स्विच मोड पॉवर सप्लाई

स्विच मोड पॉवर सप्लाई (switched-mode power supply) या एसएमपीएस उन शक्ति-परिवर्तकों (पावर कन्वर्टर्स) को कहते हैं जिनमें पॉवर-कन्वर्शन के लिये किसी स्विच (जैसे आईजीबीटी) को उच्च आवृत्ति पर चालू-बन्द (ON/OFF) किया जाता है। इनकी दक्षता उन कन्वर्टरों से बहुत अधिक होती है जिन्हें रेखीय शक्ति आपूर्ति (लिनियर पॉवर सप्लाईज) कहते हैं जिनमें किसी शक्ति को नियंत्रित करने वाली युक्ति न तो पूरी तरह चालू होती है न पूरी तरह बन्द (अर्थात वह युक्ति ऐक्टिव रीजन में काम करती है)। आजकल उच्च गुणवत्ता वाली स्विचों की उपलब्धता के कारण अधिकांश शक्ति आपूर्तियाँ एसएमपीएस प्रकार की ही निर्मित की जा रही हैं। उच्च दक्षता के अतिरिक्त इनका आकार (साइज) भी समान क्षमता के लिनियर पॉवर सप्लाई से छोटा होता है।

एक एस एम पी एस के अन्दर का दृष्य

एसएमपीएस के विविध प्रकार (टोपोलोजी)

आइसोलेशन रहित

प्रकार (टोपोलोजी)[1]	शक्ति (लगभग) [W]	सापेक्ष मूल्य	ऊर्जा भण्डारण	वोल्टता सम्बन्ध	गुणधर्म
बक (Buck)	0–1,000	1.0	एक प्रेरकत्व	0 ≤ Out ≤ In, ${\displaystyle \scriptstyle V_{2}=DV_{1}}$	ऑउटपुट में धारा सतत (continuous) होती है।
बुस्ट (Boost)	0–5,000	1.0	Single inductor	Out ≥ In, ${\displaystyle \scriptstyle V_{2}={\frac {1}{1-D}}V_{1}}$	इनपुट में धारा सतत होती है।
Buck-boost	0–150	1.0	Single inductor	Out ≤ 0, ${\displaystyle \scriptstyle V_{2}=-{\frac {D}{1-D}}V_{1}}$	Current is dis-continuous at both input and output.
Split-pi (or, boost-buck)	0–4,500	>2.0	Two inductors and three capacitors	Up or down	Bidirectional power control; in or out
Ćuk			Capacitor and two inductors	Any inverted, ${\displaystyle \scriptstyle V_{2}=-{\frac {D}{1-D}}V_{1}}$	Current is continuous at input and output
SEPIC			Capacitor and two inductors	Any, ${\displaystyle \scriptstyle V_{2}={\frac {D}{1-D}}V_{1}}$	Current is continuous at input
Zeta			Capacitor and two inductors	Any, ${\displaystyle \scriptstyle V_{2}={\frac {D}{1-D}}V_{1}}$	Current is continuous at output
Charge pump / Switched capacitor			Capacitors only		No magnetic energy storage is needed to achieve conversion, however high efficiency power processing is normally limited to a discrete set of conversion ratios.

आइसोलेशन प्रदान करने वाली

प्रकार[1]	शक्ति [W]	सापेक्ष मूल्य	इनपुट परास [V]	ऊर्जा भण्डारण	गुणधर्म
फ्लाईबैक (Flyback)	0–250	1.0	5–600	Mutual Inductors	Isolated form of the buck-boost converter.1
Ringing choke converter (RCC)	0–150	1.0	5–600	Transformer	Low-cost self-oscillating flyback variant.[2]
Half-forward	0–250	1.2	5–500	Inductor
Forward2	100-200		60–200	Inductor	Isolated form of buck converter
Resonant forward	0–60	1.0	60–400	Inductor and capacitor	Single rail input, unregulated output, high efficiency, low EMI.[3]
Push-pull	100–1,000	1.75	50–1,000	Inductor
Half-bridge	0–2,000	1.9	50–1,000	Inductor
Full-bridge	400–5,000	>2.0	50–1,000	Inductor	Very efficient use of transformer, used for highest powers.
Resonant, zero voltage switched	>1,000	>2.0		Inductor and capacitor
Isolated Ćuk				Two capacitors and two inductors

अर्ध-अनुनादी शून्य-धारा/शून्य वोल्टेज स्विच

Quasi-resonant switching switches when the voltage is at a minimum and a valley is detected

In a quasi-resonant zero-current/zero-voltage switch (ZCS/ZVS) "each switch cycle delivers a quantized 'packet' of energy to the converter output, and switch turn-on and turn-off occurs at zero current and voltage, resulting in an essentially lossless switch."^[4] Quasi-resonant switching, also known as valley switching, reduces EMI in the power supply by two methods:

1. By switching the bipolar switch when the voltage is at a minimum (in the valley) to minimize the hard switching effect that causes EMI.
2. By switching when a valley is detected, rather than at a fixed frequency, introduces a natural frequency jitter that spreads the RF emissions spectrum and reduces overall EMI.

इन्हें भी देखें

• पल्स विद मॉडुलेशन (Pulse Width Modulation / PWM)
• रैखिक शक्ति आपूर्ति (लिनियर पॉवर सप्लाई)
• शक्ति इलेक्ट्रॉनिकी

बाहरी कड़ियाँ

• SWITCHING MODE POWER SUPPLY (SMPS) (TOPOLOGIES OVERVIEW, COMPARISON AND SELECTION GUIDE)
• Switching Power Supply Design (Google book By Abraham I. Pressman, Keith Billings, Taylor Morey)
• पॉवर-इ-सिम : सभी प्रकार के एसएमपीएस की ऑनलाइन डिजाइन

सन्दर्भ

1. ON Semiconductor (July 11, 2002). "SWITCHMODE Power Supplies—Reference Manual and Design Guide" (PDF). मूल से 7 मार्च 2015 को पुरालेखित (PDF). अभिगमन तिथि 2011-11-17.
2. Irving, Brian T.; Jovanović, Milan M. (March 2002), Analysis and Design of Self-Oscillating Flyback Converter (PDF), Proc. IEEE Applied Power Electronics Conf. (APEC), पपृ॰ 897–903, मूल (PDF) से 9 जुलाई 2011 को पुरालेखित, अभिगमन तिथि 2009-09-30
3. "RDFC topology for linear replacement". मूल से 7 सितंबर 2008 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 29 अक्तूबर 2014. 090725 camsemi.com Further information on resonant forward topology for consumer applications
4. "EDN: Comparing DC/DC converters' noise-related performance". मूल से 23 मई 2016 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 29 अक्तूबर 2014.