اصل کار منبع تغذیه سوئیچینگ سری
ساده ترین نمودار اصل کار یک منبع تغذیه سوئیچینگ سری، ولتاژ کاری منبع تغذیه سوئیچینگ، یعنی ولتاژ ورودی DC است. K کلید کنترل، R بار است. هنگامی که سوئیچ کنترل K روشن می شود، منبع تغذیه سوئیچینگ یک ولتاژ پالس Up با عرض تن و دامنه Ui به بار R خروجی می دهد. هنگامی که کلید کنترل K خاموش می شود، معادل منبع تغذیه سوئیچینگ است که یک ولتاژ پالسی با عرض Toff و دامنه 0 به بار R صادر می کند. به این ترتیب، کلید کنترل K به طور مداوم "روشن" می شود و "خاموش"، و یک ولتاژ خروجی مدوله شده با پالس uo را می توان در هر دو انتهای بار بدست آورد.
شکل موج ولتاژ خروجی منبع تغذیه سوئیچینگ سری، ولتاژ خروجی uo کلید کنترل K، یک موج مربعی مدوله شده پالس است. دامنه پالس Up برابر با ولتاژ ورودی Ui و عرض پالس برابر با تن زمان روشن شدن کلید کنترل K است. از این نظر، مقدار متوسط Ua ولتاژ خروجی uo منبع تغذیه سوئیچینگ سری می تواند محاسبه شود. به دست آمده به صورت:
در فرمول، Ton زمانی است که کلید کنترل K روشن می شود و T چرخه کار کلید کنترل K است. با تغییر نسبت زمان روشن بودن تن کلید کنترل K به زمان خاموش شدن Toff، مقدار متوسط Ua ولتاژ خروجی uo را می توان تغییر داد. عموماً مردم از آن به عنوان چرخه وظیفه یاد می کنند که با D نشان داده می شود که عبارت است از:
دامنه Up ولتاژ خروجی uo یک منبع تغذیه سوئیچینگ سری برابر با ولتاژ ورودی Ui است و مقدار متوسط Ua ولتاژ خروجی آن uo همیشه کوچکتر از ولتاژ ورودی Ui است. بنابراین، منابع تغذیه سوئیچینگ سری معمولاً از مقدار متوسط Ua به عنوان ولتاژ خروجی متغیر استفاده می کنند. بنابراین، منبع تغذیه ماژول سری متعلق به منبع تغذیه سوئیچینگ گام به پایین است.
منبع تغذیه سوئیچینگ سری که به عنوان چاپر نیز شناخته می شود، به دلیل اصل کار ساده و راندمان بالا به طور گسترده ای در کنترل توان خروجی استفاده می شود. به عنوان مثال، کنترل کننده سرعت موتور سیکلت های برقی و کنترل کننده قدرت منبع تغذیه روشنایی، همه متعلق به منبع تغذیه سوئیچینگ سری هستند. اگر منبع تغذیه سوئیچینگ سری فقط برای کنترل توان خروجی استفاده شود، خروجی ولتاژ می تواند مستقیماً توان خروجی را بدون اتصال به مدار فیلتر یکسو کننده به بار ارائه دهد. اما اگر برای خروجی پایدار استفاده شود، باید اصلاح و فیلتر شود.
نقطه ضعف منبع تغذیه سوئیچینگ سری این است که ورودی و خروجی زمین یکسان هستند که می تواند به راحتی باعث تداخل EMI و برقی شدن صفحه پایه شود. هنگامی که ولتاژ ورودی ولتاژ خروجی اصلاح شده اصلی باشد، به راحتی می تواند باعث برق گرفتگی شود و برای ایمنی شخصی ناامن باشد.
