עיקרון העבודה של שנאי תדר חשמל ומיתוג ספק כוח
עקרון העבודה של שנאי תדר החשמל הוא פשוט יחסית. מתח ה-AC המוקלט בתדר ההספק על ידי הסליל הראשוני מומר לשדה מגנטי, המועבר אל הסליל המשני דרך חומר מוליך מגנטית (בדרך כלל יריעת פלדת סיליקון) כדי לגרום למתח. תדר המוצא זהה לתדר הכניסה, והמתח מופחת בהתאם ליחס בין סיבובי סליל ראשוני ומשניים (אם יש יותר סיבובים משניים, מדובר בחיזוק). מכיוון שתפוקת השנאי היא זרם חילופין, ורוב המעגלים החשמליים משתמשים בזרם ישר, יש צורך לתקן את פלט המתח על ידי השנאי, לסנן, לייצב ועוד מעגלים כדי להפוך למתח חלק ויציב יחסית כדי שמעגל העומס יפעל.
אלמנט הטרנספורמציה הליבה של ספק הכוח המיתוג הוא עדיין שנאי, והוא גם פועל לפי הכלל שיחס המתח שווה ליחס הסיבובים. בשונה משנאי תדר החשמל, ספק הכוח המיתוג צריך להגביר את תדר ההפעלה, כלומר, הוא צריך לשנות את מתח AC בתדר נמוך למתח AC בתדר גבוה, המצריך מימוש של מעגל בקרה נוסף. מכיוון שתפעול המעגל דורש זרם ישר, יש לתקן תחילה את מתח ה-AC המבוא כדי להפוך למתח זרם ישר לפני שניתן יהיה לשלוט בו על ידי המעגל הבא. הבה ניקח כדוגמה מעגל מטען טלפון נייד נפוץ כדי להבין בקצרה את עקרון העבודה של ספק הכוח המחליף.
לאחר תיקון וסינון מתח הכניסה של 220V AC, הוא יהפוך למתח DC של כ-310V (כלומר, ערך השיא של מתח AC 220V). לאחר מכן, מתח DC זה צריך להיות מומר למתח AC בתדר גבוה. כדי להפוך את המתח הזה לזרם חילופין בתדר גבוה, הדרך הקלה ביותר היא להשתמש במתג כדי לפתוח ולסגור במהירות את המתג, כך שניתן יהיה להפוך את הזרם הישר למתח זרם ישר פועם במהירות גבוהה. הרכיב שמממש את המתג הזה הוא טרנזיסטור. טרנזיסטורים, כולל טריודות בשימוש נפוץ וטרנזיסטורי אפקט שדה וכו', שני הרכיבים הללו יכולים לשמש כמתגים אלקטרוניים, כלומר, נשלט על ידי המתח של פין (בסיס הטריודה והשער של טרנזיסטור אפקט השדה), רק שני הפינים האחרים ניתנים לשליטה וכיבוי.
עם המתג, השלב הבא הוא שיהיה מעגל לשלוט במתג. תפקידו של מעגל זה הוא להוציא אות מיתוג במהירות גבוהה כדי לשלוט בהפעלה וכיבוי של צינור המתג. מעגל זה נקרא מעגל תנודה. ישנם סוגים רבים של מעגלים מתנודדים במיתוג ספקי כוח, לא משנה איזה מהם, הפונקציה היא לספק אותות בקרה לצינור המיתוג.
לאחר השליטה במעגל הבקרה מתח הכניסה משתנה מזרם חילופין בתדר נמוך למתח זרם ישר פועם בתדר גבוה, הנכנס לשנאי להורדה, ויציאת המתח על ידי השנאי יתוקן גם כן. מסונן כדי להפוך לפלט זרם ישר, אשר מסופק לעבודת העומס. בשונה משנאי תדר החשמל, לאספקת המתח המיתוג יש גם חלק ממעגל זיהוי המתח, אשר יחזיר את אות מתח המוצא למעגל הבקרה הראשי של השנאי לצורך ויסות מתח לאחר זיהוי, כך שמתח המוצא של המיתוג אספקת החשמל יציבה. הביצועים שופרו, ויכול להיות בעל טווח מתח כניסה רחב. לכן, תהליך העבודה של ספק הכוח המיתוג מתממש למעשה על ידי מספר תהליכים של AC-DC, DC-AC, ולאחר מכן AC-DC.
ייתכן שיש כאן שאלה, האם השנאי לא מסוגל להעביר רק מתח AC, מדוע ניתן להפוך את הספק DC של ספק הכוח הממתג גם דרך השנאי? נכון שהשנאי יכול לעבור רק בזרם חילופין. באופן ספציפי, הוא זקוק לשינוי בשטף המגנטי. מכיוון שזרם החילופין של תדר ההספק הוא גל סינוס ויש לו חצי מחזורים חיוביים ושליליים, הוא ייצור שינוי בשטף המגנטי. ספק הכוח המיתוג משתמש בצינור המיתוג כדי להמיר את הזרם הישר לזרם ישר פועם. צינור המיתוג משתנה מניתוק להולכה, ולאחר מכן מהולכה לניתוק, מה שייצור גם שינויים בשטף המגנטי.
