Szerkesztő:Hoemaco/proba

Cikkszerkesztő oldal...Tudom, hogy meglévő cikket macerás külön átszerkeszteni, de ez túl hosszú ahhoz, hogy egyvégtében lenyomjam..

---

Belülről egy Személyi számítógép ATX-es kapcsolóüzemű tápegysége
A: egyenirányító diódahíd
B: bemeneti puffer kondenzátorok
C: transzformátor
D: kimeneti szűrő tekercs
E: kimeneti szűrő kondenzátorok

A kapcsolóüzemű tápegység (angolul switched-mode power supply, switching-mode power supply, SMPS) egy elektronikus tápegység, amely a kívánt (egyen-) feszültség vagy áram előállításához ill. annak állandó és megkívánt értéken tartásához nagyfrekvenciájú kapcsolójelet használ. A kapcsolóüzemű tápegységek bemenete lehet váltakozóáram és egyenáram is. A bemenetet váltakozóáramú esetben egyenirányítják és szűrik, majd tranzisztor segítségével a szabályzásnak vagy vezérlésnek megfelelő kitöltésű négyszögjellel (PWM) egy energiatároló elemet, amely többnyire tekercs, nagyfrekvencián (50 kHz-2 MHz) kapcsolgatnak. A tekercs szolgálhat mint transzformátor vagy mint önindukciós elem.

Előnyei és hátrányai

Fő előnye a disszipatív (lineáris) tápegységekhez képest, hogy a tranzisztorok kapcsolóüzeme miatt (vagyis gyorsan vált a zárt és a jól vezető állapotok között) kismértékű a veszteség, a hatásfok meghaladhatja a 90%-ot. Ezenkívül a kimeneti feszültsége kisebb vagy nagyobb is lehet a bemenetinél. Ha a bemenetinél jóval kisebb feszültség előállítása szükséges, akkor itt is használnak transzformátort, de az 50Hz-es hálózati frekvenciánál jóval nagyobb kapcsolási frekvencián sokkal kisebb (és így könnyebb és olcsóbb) transzformátort lehet beépíteni. A szabályozó körnek köszönhetően pedig változó terhelésnél is állandó értéken tartható a kimeneti feszültség vagy áram (a négyszögjel kitöltési tényezőjének változtatásával), illetve zárlat kezelése is megoldható. Hátránya a bonyolult kivitelezés, az egyszerűbb egységek rossz teljesítménytényezője (erre van megoldás), valamint szórt elektromágneses tere nagyobb, amely az elektronikus eszközök működését zavarhatja.

Típusai

A bemenet és kimenet fajtája szerint a kapcsolóüzemben működő tápegységek változatai:

• DC be, DC ki: feszültség- vagy áramátalakító, pl. számítógép alaplapján a processzor feszültségét állítja elő
• AC be, DC ki: pl. számítógépekben, háztartási elektronikus eszközökben, egyenáramú villamos motoroknál, szabályozható lámpákban
• AC be, AC ki: pl. frekvenciaváltó váltakozóáramú motorokhoz
• DC be, AC ki: inverternek is nevezik, pl. napelemes rendszerek váltakozóáramú hálózathoz csatolására

Többnyire az első két kategóriát hívják kapcsolóüzemű tápegységnek (a másik kettő is kapcsolóüzemben működik és tápegység, de általában nem sorolják ebbe a kategóriába).

A DC-DC átalakítókat (melyek az alapjai az AC-DC átalakítóknak is) osztályozhatjuk a bemeneti és kimeneti feszültség viszonya szerint (feszültséggenerátoros verzióknál, értelemszerűen):

• feszültségcsökkentő
• feszültségnövelő
• hibrid, ill. polaritásváltó

Egy általános felépítésű AC-DC kapcsolóüzemű tápegység kapcsolási rajza. Bal oldalán a bemenet (váltóáramú), jobb oldalán pedig három egyenáramú kimenet, amelyből a legalsó a szabályzáshoz szükséges visszacsatolást biztosítja.
(Megjegyzés: ha 230 V-os (vagy valamely más nagyfeszültségű) hálózatról történik a táplálás, akkor a visszacsatolást galvanikusan leválasztva, optocsatolóval szokták megoldani.)

Alkalmazási területek

Általánosságban minden olyan terület, ahol szempont vagy kényszer a jó hatásfok, a kis méret vagy a bemenetinél nagyobb kimeneti feszültség. A jó hatásfok fontos lehet egyrészt elemről vagy akkumulátorról működő eszközökben (a megnövekedett használati idő érdekében), vagy nagyobb teljesítményű eszközöknél a hőleadás (disszipáció) és az azzal járó káros hatások csökkentése, ill. a takarékosság érdekében is.

Néhány fontosabb előfordulási területe:

• stabilizált, nem ingadozó kimenetű tápegységek
  • Személyi számítógép tápegysége
  • Informatikai hardver elemek elektronikájánál (ahol a tápegység által szolgáltatott feszültség nem megfelelő, például CPU tápfeszültsége az alaplapon kerül előállításra 12V-ból)
• folyadékkristályos kijelzők fénycsöves vagy elektrolumineszcens háttérvilágításának táplálása (feszültségnövelő kapcsolással)
• elemes eszközök, ahol az elemmel elérhetőnél kisebb vagy nagyobb feszültség szükséges, pl. LED-es zseblámpák, hordozható digitális technikai eszközök (mobiltelefon, tablet, stb)
• fénycsövek előtéteként (tápegységeként)

Általánosságban elmondható, hogy egyre nagyobb teret kapnak nagyobb hatásfokuk, kisebb méretük és tömegük folytán, amely főleg a hordozható eszközök világában nagyon fontos, hiszen a táp a legtöbb esetben jelentősen befolyásolja az eszköz tömegét, méretét és fogyasztását.

Forrás

• Hainzmann, Varga, Zoltai: Elektronikus áramkörök, Nemzeti Tankönyvkiadó, 2000. ISBN: 9789631911367