Prinsip kerja catu daya switching yang terhubung seri
Diagram skema operasi sederhana yang terhubung serimengalihkan catu dayamenunjukkan tegangan operasi catu daya switching, yaitu tegangan masukan DC; K adalah saklar kendali dan R adalah beban. Ketika saklar kontrol K menyala, catu daya switching ke beban R menghasilkan lebar pulsa Ton, amplitudo tegangan pulsa Ui Naik; ketika saklar kontrol K mati, dan setara dengan catu daya switching ke beban R menghasilkan lebar pulsa Toff, amplitudo tegangan pulsa 0. Dengan cara ini, saklar kontrol K terus-menerus "on" dan "off", di kedua ujung beban bisa mendapatkan tegangan output termodulasi pulsa uo.
Bentuk gelombang tegangan keluaran catu daya switching seri, seperti terlihat pada gambar, tegangan keluaran saklar kontrol K uo adalah gelombang persegi termodulasi pulsa, amplitudo pulsa Naik sama dengan tegangan masukan Ui, lebar pulsa sama dengan saklar kontrol K aktif waktu Ton, yang dapat diperoleh sebagai nilai rata-rata tegangan keluaran catu daya switching seri uo Ua:
Dimana Ton adalah waktu penyalaan sakelar kendali K, T adalah siklus pengoperasian sakelar kendali K. Dengan mengubah rasio sakelar kontrol K waktu nyala Ton ke waktu mati Toff, Anda dapat mengubah nilai rata-rata tegangan keluaran uo Ua . Hal ini umumnya disebut dengan siklus tugas (Duty) dan dinyatakan dalam bentuk D, yaitu:
Amplitudo Naik dari tegangan keluaran uo yang dihubungkan serimengalihkan catu dayasama dengan tegangan masukan Ui, dan nilai rata-rata Ua dari tegangan keluarannya uo selalu lebih kecil dari tegangan masukan Ui, sehingga catu daya switching yang dihubungkan seri umumnya mengeluarkan tegangan dengan nilai rata-rata Ua sebagai tegangan keluaran variabel. Oleh karena itu, catu daya modular yang terhubung seri termasuk dalam catu daya switching tipe buck.
Catu daya switching yang terhubung seri disebut juga helikopter oleh sebagian orang, karena prinsip kerjanya yang sederhana dan efisiensinya yang tinggi, sehingga penerapannya dalam pengendalian daya keluaran sangat luas. Misalnya, pengontrol kecepatan sepeda motor listrik dan pengontrol daya penerangan, dll., adalah aplikasi yang termasuk dalam rangkaian catu daya switching. Jika catu daya switching seri hanya digunakan untuk kontrol keluaran daya, keluaran tegangan tidak dapat dihubungkan ke rangkaian filter penyearah, dan langsung ke beban untuk memberikan keluaran daya; tetapi jika digunakan untuk mengatur tegangan keluaran harus disearahkan dan disaring.
Kerugian dari serimengalihkan catu dayaadalah bahwa masukan dan keluaran memiliki kesamaan, sehingga mudah untuk menghasilkan gangguan EMI dan pelat dasar terisi, ketika tegangan masukan untuk tegangan keluaran penyearah utilitas, mudah menyebabkan sengatan listrik, ketidakamanan pribadi.
