Strømforsyninger - hvad skal du vide ?

Hvad er en strømforsyning ?

Helt grundlæggende skal en strømforsyning sørge for at omdanne den 230 V vekselspænding du har fået leveret fra el-værket i din stikkontakt til en anden spænding, som kan drive det apparat du har tilsluttet. Langt de fleste elektroniske apparater kører på jævnspænding, så strømforsyningens opgave er at omdanne en spænding der bevæger sig mellem +/- 115 volt, 50 gange i sekundet ( 50 Hz vekselspænding, AC ), til en spænding der "står stille" ( jævnspænding, DC ).  

Næste gang du falder over en oplader til et eller andet, så tag den op og kig på den. En typisk lader til en mobiltelefon er lavet til at omdanne 230 V AC til 5 V DC, da din telefon lader ved 5 volt. Det er ikke tilfældigt valgt, da mange telefoner samtidig kan snakke med USB porten på din PC, og den sjovt nok også kan levere 5 V DC, der kan oplade din telefon.
 

Din bordstøvsuger kører måske på 18 V DC, din notebook på 19 V DC, boremaskinen på 14 V DC, og din vandkølede spillecomputer i stuen.... ja hvad mon den skal bruge.

Man kan ikke lave 230 V AC om til DC spænding uden at tabe noget undervejs. Du skal have gang i en masse elektroniske komponenter for at lave konverteringen, og lige meget hvad du gør, vil en del af strømmen afsættes som varme i komponenterne. Den mest effektive måde at omdanne AC til DC er en såkaldt "switch mode" strømforsyning - løst oversat til "skift tilstand".

Hvis vi skal tage teorien helt ned i øjenhøjde, så gør kredsløbet det, at den først laver 230 V AC om til en meget grim, ustabil DC spænding, med ret meget støj i. Men den er pæn nok til at den kan klippes i små bidder i inverter delen (se diagrammet herover). Her laver man DC om til AC igen. Det kan lyde fjollet, men det er faktisk her det smarte kommer. For den nye AC har en meget høj svingningsfrekvens ( 25 KHz - 1 MHz ) der kan styres, og det gør at man hurtigt kan regulere udgangsspændingen op eller ned. Det sørger Chopper Controlleren for ved at føle på udgangen og melde til styrekredsløbet hvis spændingen stiger eller falder. Efter Inverteren ligner det faktisk en almindelig såkaldt lineær strømforsyning. Den klippede højfrekvente AC skal nu ensrettes/gøres flad i rectifier/filter kredsløbet, men netop fordi den har en høj frekvens, kan man nøjes med små transformere og derved spare både plads og penge på kobber.

Lineær strømforsyning til PC. Her er det en 12 V, 80 watt model. Transformeren fylder 50 %.

Hvis man skulle lave en 850 W PC strømforsyning som en gammeldags lineær type ville den veje 15 kg, alene på grund af transformatoren. På billedet herunder kan du se opbygningen af en standard PC switch mode strømforsyning. Den vejer typisk 1-2 kg.
 

A - Ensretter B - input filter kondensator   Mellem B og C ses køleprofil til højspændingstransistorerne   C - transformator   Mellem C og D - Køleprofil til lavspændings halvledere - Her løber der stor strøm (ampere)   D - udgangsfilter spole E - udgangsfilter kondensatorer