çok daha küçük olabileceğinden, doğrusal bir kaynaktan önemli ölçüde daha küçük ve daha hafif olabilir. Bunun nedeni, 50 veya 60 Hz şebeke frekansının aksine, birkaç yüz kHz ila birkaç MHz arasında değişen yüksek bir anahtarlama frekansında çalışmasıdır. Transformatör boyutunun küçültülmesine rağmen, ticari tasarımlarda güç kaynağı topolojisi ve elektromanyetik girişim (EMI) bastırma gerekliliği, genellikle çok daha fazla bileşen sayısına ve buna karşılık gelen devre karmaşıklığına neden olur.
Anahtarlamalı regülatörler, daha yüksek verim, daha küçük boyut veya daha hafif ağırlık gerektiğinde doğrusal regülatörlerin yerine kullanılır. Ancak daha karmaşıktırlar; anahtarlama akımları, dikkatli bir şekilde bastırılmadığı takdirde elektriksel gürültü sorunlarına neden olabilir ve basit tasarımların güç faktörü zayıf olabilir.
Açıklama
Bir doğrusal güç kaynağı (SMPS olmayan), gücü ohmik kayıplar cinsinden dağıtarak istenen çıkışı voltaj sağlamak için bir doğrusal regülatör kullanır (ör. bir dirençte veya aktif modunda bir geçiş transistörünün kollektör-emetör bölgesinde). Doğrusal bir regülatör, elektrik gücünü ısı biçiminde dağıtarak çıkış voltajını veya akımı düzenler ve dolayısıyla maksimum güç verimliliği, volt farkı boşa gittiği için voltaj çıkışı/giriş voltajıdır.
Buna karşılık, bir SMPS, farklı elektriksel konfigürasyonlar arasında indüktörler ve kapasitörler gibi ideal olarak kayıpsız depolama elemanlarını değiştirerek çıkış voltajını ve akımını değiştirir. İdeal anahtarlama elemanları (aktif modlarının dışında çalıştırılan transistörler tarafından yaklaştırılır), "açık" durumdayken direnç göstermez ve "kapalı" durumdayken akım taşımazlar; böylece ideal bileşenlere sahip dönüştürücüler %100 verimle (yani tüm giriş gücü yüke iletilir; dağıtılan ısı olarak hiçbir güç israf edilmez) çalışır. Gerçekte bu ideal bileşenler mevcut değildir, dolayısıyla anahtarlamalı bir güç kaynağı %100 verimli olamaz ancak yine de doğrusal bir regülatöre göre verimlilik açısından önemli bir gelişmedir.
Örneğin, bir DC kaynağı, bir indüktör, bir anahtar ve karşılık gelen elektrik topraklaması seri olarak yerleştirilirse ve anahtar bir kare dalga ile çalıştırılırsa, anahtar boyunca ölçülen dalga formunun tepeden tepeye voltajı, DC kaynağından gelen giriş voltajını aşabilir. Bunun nedeni, indüktörün, akımdaki değişime karşı koymak için kendi voltajını indükleyerek akımdaki değişikliklere yanıt vermesi ve bu voltajın, anahtar açıkken kaynak voltajına eklenmesidir. Bir diyot ve kapasitör kombinasyonu anahtara paralel yerleştirilirse, tepe voltajı kapasitörde depolanabilir ve kapasitör, devreyi çalıştıran DC voltajından daha büyük bir çıkış voltajına sahip bir DC kaynağı olarak kullanılabilir. Bu yükseltici dönüştürücü, DC sinyalleri için yükseltici bir transformatör gibi davranır. Bir düşürücü-yükseltici çevirici benzer şekilde çalışır, ancak giriş voltajının zıt kutuplu çıkış voltajı üretir. Ortalama çıkış akımını voltajı azaltarak artırmak için başka devreler de vardır.
Bir SMPS'de çıkış akımı akışı, giriş gücü sinyaline, kullanılan depolama elemanlarına ve devre topolojilerine ve ayrıca anahtarlama elemanlarını sürmek için kullanılan modele (örneğin, ayarlanabilir görev döngüsü ile darbe genişliği modülasyonu) bağlıdır. Bu anahtarlama dalga biçimlerinin spektral yoğunluğu, nispeten yüksek frekanslarda yoğunlaşmış enerjiye sahiptir. Bu nedenle, çıkış dalga formlarına uygulanan anahtarlama geçişleri ve dalgalanmalar küçük bir LC filtresiyle filtrelenebilir.
Temel olarak alçaltıcı (buck) çevirici, yükseltici (boost) çevirici ve alçaltıcı-yükseltici çevirici olmak üzere 3 tip bulunmaktadır.
Günümüzde bu yapılardan Flyback, ileri/yön, yarım köprü ve tam köprü devreler üretilerek farklı kullanım alanları oluşturulmuştur. En çok kullanılan anahtarlamalı güç kaynağı Flyback tipi S-M-P-S (Switch Mode Power Supply) olarak bilinir
Avantajlar ve dezavantajlar
Anahtarlamalı güç kaynağının ana avantajı, anahtarlama transistörü bir anahtar görevi görürken çok az güç harcadığı için doğrusal regülatörlere göre daha yüksek verimlilik (%98-99'a kadar ) ve daha az ısı üretimidir. Diğer avantajlar arasında daha küçük boyut ve ağır ve pahalı hat frekansı transformatörlerinin ortadan kaldırılması nedeniyle daha hafif olması sayılabilir. Bekleme modundaki güç kaybı genellikle transformatörlerden çok daha azdır.
Dezavantajları arasında daha fazla karmaşıklık, alçak geçişli filtrenin elektromanyetik girişimi (EMI) önlemek için engellemesi gereken yüksek genlikli, yüksek frekanslı enerji üretimi, anahtarlama frekansında dalgalanma voltajı ve bunun harmonik frekansları yer alır.
Çok düşük maliyetli SMPS'ler, elektriksel anahtarlama gürültüsünü ana güç hattına geri bağlayarak, A/V ekipmanı gibi aynı faza bağlı cihazlarla parazite neden olabilir. Güç faktörü düzeltilmeyen SMPS'ler de harmonik bozulmaya neden olur.
Anahtarlamalı güç kaynağı eski sac transformatörlerin yerine günümüzde bir alanda kullanılan elektronik güç kaynakları trafolu güç kaynaklarına göre çalışma frekansları daha yüksektir, boyutları ve ağırlıkları küçüktür. Güç dönüşümü gerektiren birçok alanda kullanılırlar: televizyon, monitör, bilgisayar, ses sistemleri, aydınlatma vb.
Tipik ATX Bilgisayar güç kaynağı http://img200.imageshack.us/img200/4790/atxpowersupplysmpst.png[]
A - Köprü bağlantılı diyot AC alternatif şebeke voltajını DC doğru akıma çevirir B - DC Doğru akımı filtre etmek için kullanılan kondansatörler C - Çıkış voltajını üreten yüksek frekanslı transformatör D - Çıkış voltajını düzenleyen filtre bobini E - Çıkış DC Doğru akımı filtre etmek için kullanılan kondansatörler
Çeşitli SMPS uygulamaları ve bilgilerin bulunduğu bir blog: http://320volt.com/tag/smps/ 26 Mayıs 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
Kaynakça
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Bu madde Vikipedi bicem el kitabina uygun degildir Maddeyi Vikipedi standartlarina uygun bicimde duzenleyerek Vikipedi ye katkida bulunabilirsiniz Gerekli duzenleme yapilmadan bu sablon kaldirilmamalidir Mayis 2009 Anahtarlamali guc kaynagi olarak adlandirilan anahtarlamali modlu guc kaynagi elektrik gucunu verimli sekilde donusturmek icin anahtarlama regulatoru iceren elektronik bir guc kaynagidir Anahtarlamali guc kaynagi ya da Ingilizce ozgun adinin kisaltmasiyla SMPS 1960 li yillarda dogrusal guc kaynaklarinin calisma veriminin dusuk olmasi ile kullanilmaya baslanmistir ATX anahtarlamali bilgisayar guc kaynaginin ic gorunumu A Kopru dogrultucu B giris filtresi kapasitorleri B ve C arasinda birincil voltajin aktif bilesenlerini anahtarlamak icin isi emici C transformator C ve D arasinda ATX spesifikasyonuna gore en az bes ikincil voltajin aktif bilesenlerini anahtarlamak icin isi emici D en buyuk guc derecesine sahip ikincil icin cikis filtre bobini Yakinlarda diger ikinciller icin filtre bobinleri E cikis filtresi kapasitorleri Kopru dogrultucunun altindaki bobin ve buyuk dikdortgen sari kapasitor bir EMI filtresi olusturur ve ana devre kartinin parcasi degildir Laboratuvar kullanimi icin ayarlanabilir anahtarlamali bir Smps Diger guc kaynaklari gibi SMPS de voltaji ve akim ozelliklerini donustururken gucu bir DC veya AC kaynagindan genellikle ana guc bkz AC adaptoru kisisel bilgisayar gibi DC yuklere aktarir Dogrusal bir guc kaynagindan farkli olarak anahtarlama modlu kaynagin gecis transistoru surekli olarak dusuk dagilim tam acik ve tam kapali durumlari arasinda gecis yapar ve yuksek dagilim gecislerinde cok az zaman harcar bu da bosa harcanan enerjiyi en aza indirir Varsayimsal bir ideal anahtarlamali guc kaynagi hicbir gucu dagitmaz Gerilim regulasyonu acma kapama suresinin gorev cevrimleri olarak da bilinir orani degistirilerek gerceklestirilir Buna karsilik dogrusal bir guc kaynagi gecis transistorundeki gucu surekli olarak dagitarak cikis voltajini duzenler Anahtarlamali guc kaynaginin daha yuksek elektrik verimliligi onemli bir avantajdir Anahtarlamali guc kaynaklari transformator cok daha kucuk olabileceginden dogrusal bir kaynaktan onemli olcude daha kucuk ve daha hafif olabilir Bunun nedeni 50 veya 60 Hz sebeke frekansinin aksine birkac yuz kHz ila birkac MHz arasinda degisen yuksek bir anahtarlama frekansinda calismasidir Transformator boyutunun kucultulmesine ragmen ticari tasarimlarda guc kaynagi topolojisi ve elektromanyetik girisim EMI bastirma gerekliligi genellikle cok daha fazla bilesen sayisina ve buna karsilik gelen devre karmasikligina neden olur Anahtarlamali regulatorler daha yuksek verim daha kucuk boyut veya daha hafif agirlik gerektiginde dogrusal regulatorlerin yerine kullanilir Ancak daha karmasiktirlar anahtarlama akimlari dikkatli bir sekilde bastirilmadigi takdirde elektriksel gurultu sorunlarina neden olabilir ve basit tasarimlarin guc faktoru zayif olabilir AciklamaBir dogrusal guc kaynagi SMPS olmayan gucu ohmik kayiplar cinsinden dagitarak istenen cikisi voltaj saglamak icin bir dogrusal regulator kullanir or bir direncte veya aktif modunda bir gecis transistorunun kollektor emetor bolgesinde Dogrusal bir regulator elektrik gucunu isi biciminde dagitarak cikis voltajini veya akimi duzenler ve dolayisiyla maksimum guc verimliligi volt farki bosa gittigi icin voltaj cikisi giris voltajidir Buna karsilik bir SMPS farkli elektriksel konfigurasyonlar arasinda induktorler ve kapasitorler gibi ideal olarak kayipsiz depolama elemanlarini degistirerek cikis voltajini ve akimini degistirir Ideal anahtarlama elemanlari aktif modlarinin disinda calistirilan transistorler tarafindan yaklastirilir acik durumdayken direnc gostermez ve kapali durumdayken akim tasimazlar boylece ideal bilesenlere sahip donusturuculer 100 verimle yani tum giris gucu yuke iletilir dagitilan isi olarak hicbir guc israf edilmez calisir Gercekte bu ideal bilesenler mevcut degildir dolayisiyla anahtarlamali bir guc kaynagi 100 verimli olamaz ancak yine de dogrusal bir regulatore gore verimlilik acisindan onemli bir gelismedir Yukseltici ceviricinin temel semasi Ornegin bir DC kaynagi bir induktor bir anahtar ve karsilik gelen elektrik topraklamasi seri olarak yerlestirilirse ve anahtar bir kare dalga ile calistirilirsa anahtar boyunca olculen dalga formunun tepeden tepeye voltaji DC kaynagindan gelen giris voltajini asabilir Bunun nedeni induktorun akimdaki degisime karsi koymak icin kendi voltajini indukleyerek akimdaki degisikliklere yanit vermesi ve bu voltajin anahtar acikken kaynak voltajina eklenmesidir Bir diyot ve kapasitor kombinasyonu anahtara paralel yerlestirilirse tepe voltaji kapasitorde depolanabilir ve kapasitor devreyi calistiran DC voltajindan daha buyuk bir cikis voltajina sahip bir DC kaynagi olarak kullanilabilir Bu yukseltici donusturucu DC sinyalleri icin yukseltici bir transformator gibi davranir Bir dusurucu yukseltici cevirici benzer sekilde calisir ancak giris voltajinin zit kutuplu cikis voltaji uretir Ortalama cikis akimini voltaji azaltarak artirmak icin baska devreler de vardir Bir SMPS de cikis akimi akisi giris gucu sinyaline kullanilan depolama elemanlarina ve devre topolojilerine ve ayrica anahtarlama elemanlarini surmek icin kullanilan modele ornegin ayarlanabilir gorev dongusu ile darbe genisligi modulasyonu baglidir Bu anahtarlama dalga bicimlerinin spektral yogunlugu nispeten yuksek frekanslarda yogunlasmis enerjiye sahiptir Bu nedenle cikis dalga formlarina uygulanan anahtarlama gecisleri ve dalgalanmalar kucuk bir LC filtresiyle filtrelenebilir Temel olarak alcaltici buck cevirici yukseltici boost cevirici ve alcaltici yukseltici cevirici olmak uzere 3 tip bulunmaktadir Gunumuzde bu yapilardan Flyback ileri yon yarim kopru ve tam kopru devreler uretilerek farkli kullanim alanlari olusturulmustur En cok kullanilan anahtarlamali guc kaynagi Flyback tipi S M P S Switch Mode Power Supply olarak bilinirAvantajlar ve dezavantajlarAnahtarlamali guc kaynaginin ana avantaji anahtarlama transistoru bir anahtar gorevi gorurken cok az guc harcadigi icin dogrusal regulatorlere gore daha yuksek verimlilik 98 99 a kadar ve daha az isi uretimidir Diger avantajlar arasinda daha kucuk boyut ve agir ve pahali hat frekansi transformatorlerinin ortadan kaldirilmasi nedeniyle daha hafif olmasi sayilabilir Bekleme modundaki guc kaybi genellikle transformatorlerden cok daha azdir Dezavantajlari arasinda daha fazla karmasiklik alcak gecisli filtrenin elektromanyetik girisimi EMI onlemek icin engellemesi gereken yuksek genlikli yuksek frekansli enerji uretimi anahtarlama frekansinda dalgalanma voltaji ve bunun harmonik frekanslari yer alir Cok dusuk maliyetli SMPS ler elektriksel anahtarlama gurultusunu ana guc hattina geri baglayarak A V ekipmani gibi ayni faza bagli cihazlarla parazite neden olabilir Guc faktoru duzeltilmeyen SMPS ler de harmonik bozulmaya neden olur Anahtarlamali guc kaynagi eski sac transformatorlerin yerine gunumuzde bir alanda kullanilan elektronik guc kaynaklari trafolu guc kaynaklarina gore calisma frekanslari daha yuksektir boyutlari ve agirliklari kucuktur Guc donusumu gerektiren bircok alanda kullanilirlar televizyon monitor bilgisayar ses sistemleri aydinlatma vb Tipik ATX Bilgisayar guc kaynagi http img200 imageshack us img200 4790 atxpowersupplysmpst png olu kirik baglanti A Kopru baglantili diyot AC alternatif sebeke voltajini DC dogru akima cevirir B DC Dogru akimi filtre etmek icin kullanilan kondansatorler C Cikis voltajini ureten yuksek frekansli transformator D Cikis voltajini duzenleyen filtre bobini E Cikis DC Dogru akimi filtre etmek icin kullanilan kondansatorler Cesitli SMPS uygulamalari ve bilgilerin bulundugu bir blog http 320volt com tag smps 26 Mayis 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde Kaynakca ISL9120 with up to 98 efficiency ADP5302 with up to 98 efficiency LTC 3777 with up to 99 efficiency