Mikä on porrastettu kytkentävirtalähde
Puhutaanpa lyhyesti hakkuriteholähteen toimintaperiaatteesta: piiri koostuu kytkimestä (transistori tai kenttätehoputki varsinaisessa piirissä), vapaakiertodiodista, energiaa varastoivasta kelasta ja suodatinkondensaattorista.
Kun kytkin on kiinni, virtalähde syöttää tehoa kuormaan kytkimen ja induktorin kautta ja varastoi osan sähköenergiasta kelaan ja kondensaattoriin. Induktanssin itseinduktanssista johtuen kytkimen päällekytkennän jälkeen virta kasvaa hitaasti, eli lähtö ei voi saavuttaa heti teholähteen jännitteen arvoa.
Tietyn ajan kuluttua kytkin kytketään pois päältä, ja johtuen induktorin itseinduktanssista (voidaan verrata visuaalisesti, että induktorissa olevalla virralla on inertiavaikutus) virtapiirissä pysyy ennallaan, eli virtaa edelleen vasemmalta oikealle. Tämä virta kulkee kuorman läpi, palaa maadoitusjohdosta, virtaa vapaakäyntidiodin anodille, kulkee diodin läpi ja palaa induktorin vasempaan päähän muodostaen siten silmukan.
Säätämällä, milloin kytkin sulkeutuu ja avautuu (eli PWM - Pulse Width Modulation), lähtöjännitettä voidaan ohjata. Jos päälle- ja poistumisaikaa ohjataan havaitsemalla lähtöjännite, jotta lähtöjännite pysyy vakiona, jännitteen säätelyn tarkoitus saavutetaan.
Yhteisessä teholähteessä ja hakkuriteholähteessä on sama jännitteensäätöputki, joka stabiloi jännitteen takaisinkytkentäperiaatteella. Erona on, että kytkentävirtalähde käyttää kytkentäputkea säätämiseen ja tavallinen teholähde yleensä käyttää säätämiseen triodin lineaarista vahvistusaluetta. Vertailun vuoksi hakkuriteholähteellä on alhainen energiankulutus, laaja käyttöalue AC-jännitteelle ja parempi DC-lähtön aaltoilukerroin. Haittapuolena on kytkentäpulssihäiriöt.
Tavallisen puolisiltahakkuriteholähteen pääasiallinen toimintaperiaate on, että yläsillan ja alemman sillan kytkentäputket (kun taajuus on korkea, kytkentäputki on VMOS) kytketään päälle vuorotellen. Ensin virta kulkee sisään ylemmän sillan kytkentäputken kautta. Käämässä ylemmän sillan kytkinputki kytketään lopulta pois päältä ja alemman sillan kytkinputki kytketään päälle, ja induktanssikela ja kondensaattori jatkavat virran syöttämistä ulos. Sammuta sitten alemman sillan kytkinputki ja avaa sitten ylempi silta, jotta virta pääsee sisään, ja toista näin, koska kaksi kytkinputkea on kytkettävä päälle ja pois vuorotellen, joten sitä kutsutaan kytkentätehoksi toimittaa.
Lineaarinen virtalähde on erilainen. Koska kytkintä ei ole, ylempi vesiputki tyhjentää aina vettä. Jos vettä on liikaa, se vuotaa ulos. Tätä näemme usein joissakin lineaarisissa virtalähteen säätöputkissa. Loputon sähköenergia muunnetaan kaikki lämpöenergiaksi. Tästä näkökulmasta lineaarisen teholähteen muunnoshyötysuhde on erittäin alhainen, ja kun lämpö on korkea, komponenttien käyttöikä lyhenee, mikä vaikuttaa loppukäyttövaikutukseen.
