Virtalähteessä

Virtalähteessä tarkoitetaan laitteiston osaa, joka muuntaa sähköenergiaa sopivaksi käyttöjännitteen muotona. Suomen termissä virtalähde tuottaa usein vakaata tasavirtaa elektronisille laitteille, ja “virtalähteessä” voi viitata sekä koko laiteeseen että sen sisällä sijaitsevaan virransyöttöosioon. Virtalähteen tehtävänä on tarjota oikea jännite, virta ja tarvittaessa oikea pulssileveys tai säätöliike laitteen toimintaan.

Rakenne ja toiminta perustuvat yleensä kolmeen tai neljään päävaiheeseen: sisääntulotukikohdat, tulosidoittimet ja virtalähteen muuntaminen sekä ulostulo. Tyypillisesti virtalähteessä on suodatus- ja suojapiirit, kuten verkko- tai EMI-suodatin, tasasuuntaaja ja supistuskitkakulutus, sekä jännitteensäätöön käytetyt linja- tai kytkinmuuntajat ja regulaattorit. Toiminnan valvonta toteutetaan palautemallilla, jossa ulostulojännite tai -virta vertailutetaan viitteeseen ja säädetään säätöpiirillä.

Tyyppien osalta yleisimmät ovat lineaariset virtalähteet ja kytkinmuunnin- eli switch-mode-virtalähteet (SMPS). Lineaarisissa lähteissä regulaattori reagoi muutoksiin suoraan, mikä antaa hyvän häiriötason mutta huonon hyötysuhteen ja suuremman lämmöntuoton. Switch-mode -lähteet käyttävät vaihtovirtamuunnosta korkean hyötysuhteen saavuttamiseksi, mutta niiden suunnittelussa korostuvat suojaukset ja sähkömagneettinen yhteensopivuus.

Turvallisuus ja sertifiointi korostuvat virtalähteissä; primaarin ja sekundaarin välisen galvaanisen eristyksen, creepage- ja clearance-etäisyyksien sekä ylivirtasuojien, ylijännitesuojien sekä termisen suojauksen kautta varmistetaan käyttäjän ja laitteen turvallisuus. Virtalähteet ovat yleisiä elektroniikkalaitteissa, teholaitteissa sekä ICT- ja kotiteollisuudessa. Vaikka ne voivat iän myötä menettää suorituskykyä sen komponenttien kuten kondensaattorien ikääntyessä, hyvin suunnitellut virtalähteet tarjoavat vakaan ja luotettavan virransyötön pitkäksi aikaa.