Princip rada serijskog prekidačkog napajanja
Najjednostavniji dijagram principa rada serijskog prekidačkog napajanja je radni napon prekidačkog napajanja, odnosno DC ulazni napon; K je kontrolni prekidač, R je opterećenje. Kada je kontrolna sklopka K uključena, prekidačko napajanje ispušta impulsni napon Up sa širinom Ton i amplitudom Ui na opterećenje R; Kada je kontrolna sklopka K isključena, to je ekvivalentno komutacijskom napajanju koje ispušta impulsni napon širine Toff i amplitude 0 na opterećenje R. Na taj način, kontrolni prekidač K se neprekidno "uključuje" i "isključeno", a impulsno modulirani izlazni napon uo može se dobiti na oba kraja opterećenja.
Talasni oblik izlaznog napona serijskog prekidačkog napajanja, izlazni napon uo kontrolnog prekidača K, je impulsno modulirani kvadratni val. Amplituda impulsa Up jednaka je ulaznom naponu Ui, a širina impulsa je jednaka vremenu uključivanja Ton kontrolnog prekidača K. Iz ovoga se može dobiti prosječna vrijednost Ua izlaznog napona uo serijskog prekidačkog napajanja. dobijeno kao:
U formuli, Ton je vrijeme kada je upravljački prekidač K uključen, a T je radni ciklus kontrolnog prekidača K. Promjenom odnosa vremena uključivanja Ton kontrolnog prekidača K prema vremenu isključenja Toff, prosječna vrijednost Ua izlaznog napona uo može se mijenjati. Generalno, ljudi to nazivaju radnim ciklusom, predstavljenim sa D, što je:
Amplituda Up izlaznog napona uo serijskog prekidačkog napajanja jednaka je ulaznom naponu Ui, a prosječna vrijednost Ua njegovog izlaznog napona uo uvijek je manja od ulaznog napona Ui. Stoga serijski prekidački izvori napajanja općenito koriste prosječnu vrijednost Ua kao promjenjivi izlazni napon. Prema tome, napajanje serijskog modula pripada prekidačkom napajanju sa stepenom nadole.
Serijsko prekidačko napajanje, poznato i kao čoper, široko se koristi u kontroli izlazne snage zbog svog jednostavnog principa rada i visoke efikasnosti. Na primjer, regulator brzine električnih motocikala i regulator snage napajanja rasvjete svi pripadaju primjeni serijskog prekidačkog napajanja. Ako se serijski prekidački izvor napajanja koristi samo za kontrolu izlazne snage, naponski izlaz može direktno osigurati izlaznu snagu za opterećenje bez povezivanja na krug filtera ispravljača; Ali ako se koristi za stabilan izlaz, mora se podvrgnuti ispravljanju i filtriranju.
Nedostatak serijskog prekidačkog napajanja je to što ulaz i izlaz dijele isto uzemljenje, što lako može uzrokovati EMI smetnje i elektrifikaciju osnovne ploče. Kada je ulazni napon ispravljeni izlazni napon mreže, to može lako uzrokovati strujni udar i biti nesigurno za ličnu sigurnost
