Direct Voeden / Geïntegreerde Schakelvoeding (Smps ('Switch Mode Power Supplies')) - Samlex Europe Pure Sinewave PST-300S-12E Mode D'emploi

SECTIE 4 | Direct voeden / Geïntegreerde schakelvoeding (SMPS
('Switch Mode Power Supplies'))
4.1 EIGENSCHAPPEN VAN DE GEÏNTEGREERDE
SCHAKELVOEDING (SMPS)
De geïntegreerde schakelvoeding (Switched Mode Power Supplies (SMPS)) wordt veel
gebruikt om de binnenkomende AC-voeding om te zetten in verschillende voltages zoals 3,3V,
5V, 12V, 24V et cetera die worden gebruikt om verschillende apparaten en circuits te voeden
die worden gebruikt in elektronische apparatuur zoals opladers, computers, audio- en
video-apparatuur, radio's et cetera. Voor het filteren gebruikt SMPS grote condensatoren in
aan de ingang. Als de voeding wordt ingeschakeld, ontstaat er een zeer grote inschakelstroom
aangetrokken door de voeding doordat de condensatoren voor de invoer worden geladen (de
condensatoren fungeren bijna als een kortsluiting op het moment dat de voeding wordt
ingeschakeld). De inschakelstroom bij het inschakelen is tientallen keren groter dan de
nominale RMS-invoer en duurt enkele milliseconden. Een vergelijkend voorbeeld van de
invoerspanning versus de golfvormen van de invoer is te zien in Afb. 4.1. Het is duidelijk te
zien dat de eerste invoerpuls net na het inschakelen >15 keer groter is dan de stabiele
RMS-stroom. De inschakelstroom verdwijnt na ongeveer 2 of 3 cycli, dat wil zeggen na
ongeveer 40 to 60 milliseconden voor de 50 Hz sinusgolf.
Bovendien is de door een SMPS aangetrokken stroom (zonder een vermogensfactorcorrectie),
als gevolg van de aanwezigheid van condensatoren met een hoge waarde, niet sinusvormig
maar niet-lineair zoals weergegeven in Afb. 4.2. De stabiele invoerstroom van SMPS is een
trein van niet-lineaire pulsen in plaats van een sinusvormige golf. Deze pulsen duren twee tot
vier milliseconden, elk met een zeer hoge piekfactor van ongeveer 3 (Piekfactor = Piekwaarde
+ RMS-waarde).
Veel SMPS-eenheden hebben een "inschakelstroomlimiet" ingesteld. De meest gebruikte
methode is de NTC-weerstand (Negative Temperature Coefficient). De NTC-weerstand heeft
een hoge weerstand als het koud is, en een lage weerstand als het heet is. De NTC-weerstand
is serieel aangesloten met de invoer op de voeding. De koude weerstand beperkt de
invoerstroom terwijl de condensatoren aan het opladen zijn. De invoerstroom verhit de NTC en
de weerstand wordt minder tijdens normaal gebruik. Als de voeding daarentegen snel in en uit
wordt geschakeld zal de NTC-weerstand heet zijn zodat de lage weerstand ervan de
inschakelstroom niet kan tegenhouden.
De omvormer moet daarom het juiste vermogen hebben om de hoge inschakelstroom en de
hoge piekfactor van de door de SMPS te leveren stroom te kunnen weerstaan. Normaal
hebben omvormers een kortdurend nominaal piekvermogen van 2 keer hun Vastgestelde
continue vermogen.
Daarom wordt aanbevolen dat het vastgestelde continue vermogen van de omvormer >2 keer
het continue vermogen van de SMPS te laten zijn als de grootte van de omvormer moet
worden ingesteld op een piekfactor van 3. Voorbeeld: een SMPS met een waarde van 100
Watt moet worden gevoed vanuit een omvormer met een Vastgestelde continue vermogen
van > 200 Watt.
14
65
65