اصول طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ (SMPS)

چرا سوئیچینگ؟

منابع خطی ساده‌اند اما راندمان پایینی دارند (اغلب زیر ۵۰٪). منابع سوئیچینگ با کلیدزنی سریع ترانزیستور و ذخیره انرژی در سلف، راندمانی بالای ۹۰٪ ارائه می‌دهند.

توپولوژی Buck (کاهنده)

رابطه اصلی در حالت CCM:

Vout = D × Vin

محاسبه سلف:

L = (Vin − Vout) × D / (f × ΔI)

توپولوژی Boost (افزاینده)

Vout = Vin / (1 − D)

انتخاب قطعات

• خازن خروجی: ESR پایین، ترجیحاً پلیمری یا سرامیک X7R.
• دیود: اشاتکی با افت ولتاژ کم و زمان بازیابی سریع.
• MOSFET: RDS(on) پایین و Qg کم برای کاهش تلفات کلیدزنی.

کاهش نویز EMI

1. حلقه جریان سوئیچینگ (Hot Loop) را تا حد امکان کوچک کنید.
2. از صفحه زمین پیوسته زیر مسیرهای سوئیچینگ استفاده کنید.
3. فیلتر LC ورودی و اسنابر RC روی دیود قرار دهید.

تست و اندازه‌گیری

ریپل خروجی را با پروب در حالت AC Coupling و با فنر زمین (Ground Spring) اندازه بگیرید تا نویز کاذب حذف شود.