POWER CLASS D: SWITCHING MODEL POWER SUPLY (SMPS)

Perbandingan Catu Daya Konvensional versus SMPS.

1. Dimensi dan bobot.

Catu daya kuno terutama yang berdaya besar selalu mempunyai dimensi besar dan bobot yang berat (kapasitas menentukan dimensi dan beratnya), frekuensi kerjanya sama dengan jala-jala listrik 50-60 Hz. Sedangkan SMPS menggunakan frekuensi kerja jauh lebih tinggi pada 50 kHz- 500 kHz. Makin tinggi frekuensi berarti makin efisien kerjanya, sehingga membutuhkan trafo daya yang berukuran lebih kecil, ringan bobotnya. Dengan demikian ukuran peralatan yang menggunakan SMPS sebagai sumber dayanya pasti ukurannya lebih kompak.

2. Efisiensi, Tegangan dan Arus keluaran.
Tegangan keluaran catu konvensional tergantung pada tap pada trafo daya. Untuk tipe yang tak ter-regulasi, tegangan keluaran bervariasi tergantung pada beban arusnya. Sedangkan yang tergulasi, prosesnya menyebabkan disipasi daya transistor (berupa panas) hingga menurunkan daya guna, demikian juga rugi-rugi inti konduktor dan inti besi kern sangat besar, yang akhirnya semua itu bisa menghasilkan efisiensi hanya 30-40% saja.
Pada SMPS tegangan dengan mudah diset pada voltase berapapun dan pada arus berapapun sesuai dengan kapasitas terpasang tanpa banyak berpengaruh pada dimensi dan beratnya. Pada teknik pensaklaran SMPS, regulasi didapat hanya dengan mengatur lebar pulsa, dan karena transistor bekerja secara mati sepenuhnya atau hidup sepenuhnya, panas (dan rugi daya) yang timbul sangat minim. Kerugian yang ditimbulkan oleh kapasitor hanya tergantung pada esr (equivalen series resistans), sehingga nilainya relatif kecil. Rugi dari inti ferrit, inti konduktor dan drop tegangan dioda perata. Semua yang disebut itu adalah kontributor kerugian utama, namun dengan semua kerugian itu bisa menghasilkan efisiensi tipikal 60-80%. Dengan memperbaiki disain sirkit, kerugian masih dapat diminimalkan, hingga efisiensi 95% bukan hal yang mustahil tercapai.

3. Kompleksitas.
Hanya dengan trafo, dioda penyearah serta kapasitor perata, sudah bisa membangun catu DC tak teregulasi. Dan hanya dengan menambahkan satu IC + transistor dan kapasitor filter sudah terangkai catu stabil. Namun kesederhanaannya juga sebanding dengan performanya. Sedangkan pada SMPS selain komponen tadi, diperlukan lebih banyak komponen, dan bertipe khusus. Induktor filter, NTC dan sebagainya yang semuanya dirangkai lebih komplek. Namun bagusnya, kompleksitas juga sebanding dengan performanya, tapi belum tentu harganya, (Rating catu daya SMSP kapasitas besar bisa lebih murah dibanding catu konvensional dengan daya setara, namun performanya bisa jauh diatasnya).

4. Interferensi radio.
Frekuensi radio liar bisa muncul pada akibat penyearahan dioda pada beban berat. Rentang frekuensinya dari 50-60 Hz beserta harmoniknya bisa mencapai kanal tengah frekuensi audio, bisa dihilangkan dengan filter dengan LC/RC sederhana pada jalur keluaran. Sedangkan teknik pensaklaran SMPS menimbulkan frekuensi radio diatas bentang pendengaran yang bisa diatasi dengan filter radio pada jalur masuk dan keluaran unit, dan masih bisa dikurangi bila tata letak komponen tersusun baik.