Anahtarlamalı mod güç kaynakları, voltaj dönüşümü ve galvanik izolasyon sağlamak için "geri dönüş dönüştürücü" olarak bilinen şeyi kullanır. Bu dönüştürücünün çekirdek bileşeni, yüksek frekanslı bir transformatördür.
Pratik transformatörler, birincil ve ikincil sargılar arasında bazı yetersiz kapasitanslara sahiptir. Bu kapasitans, dönüştürücünün anahtarlama işlemi ile etkileşime girer. Giriş ve çıkış arasında başka bir bağlantı yoksa, bu, çıkış ve giriş arasında yüksek frekans voltajına neden olur.
EMC açısından bakıldığında bu gerçekten kötü. Elektrikli tuğladan gelen kablolar artık esas olarak anahtarlama işlemi tarafından üretilen yüksek frekansı ileten bir anten görevi görüyor.
Yüksek frekansı bastırmak için ortak mod, geri besleme transformatöründeki kapasitanstan büyük ölçüde daha yüksek bir kapasitansa sahip güç kaynağının giriş ve çıkış tarafı arasına kondansatörler koymak için gereklidir. Bu, yüksek frekansı etkili bir şekilde durdurur ve cihazdan kaçmasını önler.
Sınıf 2 (topraklanmamış) PSU tasarlarken, bu kapasitörleri "canlı" ve / veya "nötr" girişine bağlamaktan başka seçeneğimiz yoktur. Dünyanın çoğu, topraklanmamış soketler üzerinde kutupsallığı zorlamadığından, "canlı" ve "nötr" terminallerden birinin veya her ikisinin de, dünyaya göre hassas bir voltajda olabileceğini varsaymak zorundayız ve genellikle şu şekilde simetrik bir tasarıma sahip olacağız. "en az kötü seçenek". Bu nedenle, yüksek empedanslı bir metre ile şebeke toprağına göre bir sınıf 2 PSU’nun çıkışını ölçerseniz, genellikle şebeke voltajının yaklaşık yarısını görürsünüz.
Bu, sınıf 2 PSU’da, EMC ile güvenlik arasında zorlu bir değişimin olduğu anlamına gelir. Kapasitörlerin daha büyük hale getirilmesi EMC'yi iyileştirir ancak aynı zamanda daha yüksek "dokunma akımı" (PSU'nun ve ana şebekenin çıkışına dokunacak birinden veya bir şeyden akacak olan akım) ile sonuçlanır. Bu tradeoff, PSU büyüdükçe daha problemli hale gelir (ve bu nedenle trafodaki başıboş kapasitans büyür).
Sınıf 1'de (topraklanmış) bir PSU’da, toprak topraklarını giriş ile çıkış arasında bir bariyer olarak kullanabiliriz; ya çıkışı toprak topraklarına bağlayarak (masaüstü PC PSU’larda yaygın olarak kullanılır) ya da iki adet kondansatör kullanarak, bir adet çıkıştan şebekeye topraklama ve elektrik şebekesinden girişe bir tane (dizüstü bilgisayar güç tuğlalarının çoğu budur). Bu, EMC'yi kontrol etmek için hala yüksek bir frekans yolu sağlarken, dokunma akımı sorununu da önler.
Bu kapasitörlerin kısa devre arızası çok kötü olurdu. Sınıf 1 PSU’da, ana güç kaynağı ile ana toprak arasındaki kapasitörün arızası, toprağa kısa devre anlamına gelir ("temel" yalıtımın başarısızlığına eşdeğer). Bu kötü bir şeydir ancak topraklama sistemi işlevselse, kullanıcılar için büyük bir doğrudan tehlike olmamalıdır. 2. Sınıf PSU'da, kapasitörün arızalanması çok daha kötüdür, bu kullanıcı için doğrudan ve ciddi bir güvenlik tehlikesi anlamına gelir (bir arızaya eşdeğer veya "çift" veya "güçlendirilmiş" izolasyon). Kullanıcıya gelebilecek tehlikeleri önlemek için, kondansatörlerin, kısa devre arızasının çok düşük olacağı şekilde tasarlanması gerekir.
Bu nedenle özel kapasitörler bu amaç için kullanılır. Bu kondansatörler "Y kondansatörleri" olarak bilinir (diğer yandan X kondansatörleri şebeke elektriği ile nötr şebekesi arasında kullanılır). "Y kapasitör", "Y1" ve "Y2" olmak üzere iki ana alt tip vardır (Y1 en yüksek puan alan tiptir). Genel olarak sınıf 2 ekipmanlarında Y1 kapasitörler, sınıf 1 ekipmanında Y2 kapasitörler kullanılır.
Öyleyse, SMPS'nin birincil ve ikincil tarafları arasındaki bu kapasitör, çıkışın izole olmadığı anlamına mı geliyor? Voltajı iki katına çıkarmak için seri bağlanabilir laboratuvar malzemeleri gördüm. İzole değilse nasıl yaparlar?
Bazı güç kaynaklarının çıkışları toprağa sıkı bir şekilde bağlıdır. Açıkçası, aynı çıkış terminalini toprağa bağlanmış ve seri hale getirmiş bir çift güç kaynağını alamazsınız.
Diğer güç kaynakları, yalnızca çıkıştan girişe veya ana toprağa kadar kapasitif bağlantıya sahiptir. Bunlar, kapasitörler DC'yi bloke ettiğinden seri bağlanabilir.