หลักการทำงานของหม้อแปลงความถี่กำลังและแหล่งจ่ายไฟ
หลักการทำงานของหม้อแปลงความถี่กำลังค่อนข้างง่าย แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับความถี่กำลังไฟฟ้าที่ป้อนจากขดลวดปฐมภูมิจะถูกแปลงเป็นสนามแม่เหล็ก ซึ่งถูกส่งผ่านวัสดุแม่เหล็ก (โดยปกติคือแผ่นเหล็กซิลิกอน) ไปยังขดลวดทุติยภูมิเพื่อเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้า ความถี่เอาต์พุตจะเหมือนกับความถี่อินพุต และแรงดันไฟฟ้าจะลดลงตามอัตราส่วนของการหมุนคอยล์ขั้นแรก (หากมีการหมุนรอบรองมากขึ้น จะเป็นการเพิ่ม) เนื่องจากหม้อแปลงจ่ายไฟกระแสสลับออกมาในขณะที่วงจรไฟฟ้าส่วนใหญ่ใช้ไฟฟ้ากระแสตรง แรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตของหม้อแปลงจึงต้องได้รับการแก้ไข กรอง ทำให้เสถียร และวงจรอื่นๆ เพื่อให้เป็นแรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างราบรื่นและเสถียรสำหรับวงจรโหลดที่จะ งาน.
ส่วนประกอบหม้อแปลงหลักของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งยังคงเป็นหม้อแปลงไฟฟ้า และยังเป็นไปตามกฎที่ว่าอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าเท่ากับอัตราส่วนการหมุน ต่างจากหม้อแปลงความถี่กำลัง แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจำเป็นต้องเพิ่มความถี่ในการทำงาน ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับความถี่ต่ำเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับความถี่สูง ซึ่งต้องใช้วงจรควบคุมเพิ่มเติม เนื่องจากการทำงานของวงจรต้องใช้ไฟฟ้ากระแสตรง จึงต้องแก้ไขแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับอินพุตให้เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงก่อนจึงจะสามารถควบคุมผ่านวงจรถัดไปได้ ยกตัวอย่างวงจรชาร์จโทรศัพท์มือถือที่ใช้กันทั่วไปมาเป็นตัวอย่าง มาทำความเข้าใจหลักการทำงานของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งกันโดยย่อ
หลังจากแก้ไขและกรองแล้ว แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับอินพุต 220V จะกลายเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงประมาณ 310V (เช่น จุดสูงสุดของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 220V) ต่อไปจำเป็นต้องแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงนี้เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับความถี่สูง วิธีที่ง่ายที่สุดในการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้านี้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับความถี่สูงคือการใช้สวิตช์ที่เปิดและปิดอย่างรวดเร็ว ดังนั้น จึงแปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงพัลส์ความเร็วสูง ส่วนประกอบที่ใช้สวิตช์นี้คือทรานซิสเตอร์ ทรานซิสเตอร์ รวมถึงทรานซิสเตอร์ที่ใช้กันทั่วไปและทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้า สามารถใช้เป็นสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ได้ กล่าวคือ โดยการควบคุมแรงดันไฟฟ้าของพินหนึ่งตัว (ฐานของทรานซิสเตอร์และประตูของทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็ก) อีกสองพิน สามารถควบคุมการเปิดหรือปิดได้
เมื่อใช้สวิตช์ ขั้นตอนต่อไปคือการมีวงจรควบคุมสวิตช์ หน้าที่ของวงจรนี้คือส่งสัญญาณสวิตช์ความเร็วสูงเพื่อควบคุมการนำและการตัดของท่อสวิตช์ วงจรนี้เรียกว่าวงจรออสซิลเลชัน มีวงจรออสซิลเลชันหลายประเภทในอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง โดยไม่คำนึงว่าวงจรใดใช้เพื่อส่งสัญญาณควบคุมไปยังทรานซิสเตอร์สวิตชิ่ง
หลังจากถูกควบคุมโดยวงจรควบคุม แรงดันไฟฟ้าอินพุตจะเปลี่ยนจากแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับความถี่ต่ำเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงพัลส์ความถี่สูง เป็นอินพุตไปยังหม้อแปลงเพื่อลดแรงดันไฟฟ้า และแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตจากหม้อแปลงยังถูกแก้ไขและกรองเพื่อให้กลายเป็นเอาต์พุต DC โดยจ่ายให้กับโหลดสำหรับการทำงาน ซึ่งแตกต่างจากหม้อแปลงความถี่ไฟฟ้า แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งยังมีวงจรตรวจจับแรงดันไฟฟ้าเพิ่มเติม ซึ่งจะตรวจจับสัญญาณแรงดันเอาต์พุตและป้อนกลับไปยังวงจรควบคุมหลักของหม้อแปลงเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้า ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง และช่วยให้มีช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่กว้าง ดังนั้นกระบวนการทำงานของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจึงทำได้จริงผ่านกระบวนการต่างๆ ของ AC DC, DC AC และ AC DC
อาจมีคำถามอยู่ที่นี่ ไม่ใช่ว่าหม้อแปลงไฟฟ้าสามารถจ่ายไฟได้เฉพาะไฟ AC เท่านั้น ทำไมไฟ DC จากแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจึงสามารถแปลงผ่านหม้อแปลงไฟฟ้าได้ด้วย หม้อแปลงไฟฟ้าสามารถผ่านไฟ AC เท่านั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งต้องมีการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็ก ความถี่กำลังไฟฟ้า ไฟ AC เป็นคลื่นไซน์ที่มีครึ่งวงจรบวกและลบ ซึ่งจะส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจะแปลงกระแสตรงเป็นกระแสตรงแบบพัลส์ผ่านหลอดสวิตช์ ท่อสวิตช์เปลี่ยนฟลักซ์แม่เหล็กจากการตัดเป็นการนำ และจากการนำเป็นการตัด
