Switched Mode Power Supply (SMPS)

Switched Mode Power Supply (SMPS)

Pada catu daya (power suplai) modern sebuah SMPS (Switched Mode Power Supply) atau sering disebut sistem PWM (Pulse Width Modulator) mengolah tegangan DC dengan menyearahkan tegangan AC jala-jala 120 – 220 Volt. Tegangan DC tinggi ini kemudian disambungkan (switch) ke trafo khusus lewat Mosfet. Di sisi skunder tegangan diturunkan kemudian disearahkan lagi dan dilewatkan tapis frekuensi tinggi dan kapasitor perata.

Mosfet dipekerjakan dengan teknik pensaklaran (switching). Outputnya berupa deretan pulsa on-off secara periodik pada frekuensi yang umumnya antara 50 KHz sampai 500 KHz. Meskipun frekuensi tetap, lebar pulsa (durasi) dimodulasi sedemikian rupa, hingga didapat tegangan sesuai yang dikehendaki. Durasi ini selain sebagai penentu besarnya tegangan output, juga digunakan sebagai sirkit penstabil tegangan melalui rangkaian umpan baliknya.

Teknik pensaklaran frekuensi tinggi mempunyai keuntungan :

·   Mosfet dikemudikan pada dua keadaan on dan off sepenuhnya, sehingga tegangan drop yang terjadi sangat kecil, suhu transistor jadi dingin demikian juga dengan komponen lainnya.

·   Memerlukan trafo dengan dimensi dan bobot yang jauh lebih kecil dibanding trafo konvensional. Inti trafo menggunakan serbuk besi dipadatkan (ferrite).

·   Nilai kapasitor perata kecil (ratusan micro Farad saja) jauh lebih kecil dibanding power suplai konvensional yang membutuhkan Elco puluhan ribu micro Farad.

·   Kesemuanya (1, 2, 3) membuat efisiensi jadi tinggi. Pada sirkit SMPS yang sederhana sekalipun, efisiensi di atas 75% adalah hal yang mudah untuk dicapai.

·   Tegangan output bisa diset pada voltase berapapun tanpa menimbulkan perbedaan dimensi unit yang berarti. Dengan desain yang baik, drop tegangan output akibat variasi arus beban sangat kecil, selain itu proses stabilisasi tegangan berlangsung jauh lebih singkat, khususnya untuk catu audio amplifier. Karena selain mencegah pemenggalan (clipping) sinyal lebih dini, kemampuan amplifier menangani nada rendah (bass) akan membaik.

Memang sirkit pada SMPS diperlukan lebih banyak komponen, dengan tipe khusus, induktor filter, NTC dan sebagainya yang semuanya dirangkai dalam bentuk lebih kompak. Namun bagusnya, kompleksitas juga sebanding dengan performanya, tapi belum tentu harganya. Rating catu daya SMPS terutama yang berkapasitas besar, lebih murah dibanding catu daya konvensional dengan daya setara.

Selain itu, teknik pensaklaran SMPS menimbulkan gangguan radio (electro magnetic interference) dan karena frekuensinya di atas bentang pendengaran, aman untuk jalur audio. Dengan serangkaian filter radio (EMI Filter) pada jalur masuk dan keluaran unit, gangguan radio ini bisa dihilangkan.!!!