Skirtumas tarp SMPS ir linijinio maitinimo

Pagrindinis skirtumas - SMPS vs linijinis maitinimo šaltinis
 

Daugeliui elektroninių ir elektrinių prietaisų reikalinga nuolatinė įtampa. Šie prietaisai, ypač elektroniniai įtaisai su integruotomis grandinėmis, turėtų būti aprūpinti patikima nuolatinės srovės įtampa be iškraipymų, kad jie galėtų veikti be sutrikimų ar deginimo. Nuolatinės srovės maitinimo tikslas yra tiekti švarią nuolatinę nuolatinę įtampą šiems prietaisams. Nuolatinės srovės maitinimo šaltiniai skirstomi į linijinius ir perjungiamuosius režimus, kurie yra pagrindiniai dalykai, skirti kintamos srovės tinklo tiekimui į sklandų DC. Linijiniam energijos tiekimui naudojamas transformatorius, kad būtų galima tiesiogiai sumažinti tinklo įtampą iki norimo lygio kol SMPS konvertuoja kintamąjį į nuolatinę srovę naudodamas perjungimo įtaisą, kuris padeda gauti norimos įtampos lygio vidutinę vertę. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp SMPS ir linijinio maitinimo šaltinių.

TURINYS

1. Apžvalga ir svarbiausias skirtumas
2. Kas yra linijinis maitinimo šaltinis
3. Kas yra SMPS
4. Šalutinis palyginimas - SMPS ir linijinis maitinimo šaltinis lentelės pavidalu
5. Santrauka

Kas yra linijinis maitinimo šaltinis?

Linijiniame maitinimo šaltinyje tinklo kintamoji įtampa paverčiama žemesne įtampa tiesiogiai per nuleidžiamąjį transformatorių. Šis transformatorius turi valdyti didelę galią, nes jis veikia esant 50 / 60Hz kintamajam tinklo dažniui. Todėl šis transformatorius yra nepatogus ir didelis, todėl maitinimo šaltinis yra sunkus ir didelis.

Tada sumažinama įtampa yra ištaisoma ir filtruojama, kad būtų gaunama išėjimui reikalinga nuolatinė įtampa. Kadangi šio lygio įtampa kinta priklausomai nuo įvesties įtampos iškraipymų, įtampos reguliavimas atliekamas prieš išvestį. Įtampos reguliatorius tiesiniame maitinimo šaltinyje yra linijinis reguliatorius, kuris paprastai yra puslaidininkinis įtaisas, veikiantis kaip kintamasis rezistorius. Išėjimo varžos vertė keičiasi atsižvelgiant į išėjimo galios poreikį, todėl išėjimo įtampa tampa pastovi. Taigi įtampos reguliatorius veikia kaip galią išsklaidantis įrenginys. Didžiąją laiko dalį jis išsklaido perteklinę galią, kad įtampa būtų pastovi. Todėl įtampos reguliatorius turėtų turėti dideles šilumos kriaukles. Dėl to linijiniai maitinimo šaltiniai tampa daug sunkesni. Be to, dėl įtampos reguliatoriaus energijos išsisklaidymo kaip šilumos, tiesinio maitinimo šaltinio efektyvumas sumažėja net apie 60%.

Tačiau tiesiniai maitinimo šaltiniai išėjimo įtampai nekelia elektrinio triukšmo. Dėl transformatoriaus jis yra izoliuotas tarp išėjimo ir įėjimo. Todėl linijiniai maitinimo šaltiniai naudojami aukšto dažnio įrenginiams, tokiems kaip radijo dažnio įrenginiai, garso programos, laboratoriniai tyrimai, kuriems reikalingas triukšmo tiekimas, signalo apdorojimas ir stiprintuvai.

01 pav. Maitinimas su linijinės įtampos reguliatoriumi

Kas yra SMPS?

SMPS (įjungtas maitinimo šaltinis) veikia perjungiamojo tranzistoriaus įrenginyje. Iš pradžių kintamosios srovės įėjimas keičiamas į nuolatinę nuolatinę įtampą lygintuvo pagalba, nemažinant įtampos, skirtingai nei tiesiniame maitinimo šaltinyje. Tada nuolatinė įtampa perjungiama aukšto dažnio, paprastai naudojant MOSFET tranzistorių. Tai yra, įtampa per MOSFET įjungiama ir išjungiama naudojant MOSFET Gate signalą, paprastai impulsų pločio moduliuotą signalą apie 50 kHz (smulkintuvo / keitiklio bloką). Po šios smulkinimo operacijos bangos forma tampa pulsuojančio DC signalu. Po to, norint sumažinti aukšto dažnio impulsinio nuolatinio signalo įtampą iki norimo lygio, naudojamas transformatorius, kurio žingsnis žemyn. Galiausiai išvesties lygintuvas ir filtras yra naudojami išvestinei nuolatinę įtampą atkurti.

02 paveikslas: SMPS blokinė schema

Įtampos reguliavimas SMPS sistemoje atliekamas per grįžtamąjį ryšį, kuris stebi išėjimo įtampą. Jei apkrovos poreikis yra didelis, išėjimo įtampa linkusi didėti. Šis prieaugis nustatomas reguliatoriaus grįžtamojo ryšio grandinėje ir yra naudojamas valdyti PWM signalo įjungimo ir išjungimo santykį. Taigi kinta vidutinė signalo įtampa. Dėl to išėjimo įtampa yra kontroliuojama, kad būtų pastovi.

SMPS naudojamas transformatorius, naudojamas žemyn, veikia aukštu dažniu; taigi transformatoriaus tūris ir svoris yra daug mažesni nei linijinio maitinimo šaltinio. Tai tampa pagrindine priežastimi, kodėl SMPS turi būti daug mažesnis ir lengvesnis nei jo linijinio tipo atitikmuo. Be to, įtampa reguliuojama neištirpdant perteklinės galios, pvz., Omos nuostoliai ar šiluma. SMPS efektyvumas siekia net 85–90%.

Tuo pačiu metu SMPS sukuria aukšto dažnio triukšmą dėl MOSFET perjungimo. Šis triukšmas gali atsispindėti išėjimo įtampoje; tačiau kai kuriuose pažangiuose ir brangiuose modeliuose šis išėjimo triukšmas tam tikru mastu yra sumažintas. Be to, perjungimas taip pat sukuria elektromagnetinius ir radijo dažnio trikdžius. Taigi SMPS yra būtina naudoti radijo dažnių ekraną ir EMI filtrus. Todėl SMPS nėra tinkamos garso ir radijo dažnio programos. SMPS gali būti naudojama mažiau triukšmui jautri įranga, tokia kaip mobiliųjų telefonų įkrovikliai, nuolatinės srovės varikliai, didelės galios programos ir kt. Dėl lengvesnės ir mažesnės konstrukcijos jį patogu naudoti ir kaip nešiojamąjį įrenginį.

Kuo skiriasi SMPS nuo linijinio maitinimo šaltinio?

SMPS vs Linijinis maitinimo šaltinis
SMPS tiesiogiai ištaiso maitinimo tinklo kintamumą nemažinant įtampos. Tada konvertuota nuolatinė srovė įjungiama aukšto dažnio mažesniam transformatoriui, kad ji sumažėtų iki norimo įtampos lygio. Galiausiai aukšto dažnio kintamasis signalas ištaisomas iki DC išėjimo įtampos.	Linijinis maitinimo šaltinis sumažina įtampą iki norimos vertės didesnio transformatoriaus pradžioje. Po to kintama srovė ištaisoma ir filtruojama, kad būtų gaunama išėjimo nuolatinė įtampa.
Įtampos reguliavimas
Įtampa reguliuojama kontroliuojant perjungimo dažnį. Išėjimo įtampa stebima grįžtamojo ryšio grandine, o dažnio valdymui naudojamas įtampos kitimas.	Ištaisyta ir filtruota nuolatinė įtampa veikiama įtampos daliklio išėjimo varža, kad būtų galima gauti išėjimo įtampą. Šis pasipriešinimas yra kontroliuojamas grįžtamojo ryšio grandine, kuri stebi išėjimo įtampos kitimą.
Efektyvumas
Šilumos generavimas SMPS yra palyginti mažas, nes perjungimo tranzistorius veikia ribinės ir bado srityse. Dėl mažo išėjimo transformatoriaus šilumos nuostoliai taip pat yra maži. Todėl efektyvumas yra didesnis (85–90%).	Perteklinė galia išsisklaido kaip šiluma, kad linijinio maitinimo šaltinio įtampa būtų pastovi. Be to, įvesties transformatorius yra daug didesnis; taigi transformatoriaus nuostoliai yra didesni. Todėl linijinio maitinimo šaltinio efektyvumas yra tik 60%.
Sukurkite
SMPS transformatoriaus dydis neturi būti didelis, nes jis veikia aukšto dažnio. Todėl transformatoriaus svoris taip pat bus mažesnis. Dėl to SMPS dydis, taip pat svoris yra daug mažesnis nei linijinis maitinimo šaltinis.	Linijiniai maitinimo šaltiniai yra daug didesni, nes įvesties transformatorius turi būti didelis dėl žemo dažnio, kuriame jis veikia. Kadangi įtampos reguliatoriuje sukuriama daugiau šilumos, reikia naudoti ir šilumnešius.
Triukšmo ir įtampos iškraipymai
Dėl perjungimo SMPS sukuria aukšto dažnio triukšmą. Tai kartais patenka į išėjimo įtampą, taip pat ir į maitinimo tinklą. Taip pat SMPS gali būti įmanoma suderinti elektros energijos iškraipymus.	Linijiniai maitinimo šaltiniai nekelia triukšmo išėjimo įtampoje. Harmoninis iškraipymas yra daug mažesnis nei SMPS.
Programos
Dėl mažo sudėjimo SMPS gali būti naudojamas kaip nešiojamasis įrenginys. Kadangi SMPS sukelia aukšto dažnio triukšmą, jis negali būti naudojamas triukšmui jautriose programose, tokiose kaip RF ir garso programos.	Linijiniai maitinimo šaltiniai yra daug didesni ir negali būti naudojami nešiojamiesiems įrenginiams. Kadangi jie nekelia triukšmo, o išėjimo įtampa taip pat yra švari, jie naudojami daugeliui elektrinių ir elektroninių bandymų laboratorijose.

Santrauka - SMPS vs linijinis maitinimo šaltinis

SMPS ir linijiniai maitinimo šaltiniai yra naudojami dviejų tipų nuolatinės srovės maitinimo šaltiniai. Pagrindinis skirtumas tarp SMPS ir linijinio maitinimo šaltinių yra topologijos, naudojamos įtampai reguliuoti ir įtampai mažinti. Nors linijinis maitinimo šaltinis pradžioje konvertuoja kintamąją įtampą į žemą įtampą, SMPS pirmiausia ištaiso ir filtruoja pagrindinį kintamąjį, o po to perjungia į aukšto dažnio kintamąjį. Kadangi transformatoriaus svoris ir dydis didėja mažėjant darbiniam dažniui, linijinių maitinimo šaltinių įvesties transformatorius yra daug sunkesnis ir didesnis nei SMPS. Be to, kadangi įtampa reguliuojama šilumai išsisklaidžius per pasipriešinimus, linijiniai maitinimo šaltiniai turėtų turėti šilumos kriaukles, kurios daro juos dar sunkesnius. SMPS reguliatorius kontroliuoja perjungimo dažnį išėjimo įtampai valdyti. Todėl SMPS yra mažesnio dydžio ir lengvesnio svorio. Kadangi šilumos generavimas SMPS yra mažesnis, jų efektyvumas taip pat yra didesnis.

Atsisiųskite „SMPS vs Linear Power Supply“ PDF versiją

Galite atsisiųsti šio straipsnio PDF versiją ir naudoti ją neprisijungę prie nuorodų. Atsisiųskite PDF versiją čia. Skirtumas tarp SMPS ir linijinio maitinimo šaltinio.

Nuoroda:

1. „Linijiniai maitinimo šaltiniai ir reguliatoriai“. Elektronikos taisymo ir technologijos naujienos. N.p., n.d. Žiniatinklis. Galima rasti čia. 2017 m. Birželio 14 d.
2. „Maitinimas perjungtu režimu“. Vikipedija. „Wikimedia Foundation“, 2017 m. Gegužės 17 d. Internetas. Galima rasti čia. 2017 m. Birželio 14 d.

Vaizdo mandagumas:

1. CLI - „Maitinimo šaltinis su tiesiniu įtampos reguliatoriumi“ - „Savas darbas, viešas domenas“ per „Commons Wikimedia“
2. „SMPS bloko schema“, kurią IE parengė angliškoje Vikipedijoje - iš „encikipedia“ į „Commons“ perkėlė „Dcirovic.“, Viešas domenas) per „Commons Wikimedia“.