Kapcsolóüzemű tápegység

A kapcsolóüzemű tápegység (angolul switched-mode power supply, switching-mode power supply, SMPS) egy elektronikus tápegység, amely a kívánt feszültség és áram előállításához ill. annak állandó és megkívánt értéken tartásához nagyfrekvenciájú kapcsolójelet használ a szabályozás (switching regulator) vagy vezérlés során. A bemenetet egyenirányítják és szűrik, majd tranzisztor segítségével a szabályzásnak vagy vezérlésnek megfelelő kitöltésű négyszögjellel (PWM) egy energiatároló elemet, amely többnyire kondenzátor, nagyfrekvencián (50 kHz-2 MHz) kapcsolgatnak. A tekercs szolgálhat mint transzformátor vagy mint önindukciós elem. A kimenetet szükség szerint ismét szűrik.

Belülről egy Személyi számítógép ATX-es kapcsolóüzemű tápegysége
A: egyenirányító diódahíd
B: bemeneti puffer kondenzátorok
C: transzformátor
D: kimeneti szűrő tekercs
E: kimeneti szűrő kondenzátorok

Előnye a hagyományos váltóáramú tápegységekhez képest, hogy nagyfrekvenciás, sokkal kisebb (és így könnyebb) transzformátort tartalmazhat, egyenáram átalakítására is alkalmas, hatásfoka akár a 99%-ot is elérheti, terheléstől függetlenül állandó értéken lehet tartani a kimenet feszültségét vagy áramát, és tudja kezelni a zárlatot. Hátránya a bonyolult kivitelezés, szórt elektromágneses tere nagyobb, amely a híradástechnikai elemek működését zavarhatja.

Egy általános felépítésű kapcsolóüzemű tápegység kapcsolási rajza. Bal oldalán a bemenet (váltóáramú), jobb oldalán pedig három egyenáramú kimenet, amelyből a legalsó a szabályzáshoz szükséges visszacsatolást biztosítja.
(Megjegyzés: ha 230 V-os (vagy valamely más nagyfeszültségű) hálózatról történik a táplálás, akkor a visszacsatolást galvanikusan leválasztva, optocsatolóval szokták megoldani.)

Alkalmazási területek

Általánosságban minden olyan terület ahol szempont vagy kényszer:

• kis méret és/vagy tömeg,
• csak egyenáram áll rendelkezésre a bemenethez,
• energiatakarékosság,
• változékony terhelés mellett állandó feszültségre van szükség,
• és gazdasági okok.

Néhány fontosabb előfordulási területe:

• stabilizált, nem ingadozó kimenetű tápegységek
  • Személyi számítógép tápegysége
  • Informatikai hardver elemek elektronikájánál (ahol a tápegység által szolgáltatott feszültség nem megfelelő, például CPU tápfeszültsége az alaplapon kerül előállításra 12 V-ból)
• LCD-panelek
• elemes eszközök, ahol az elérhető feszültség nem elegendő és/vagy magasabb
  • fehér LED-es zseblámpák
  • digitális kvarcórák háttérvilágításának meghajtása (amely 100 V-nál is nagyobb feszültséget igényel)
• kutatási célokat szolgáló rendkívül pontos, de ugyanakkor tág határok között szabályozható és korlátozható kimenetű tápegységek
• fénycsövek előtéteként (tápegységeként)
  • kompakt fénycsövek (kép)

Általánosságban elmondható, hogy egyre nagyobb teret kapnak nagyobb hatásfokuk, kisebb méretük és tömegük folytán, amely főleg a hordozható eszközök világában nagyon fontos, hiszen a táp a legtöbb esetben jelentősen befolyásolja az eszköz súlyát, méretét és fogyasztását.