توپولوژی های منبع تغذیه: حدود ۱۴ توپولوژی پایه مختلف (به معنای آرایشهای عناصر در مدار قدرت) که به طور معمول در پیادهسازی منابع سوئیچینگ به کار میروند وجود دارد و هر توپولوژی خصوصیات یکتایی دارد که آن را برای کاربردهای خاصی مناسبتر میسازد.
بعضی از توپولوژی های منبع تغذیه برای مبدلهای ac به dc در توانهای خروجی پایین (کمتر از ۲۰۰ ولت) مناسباند، بعضی در توانهای بالاتر. بعضی مناسب ولتاز ورودی بالا هستند (۲۲۰ ولت) و بعضی از توپولوژی های منبع تغذیه برای ولتاژ ورودی کمتر (۱۲۰ ولت> ). بعضی از توپولوژی های منبع تغذیه برای ولتاژهای dc بالا یا در کاربردهایی که بیش از ۴ یا ۵ خروجی لازم است مناسب میباشند. برخی با تعداد قطعات کمتری همان توان خروجی را فراهم میکنند یا مصالحه بهتری بین تعداد قطعات و قابلیت اطمینان مدار برقرار میکنند. همچنین ریپل کمتر ورودی و یا خروجی و نویز تولیدی نیز فاکتور عمدهای در انتخاب توپولوژی است.
بعضی از توپولوژیها بیشتر مناسب مبدلهای dc به dc هستند، بعضی از آنها نقصهای ذاتیای دارند و مدارات اضافه وپیچیدهای را لازم دارند که در وضعیت بد کاری کاملاً قابل تحلیل نیستند. بنابراین برای اینکه بهترین توپولوژی را انتخاب کنیم اهمیت اساسی دارد که با برتریها، ضعفها و حوزههای کاربرد تمام توپولوژیها آشنا شویم. انتخاب نادرست یک توپولوژی میتواند طراحی یک منبع تغذیه را از همان ابتدا محکوم به شکست سازد.درک نحوه عملکرد منابع سوئیچینگ به راحتی امکانپذیر است. بر خلاف رگولاتورهای خطی که ترانزیستور قدرت را در حالت خطی به کار میاندازند، منابع سوئیچینگ آن را در ناحیههای قطع و اشباع (یا ناحیه اهمی در MOSFET ها) به کار میگیرند.
در این نواحی حاصلضرب ولتاژ و جریان دو سر سوئیچ قدرت همیشه پایین نگه داشته میشود (در حالت اشباع یا اهمی، ولتاژ نزدیک صفر و جریان بالا است و در ناحیه قطع، جریان نزدیک صفر و ولتاژ بالا است.) که این حاصلضرب توان تلف شده را در سوئیچ قدرت نشان میدهد. این عملکرد با کارایی بالای منابع PWM، توسط قطع و وصل (Chopping) جریان مستقیم ولتاژ ورودی به پالسهایی که اندازه آنها به اندازه ولتاژ ورودی و عرض پالس (سیکل عملکرد یا DutyCycle )، DC، در آنها توسط یک کنترلکننده رگولاتور سوئیچینگ کنترل میشود به دست میآید. هنگامی که ولتاژ ورودی به شکل موج مربعی ac تبدیل شد، دامنه آن را میتوان با استفاده از یک ترانسفورمر بالا یا پایین برد. سرانجام این شکل موجهای ac فیلتر میشوند تا ولتاژ dc خروجی را به دست دهند. کنترلر که هدف اصلی آن باقی نگاه داشتن یک ولتاژ خروجی رگوله شده است بسیار شبیه یک کنترلر حالت خطی عمل میکند.
تفاوت در آن است که خروجی تقویتکننده خطا (ولتاژ خطا) قبل از درایو کردن سوئیچهای قدرت از یک مبدل ولتاژ به عرض پالس عبور میکند. البته انواعی نیز وجود دارد که به رگولاتورهای با اسیلاتور گیت شده مشهورند که بیشتر در توانهای پایین کاربرد دارند و خروجی تقویتکننده خطا به یک مقایسهکننده (On-Off Controller) اعمال میشود که در صورت بودن در رنج خاصی اجازه عبور پالس درایو از یک اسیلاتور با عرض پالس ثابت به سوئیچ قدرت را میدهد.
انواع توپولوژی های منبع تغذیه شامل بخشهای زیر هستند که در مطالب بعدی به بررسی کامل هریک خواهیم پرداخت :
۱- توپولوژی فلایبک
۲- توپولوژی هاف بریج
۳- توپولوژی فول بریج
۴- توپولوژی پوش پول
۵- توپولوژی باک
۶- توپولوژی بوست
۷- توپولوژی باک-بوست
۸- توپولوژی رزناسی LLC
۹- توپولوژی رزنانسی LCC
۱۰ -توپولوژی شیفت فاز
در فصلهای بعدی به بررسی آنها خواهیم پرداخت.