Seri anahtarlamalı güç kaynağının çalışma prensibi
Bir seri anahtarlamalı güç kaynağının en basit çalışma prensibi şeması, anahtarlamalı güç kaynağının çalışma voltajı yani DC giriş voltajıdır; K kontrol anahtarıdır, R ise yüktür. Kontrol anahtarı K açıldığında, anahtarlamalı güç kaynağı R yüküne Ton genişliğinde ve Ui genliğinde bir Up darbe voltajı gönderir; Kontrol anahtarı K kapatıldığında, bu, anahtarlamalı güç kaynağının R yüküne Toff genişliğinde ve 0 genliğinde bir darbe voltajı çıkışı vermesine eşdeğerdir. Bu şekilde, kontrol anahtarı K sürekli olarak "açılır" ve "kapalı" ve yükün her iki ucunda darbe modülasyonlu bir çıkış voltajı uo elde edilebilir.
Seri anahtarlamalı güç kaynağının çıkış voltajının dalga biçimi, kontrol anahtarı K'nin çıkış voltajı uo, darbe modülasyonlu bir kare dalgadır. Darbe genliği Up, giriş voltajı Ui'ye eşittir ve darbe genişliği, kontrol anahtarı K'nin açılma süresi Ton'a eşittir. Bundan, seri anahtarlamalı güç kaynağının çıkış voltajının uo ortalama değeri Ua şu şekilde olabilir: şu şekilde elde edildi:
Formülde Ton, K kontrol anahtarının açık olduğu zamandır ve T, K kontrol anahtarının çalışma döngüsüdür. K kontrol anahtarının açık kalma süresi Tonunun kapalı kalma süresi Toff'a oranını değiştirerek, çıkış voltajının uo ortalama değeri Ua değiştirilebilir. Genel olarak insanlar buna D ile temsil edilen görev döngüsü adını verirler:
Bir seri anahtarlamalı güç kaynağının çıkış voltajının uo genliği Up, giriş voltajına Ui eşittir ve çıkış voltajının uo ortalama değeri Ua her zaman giriş voltajından Ui daha küçüktür. Bu nedenle seri anahtarlamalı güç kaynakları genellikle değişken çıkış voltajı olarak ortalama Ua değerini kullanır. Bu nedenle seri modül güç kaynağı, kademeli anahtarlamalı güç kaynağına aittir.
Kıyıcı olarak da bilinen seri anahtarlamalı güç kaynağı, basit çalışma prensibi ve yüksek verimliliği nedeniyle çıkış gücü kontrolünde yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, elektrikli motosikletlerin hız kontrol cihazı ve aydınlatma güç kaynağının güç kontrol cihazının tümü seri anahtarlamalı güç kaynağı uygulamasına aittir. Seri anahtarlamalı güç kaynağı yalnızca güç çıkışı kontrolü için kullanılıyorsa, voltaj çıkışı, bir doğrultucu filtre devresine bağlanmadan doğrudan yüke güç çıkışı sağlayabilir; Ancak kararlı çıktı için kullanılıyorsa düzeltme ve filtrelemeden geçmelidir.
Seri anahtarlamalı güç kaynağının dezavantajı, giriş ve çıkışın aynı toprağı paylaşmasıdır, bu da kolayca EMI girişimine ve taban plakasının elektrifikasyonuna neden olabilir. Giriş voltajı şebekenin düzeltilmiş çıkış voltajı olduğunda kolaylıkla elektrik çarpmasına sebep olabilir ve kişisel güvenlik açısından tehlikeli olabilir.
