כיצד לפרוס, לחבר ולבחור ספקי כוח במצב מתג
מיתוג ספק כוח הוא ממיר כוח יעיל ביותר, בעל ערך תיאורטי קרוב ל-100% ומגוון רחב של סוגים. על פי המבנה הטופולוגי, ישנם Boost, Buck, Boost Buck, Charge dump וכו'; על פי שיטת בקרת המתגים, ישנם PWM ו-PFM; לפי הקטגוריה של צינורות המתגים, ישנם BJT, FET, IGBT וכו'. דיון זה מתמקד בסוגי בקרת ה-PWM הנפוצים בשימוש ב-Buck ו-Bost לניהול צריכת החשמל של כרטיסי נתונים.
המרכיבים העיקריים של ספק כוח מיתוג כוללים: מקור קלט, טרנזיסטור מיתוג, משרן אחסון אנרגיה, מעגל בקרה, דיודה, עומס וקבל מוצא. נכון לעכשיו, הרוב המכריע של יצרני המוליכים למחצה משלבים טרנזיסטורי מתג, מעגלי בקרה ודיודות בתוך IC CMOS/Bipolar Process Management Power, מה שמפשט מאוד מעגלים חיצוניים.
ביניהם, משרן אגירת האנרגיה, כמרכיב מרכזי באספקת הכוח המיתוג, ממלא תפקיד חשוב בביצועי ספק הכוח, והוא גם אובייקט מרכזי למוקד וניפוי באגים עבור מהנדסי עיצוב מוצר. עם התפתחותם של מכשירים אלקטרוניים לצרכן כמו טלפונים ניידים, PMPs וכרטיסי נתונים, הגודל הולך לקראת טרנדים קלים, דקים, קומפקטיים ואופנתיים, מה שעומד בסתירה לקיבולת הגדולה יותר ולגודל הגדול יותר של משרנים וקבלים הנדרשים עבור ביצועי מוצר חזקים יותר. לכן, כיצד להקטין את גודל המשרן (שטח PCB תפוס וגובה) של ספק הכוח המיתוג תוך הבטחת ביצועי המוצר הוא נושא חשוב שנדון בו במאמר זה. המעצבים יצטרכו לעשות פשרה בין ביצועי המעגל לבין פרמטרי המשרן.
לכל דבר יש שני צדדים, ומתג ספקי כוח אינם יוצאי דופן. פריסת PCB ועיצוב חיווט גרועים לא רק מפחיתים את הביצועים של ספק הכוח המיתוג, אלא גם מחזקת את EMC, EMI, הארקה וכו'. נושא חשוב נוסף שיש לדון במאמר זה הוא הנושאים שיש לשים אליהם לב והעקרונות יש לעקוב אחר פריסה וחיווט של ספקי כוח.
מחזור עבודה D של ספק כוח מתג אחד, ערך השראות L, יעילות η גזירת נוסחה
