Skirtumas Tarp SMPS Ir Linijinio Maitinimo šaltinio

2024 Autorius: Mildred Bawerman | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 08:40

Pagrindinis skirtumas - SMPS ir linijinis maitinimas

Daugumai elektroninių ir elektrinių prietaisų veikimui reikalinga nuolatinė įtampa. Šie prietaisai, ypač elektroniniai prietaisai su integruotomis grandinėmis, turėtų būti tiekiami su patikima, be iškraipymų nuolatine įtampa, kad jie veiktų be sutrikimų ir nedegimo. Nuolatinės srovės maitinimo šaltinis yra švarus nuolatinės įtampos tiekimas šiems prietaisams. Nuolatinės srovės maitinimo šaltiniai skirstomi į linijinius ir perjungiamuosius režimus, kurie yra topologijos, reikalingos tam, kad kintamosios srovės maitinimas būtų lygus. Linijinis maitinimo šaltinis naudoja transformatorių, kad tiesiogiai sumažintų kintamosios srovės įtampą iki norimo lygio, o SMPS paverčia kintamąja įtampa nuolatine, naudodamas perjungimo įtaisą, kuris padeda gauti vidutinę norimo įtampos lygio vertę. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp SMPS ir linijinio maitinimo šaltinio.

TURINYS

1. Apžvalga ir pagrindiniai skirtumai

2. Kas yra tiesinis maitinimas

3. Kas yra SMPS

4. Palyginimas greta - SMPS ir linijinis maitinimo šaltinis lentelių pavidalu

5. Santrauka

Kas yra tiesinis maitinimo šaltinis?

Linijiniame maitinimo šaltinyje kintamosios srovės įtampa yra tiesiogiai paverčiama mažesne įtampa žemyn transformatoriumi. Šis transformatorius turi valdyti didelę galią, nes jis veikia kintamosios srovės tinklo dažniu 50 / 60Hz. Todėl šis transformatorius yra didelis ir didelis, todėl maitinimo šaltinis yra sunkus ir didelis.

Tada sumažinta įtampa ištaisoma ir filtruojama, kad gautų išėjimui reikalingą nuolatinę įtampą. Kadangi šio lygio įtampa kinta priklausomai nuo įėjimo įtampos iškraipymų, įtampa reguliuojama prieš išėjimą. Linijinio maitinimo šaltinio įtampos reguliatorius yra linijinis reguliatorius, kuris paprastai yra puslaidininkinis įtaisas, veikiantis kaip kintamas rezistorius. Išėjimo varžos vertė kinta priklausomai nuo išėjimo galios, todėl išėjimo įtampa yra pastovi. Taigi įtampos reguliatorius veikia kaip galios išsklaidymo įtaisas. Dažniausiai jis išsklaido perteklinę galią, kad įtampa būtų pastovi. Todėl įtampos reguliatorius turėtų turėti dideles radiatorius. Todėl linijiniai maitinimo šaltiniai tampa daug sunkesni. Be to, dėl to, kad įtampos reguliatorius išsklaido energiją kaip šilumą,linijinio maitinimo šaltinio efektyvumas sumažėja net apie 60%.

Tačiau tiesiniai maitinimo šaltiniai nekelia elektros triukšmo dėl išėjimo įtampos. Tai užtikrina izoliaciją tarp išėjimo ir įvesties dėl transformatoriaus. Todėl linijiniai maitinimo šaltiniai naudojami aukšto dažnio programoms, tokioms kaip radijo dažnio prietaisai, garso programos, laboratoriniai tyrimai, kuriems reikalingas triukšmo netekimas, signalo apdorojimas ir stiprintuvai.

01 paveikslas: Maitinimas naudojant tiesinį įtampos reguliatorių

Kas yra SMPS?

SMPS (komutuoto maitinimo šaltinis) veikia perjungimo tranzistoriumi. Iš pradžių kintamosios srovės įėjimas į nuolatinę įtampą paverčiamas lygintuvu, nemažinant įtampos, skirtingai nei tiesiniame maitinimo šaltinyje. Tada nuolatinė įtampa pereina aukšto dažnio jungimą, paprastai naudojant MOSFET tranzistorių. Tai yra, įtampa per MOSFET įjungiama ir išjungiama naudojant MOSFET Gate signalą, paprastai apie 50 kHz pulso pločio moduliuojamą signalą (smulkintuvo / keitiklio blokas). Po šios kapojimo operacijos bangos forma tampa pulsuojančiu nuolatinės srovės signalu. Po to, norint sumažinti aukšto dažnio pulsuojančio nuolatinės srovės signalo įtampą iki norimo lygio, naudojamas pakopinis transformatorius. Galiausiai, išėjimo lygintuvas ir filtras naudojami išėjimo nuolatinei įtampai atstatyti.

02 paveikslas: SMPS blokinė schema

Įtampos reguliavimas SMPS atliekamas per grįžtamojo ryšio grandinę, kuri stebi išėjimo įtampą. Jei apkrovos energijos poreikis yra didelis, išėjimo įtampa linkusi didėti. Šį prieaugį nustato reguliatoriaus grįžtamojo ryšio grandinė ir jis naudojamas valdyti PWM signalo įjungimo ir išjungimo santykį. Taigi vidutinė signalo įtampa keičiasi. Dėl to išėjimo įtampa kontroliuojama, kad ji būtų pastovi.

SMPS naudojamas pakopinis transformatorius veikia aukštu dažniu; taigi, transformatoriaus tūris ir svoris yra daug mažesni nei tiesinio maitinimo šaltinio. Tai tampa pagrindine priežastimi, kodėl SMPS yra daug mažesnis ir lengvesnis už savo linijinio tipo atitikmenį. Be to, įtampos reguliavimas atliekamas neišsklaidant perteklinės galios kaip ominio nuostolio ar šilumos. SMPS efektyvumas pasiekia net 85–90%.

Tuo pačiu metu SMPS generuoja aukšto dažnio triukšmą dėl MOSFET perjungimo operacijos. Šis triukšmas gali atsispindėti išėjimo įtampoje; tačiau kai kuriuose pažangiuose ir brangiuose modeliuose šis išvesties triukšmas yra šiek tiek sušvelnintas. Be to, perjungimas sukuria elektromagnetinius ir radijo dažnio trukdžius. Taigi SMPS reikia naudoti RF ekranavimą ir EMI filtrus. Todėl SMPS nėra tinkamos garso ir radijo dažnių programos. Su SMPS galima naudoti mažiau triukšmui jautrią įrangą, pavyzdžiui, mobiliųjų telefonų įkroviklius, nuolatinės srovės variklius, didelės galios programas ir kt. Tai lengvesnis ir mažesnis dizainas leidžia patogiai naudoti ir kaip nešiojamus įrenginius.

Kuo skiriasi SMPS ir linijinis maitinimas?

Skirtingas straipsnis viduryje prieš lentelę

SMPS ir tiesinis maitinimas
SMPS tiesiogiai ištaiso tinklo AC, nemažindamas įtampos. Tada konvertuota nuolatinė srovė perjungiama aukštu dažniu mažesniam transformatoriui, kad sumažėtų iki norimo įtampos lygio. Galiausiai aukšto dažnio kintamosios srovės signalas ištaisomas pagal nuolatinės srovės išėjimo įtampą.	Linijinis maitinimas sumažina įtampą iki norimos vertės pradžioje naudodamas didesnį transformatorių. Po to kintamosios srovės atstatymas ir filtravimas daro išėjimo nuolatinę įtampą.
Įtampos reguliavimas
Įtampos reguliavimas atliekamas valdant perjungimo dažnį. Išėjimo įtampa stebima grįžtamojo ryšio grandine, o dažnio valdymui naudojama įtampos kitimas.	Ištaisyta ir filtruota nuolatinė įtampa yra veikiama įtampos daliklio išėjimo varža, kad būtų sukurta išėjimo įtampa. Šį pasipriešinimą galima valdyti grįžtamojo ryšio grandine, kuri stebi išėjimo įtampos kitimą.
Efektyvumas
Šilumos gamyba SMPS yra palyginti maža, nes perjungimo tranzistorius veikia atjungimo ir bado srityse. Mažas išėjimo transformatoriaus dydis taip pat daro mažus šilumos nuostolius. Todėl efektyvumas yra didesnis (85-90%).	Perteklinė galia išsklaidoma kaip šiluma, kad įtampa pastoviai veiktų tiesiniame maitinimo šaltinyje. Be to, įvesties transformatorius yra daug didesnis; taigi transformatoriaus nuostoliai yra didesni. Todėl linijinio maitinimo šaltinio efektyvumas siekia vos 60%.
Statyti
SMPS transformatoriaus dydis neturi būti didelis, nes jis veikia aukštu dažniu. Todėl transformatoriaus svoris taip pat bus mažesnis. Todėl SMPS dydis ir svoris yra daug mažesni nei tiesinio maitinimo šaltinio.	Linijiniai maitinimo šaltiniai yra daug didesni, nes įvesties transformatorius turi būti didelis dėl žemo dažnio, kurį jis veikia. Kadangi įtampos reguliatoriuje susidaro daugiau šilumos, reikėtų naudoti ir šilumos kriaukles.
Triukšmo ir įtampos iškraipymai
SMPS sukelia aukšto dažnio triukšmą dėl perjungimo. Tai kartais pereina į išėjimo įtampą, taip pat į įvesties tinklą. Harmoniniai tinklo maitinimo iškraipymai taip pat gali būti galimi SMPS.	Linijiniai maitinimo šaltiniai nekelia triukšmo išėjimo įtampoje. Harmoninis iškraipymas yra daug mažesnis nei SMPS.
Programos
Dėl nedidelės konstrukcijos SMPS gali būti naudojamas kaip nešiojamasis įrenginys. Bet kadangi jis sukelia aukšto dažnio triukšmą, SMPS negali būti naudojami triukšmui jautriose programose, tokiose kaip RF ir garso programos.	Linijiniai maitinimo šaltiniai yra daug didesni ir jų negalima naudoti nešiojamiesiems prietaisams. Kadangi jie nesukuria triukšmo, o išėjimo įtampa taip pat yra švari, jie naudojami atliekant daugumą elektrinių ir elektroninių bandymų laboratorijose.

Santrauka - SMPS ir linijinis maitinimas

SMPS ir linijiniai maitinimo šaltiniai yra dviejų tipų nuolatinės srovės maitinimo šaltiniai, naudojami. Pagrindinis skirtumas tarp SMPS ir linijinio maitinimo yra topologijos, naudojamos įtampos reguliavimui ir įtampos mažinimui. Nors linijinis maitinimo šaltinis pradžioje kintamą srovę paverčia žema įtampa, SMPS pirmiausia ištaiso ir filtruoja tinklo kintamąją, tada prieš atsistatydindamas persijungia į aukšto dažnio kintamą. Kadangi transformatoriaus svoris ir dydis didėja mažėjant darbo dažniui, linijinių maitinimo šaltinių įvesties transformatorius yra daug sunkesnis ir didesnis, skirtingai nei SMPS. Be to, kadangi įtampa reguliuojama šilumos išsklaidymui per varžas, linijiniai maitinimo šaltiniai turėtų turėti šilumos kriaukles, kurios jas dar labiau apsunkina. SMPS reguliatorius valdo perjungimo dažnį, kad valdytų išėjimo įtampą. Todėl,SMPS yra mažesnio dydžio ir lengvesnio svorio. Kadangi SMPS šilumos gamyba yra mažesnė, jų efektyvumas taip pat yra didesnis.

Atsisiųskite SMPS ir tiesinio maitinimo šaltinio PDF versiją

Galite atsisiųsti šio straipsnio PDF versiją ir naudoti ją neprisijungus, kaip nurodyta citatų pastabose. Atsisiųskite PDF versiją čia Skirtumas tarp SMPS ir linijinio maitinimo šaltinio.