پاور کامپیوتر زیر ذره‌بین: بررسی ساختار، اجزا و نحوه عملکرد

سوئیچ‌های اصلی و ترانسفورماتورها

سوئیچ‌های اصلی تنها در دو وضعیت روشن (کاملاً هادی) و خاموش (کاملاً غیرفعال) کار می‌کنند. این سوئیچ‌ها سیگنال DC ورودی که از خازن‌های صاف‌کننده آمده را به پالس‌هایی تقسیم می‌کنند که دامنه آن برابر با مقدار ولتاژ ورودی است و چرخه وظیفه (Duty Cycle) توسط کنترلر رگولاتور سوئیچینگ تنظیم می‌شود. به این ترتیب، سیگنال DC به یک موج مستطیلی AC تبدیل شده و به ترانسفورماتور فرستاده می‌شود.

ترانسفورماتور ولتاژ را پایین می‌آورد و برق را به یکسوسازهای ثانویه می‌رساند که همه خروجی‌های DC (+12 ولت، 5 ولت، 3.3 ولت، 5 ولت استندبای و منفی 12 ولت) را تولید می‌کنند. ترانسفورماتور همچنین به عنوان جداکننده اصلی (ایزولاتور) بین بخش اولیه و بخش ثانویه عمل می‌کند. در برخی از منابع تغذیه با ظرفیت بالاتر، دو ترانسفورماتور اصلی به جای یکی به صورت موازی نصب می‌شوند، زیرا یک ترانسفورماتور تنها ابعاد بزرگی خواهد داشت که در محفظه پاور جا نمی‌گیرد.

وقتی سوئیچ‌ها در حالت «روشن» هستند، به طور نظری هیچ ولتاژی روی آن‌ها وجود ندارد و وقتی در حالت «خاموش» هستند، هیچ جریانی از آنها عبور نمی‌کند. بنابراین در این دو حالت V x I = 0 است که به معنی عدم اتلاف توان روی ترانزیستورهای سوئیچینگ اصلی است.

با این حال، این وضعیت فقط حالت ایده‌آل است. در واقعیت، تلفات انرژی وجود دارد، زیرا هیچ ترانزیستور یا FET نمی‌تواند به صورت ناگهانی حالت خود را تغییر دهد. همواره دوره کوتاهی وجود دارد که ترانزیستور بین حالت روشن و خاموش قرار دارد و در این مدت VxI است. به همین دلیل تمام FETهای داخل پاور با هیت‌سینک خنک می‌شوند و در بیشتر موارد فن نیز برای خنک‌سازی تعبیه می‌شود (هر چند برخی پاورها به صورت خنک‌شده غیرفعال نیز طراحی شده‌اند).