Հիմնական տարբերություն – SMPS ընդդեմ գծային էներգիայի մատակարարման
Էլեկտրոնային և էլեկտրական սարքերի մեծամասնությունը գործելու համար պահանջում է DC լարում: Այս սարքերը, հատկապես ինտեգրալային սխեմաներով էլեկտրոնային սարքերը, պետք է ապահովված լինեն հուսալի, առանց աղավաղումների հաստատուն լարման, որպեսզի նրանք աշխատեն առանց անսարքության կամ այրվելու: DC էլեկտրամատակարարման նպատակը այս սարքերին մաքուր հաստատուն լարման մատակարարումն է: DC սնուցման աղբյուրները դասակարգվում են գծային և անջատված ռեժիմների, որոնք տոպոլոգիաներ են, որոնք ներգրավված են AC ցանցի մատակարարումը հարթ DC դարձնելու համար: Գծային էլեկտրամատակարարումը օգտագործում է տրանսֆորմատոր՝ AC ցանցի լարումը ուղղակիորեն իջեցնելու համար ցանկալի մակարդակի, մինչդեռ SMPS-ը փոխարկում է AC-ը DC-ի՝ օգտագործելով անջատիչ սարք, որն օգնում է ստանալ ցանկալի լարման մակարդակի միջին արժեքը:Սա հիմնական տարբերությունն է SMPS-ի և գծային էներգիայի մատակարարման միջև:
Ի՞նչ է գծային սնուցման աղբյուրը:
Գծային էլեկտրամատակարարման մեջ ցանցի AC լարումը փոխակերպվում է ավելի ցածր լարման ուղղակիորեն իջնող տրանսֆորմատորի միջոցով: Այս տրանսֆորմատորը պետք է աշխատի մեծ հզորություն, քանի որ այն աշխատում է AC ցանցի հաճախականությամբ 50/60 Հց: Հետևաբար, այս տրանսֆորմատորը ծավալուն և մեծ է, ինչը սնուցումը դարձնում է ծանր և մեծ:
Նվազեցված լարումն այնուհետև ուղղվում և զտվում է ելքի համար պահանջվող հաստատուն լարումը ստանալու համար: Քանի որ այս մակարդակի լարումը ենթարկվում է տարբերության՝ կախված մուտքային լարման աղավաղումներից, ելքից առաջ կատարվում է լարման կարգավորում: Գծային սնուցման լարման կարգավորիչը գծային կարգավորիչ է, որը սովորաբար կիսահաղորդչային սարք է, որը գործում է որպես փոփոխական դիմադրություն: Ելքային դիմադրության արժեքը փոխվում է ելքային հզորության պահանջի հետ՝ ելքային լարումը դարձնելով հաստատուն։ Այսպիսով, լարման կարգավորիչը գործում է որպես էներգիան ցրող սարք:Ժամանակի մեծ մասը այն ցրում է ավելորդ հզորությունը՝ լարումը հաստատուն դարձնելու համար: Հետեւաբար, լարման կարգավորիչը պետք է ունենա մեծ ջերմային լվացարաններ: Արդյունքում գծային սնուցման աղբյուրները շատ ավելի ծանրանում են։ Ավելին, լարման կարգավորիչի կողմից որպես ջերմություն էներգիայի սպառման արդյունքում գծային սնուցման արդյունավետությունը նվազում է մինչև մոտ 60%:
Սակայն գծային սնուցման աղբյուրները ելքային լարման վրա էլեկտրական աղմուկ չեն առաջացնում: Այն ապահովում է մեկուսացում ելքի և մուտքի միջև տրանսֆորմատորի պատճառով: Հետևաբար, գծային սնուցման աղբյուրներն օգտագործվում են բարձր հաճախականության ծրագրերի համար, ինչպիսիք են ռադիոհաճախականության սարքերը, աուդիո ծրագրերը, լաբորատոր թեստերը, որոնք պահանջում են առանց աղմուկի մատակարարում, ազդանշանի մշակում և ուժեղացուցիչներ:
Նկար 01. Էլեկտրամատակարարում գծային լարման կարգավորիչով
Ի՞նչ է SMPS-ը:
SMPS (անջատված ռեժիմի սնուցման աղբյուր) աշխատում է անջատիչ տրանզիստորային սարքի վրա: Սկզբում AC մուտքը ուղղիչի միջոցով փոխակերպվում է հաստատուն լարման՝ առանց լարումը նվազեցնելու, ի տարբերություն գծային սնուցման: Այնուհետև DC լարումը ենթարկվում է բարձր հաճախականության միացման, սովորաբար MOSFET տրանզիստորի միջոցով: Այսինքն, MOSFET-ի միջոցով լարումը միացվում և անջատվում է MOSFET Gate ազդանշանի միջոցով, սովորաբար իմպուլսային լայնությամբ մոդուլավորված ազդանշան մոտ 50 կՀց (չոպեր/ինվերտերի բլոկ): Այս կտրման գործողությունից հետո ալիքի ձևը դառնում է իմպուլսային-DC ազդանշան: Դրանից հետո բարձր հաճախականությամբ իմպուլսային DC ազդանշանի լարումը ցանկալի մակարդակին իջեցնելու համար օգտագործվում է իջնող տրանսֆորմատոր: Ի վերջո, ելքային ուղղիչը և զտիչը օգտագործվում են ելքային հաստատուն լարումը վերադարձնելու համար:
Նկար 02. SMPS-ի արգելափակման դիագրամ
Լարման կարգավորումը SMPS-ում կատարվում է հետադարձ կապի միջոցով, որը վերահսկում է ելքային լարումը: Եթե բեռի հզորության պահանջը մեծ է, ելքային լարումը հակված է մեծանալու: Այս աճը հայտնաբերվում է կարգավորիչի հետադարձ կապի սխեմայի կողմից և օգտագործվում է PWM ազդանշանի միացման-անջատման հարաբերակցությունը վերահսկելու համար: Այսպիսով, միջին ազդանշանի լարումը փոխվում է: Արդյունքում, ելքային լարումը վերահսկվում է կայուն պահելու համար:
ՍՊՍ-ում օգտագործվող աստիճանական տրանսֆորմատորն աշխատում է բարձր հաճախականությամբ. Այսպիսով, տրանսֆորմատորի ծավալը և քաշը շատ ավելի քիչ են, քան գծային էլեկտրամատակարարումը: Սա դառնում է հիմնական պատճառ, որ SMPS-ը շատ ավելի փոքր և թեթև լինի, քան իր գծային տիպի գործընկերը: Ավելին, լարման կարգավորումը կատարվում է առանց ավելորդ էներգիայի ցրման՝ որպես Օհմիկ-կորուստ կամ ջերմություն: SMPS-ի արդյունավետությունը հասնում է 85-90%-ի:
Միևնույն ժամանակ, SMPS-ն առաջացնում է բարձր հաճախականության աղմուկ՝ MOSFET-ի միացման աշխատանքի շնորհիվ:Այս աղմուկը կարող է արտացոլվել ելքային լարման մեջ. Այնուամենայնիվ, որոշ առաջադեմ և թանկ մոդելներում այս ելքային աղմուկը որոշ չափով մեղմվում է: Ավելին, միացումը ստեղծում է նաև էլեկտրամագնիսական և ռադիոհաճախականության խանգարումներ: Հետևաբար, SMPS-ներում պահանջվում է օգտագործել ՌԴ պաշտպանություն և EMI զտիչներ: Հետևաբար, SMPS-ները հարմար չեն աուդիո և ռադիոհաճախականության հավելվածներ: Ավելի քիչ աղմուկի նկատմամբ զգայուն սարքավորումներ, ինչպիսիք են բջջային հեռախոսների լիցքավորիչները, մշտական հոսանքի շարժիչները, բարձր հզորության հավելվածները և այլն, կարող են օգտագործվել SMPS-ների հետ: Ավելի թեթև և փոքր դիզայնով այն հարմար է օգտագործել նաև որպես շարժական սարքեր:
Ո՞րն է տարբերությունը SMPS-ի և Linear Power Supply-ի միջև:
SMPS ընդդեմ գծային սնուցման |
|
| SMPS-ն ուղղակիորեն ուղղում է AC ցանցը՝ առանց լարման նվազեցնելու: Այնուհետև փոխարկված DC-ն միացվում է բարձր հաճախականության ավելի փոքր տրանսֆորմատորի համար՝ այն իջեցնելու ցանկալի լարման մակարդակին: Վերջապես, բարձր հաճախականության AC ազդանշանը ուղղվում է մինչև DC ելքային լարման: | Գծային էլեկտրամատակարարումը նվազեցնում է լարումը դեպի ցանկալի արժեքը սկզբում ավելի մեծ տրանսֆորմատորի միջոցով: Դրանից հետո AC-ը ուղղվում և ֆիլտրվում է, որպեսզի ելքային հաստատուն լարումը ստանա: |
| Լարման կարգավորում | |
| Լարման կարգավորումը կատարվում է անջատման հաճախականության կառավարմամբ։ Ելքային լարումը վերահսկվում է հետադարձ կապի սխեմայի միջոցով, և լարման տատանումն օգտագործվում է հաճախականության վերահսկման համար: | Ուղղված և զտված DC լարումը ենթարկվում է լարման բաժանարարի ելքային դիմադրության՝ ելքային լարումը ստանալու համար: Այս դիմադրությունը կառավարելի է հետադարձ կապի միջոցով, որը վերահսկում է ելքային լարման տատանումները: |
| արդյունավետություն | |
| Ջերմության առաջացումը SMPS-ում համեմատաբար ցածր է, քանի որ անջատիչ տրանզիստորը գործում է անջատման և սովի շրջաններում: Ելքային տրանսֆորմատորի փոքր չափը նույնպես փոքրացնում է ջերմության կորուստը: Հետևաբար, արդյունավետությունն ավելի բարձր է (85-90%)։ | Ավելորդ հզորությունը ցրվում է ջերմության տեսքով՝ գծային սնուցման լարումը կայուն դարձնելու համար: Ավելին, մուտքային տրանսֆորմատորը շատ ավելի մեծ է. Այսպիսով, տրանսֆորմատորների կորուստներն ավելի մեծ են: Հետևաբար, գծային էներգիայի մատակարարման արդյունավետությունը կազմում է մինչև 60%: |
| Կառուցել | |
| SMPS-ի տրանսֆորմատորի չափը պետք չէ մեծ լինի, քանի որ այն աշխատում է բարձր հաճախականությամբ: Հետեւաբար, տրանսֆորմատորի քաշը նույնպես ավելի քիչ կլինի: Արդյունքում, SMPS-ի չափը, ինչպես նաև քաշը շատ ավելի ցածր է, քան գծային սնուցման աղբյուրը: | Գծային սնուցման աղբյուրները շատ ավելի ծավալուն են, քանի որ մուտքային տրանսֆորմատորը պետք է մեծ լինի ցածր հաճախականության պատճառով, որով այն աշխատում է: Քանի որ ավելի շատ ջերմություն է ստեղծվում լարման կարգավորիչում, պետք է օգտագործվեն նաև ջերմատախտակներ: |
| Աղմուկ և լարման աղավաղումներ | |
| SMPS-ն առաջացնում է բարձր հաճախականության աղմուկ՝ միացման պատճառով: Սա անցնում է ելքային լարման, ինչպես նաև երբեմն մուտքային ցանցի մեջ: Ցանցային հոսանքի ներդաշնակ աղավաղումը հնարավոր է նաև SMPS-ներում: | Գծային սնուցման աղբյուրները ելքային լարման մեջ աղմուկ չեն առաջացնում: Հարմոնիկ աղավաղումը շատ ավելի քիչ է, քան SMPS-ները: |
| Դիմումներ | |
| SMPS-ը կարող է օգտագործվել որպես շարժական սարքեր փոքր կառուցվածքի շնորհիվ: Բայց քանի որ այն առաջացնում է բարձր հաճախականության աղմուկ, SMPS-ները չեն կարող օգտագործվել աղմուկի նկատմամբ զգայուն ծրագրերի համար, ինչպիսիք են ՌԴ և աուդիո հավելվածները: | Գծային սնուցման աղբյուրները շատ ավելի մեծ են և չեն կարող օգտագործվել շարժական սարքերի համար: Քանի որ դրանք աղմուկ չեն առաջացնում, և ելքային լարումը նույնպես մաքուր է, դրանք օգտագործվում են լաբորատորիաներում էլեկտրական և էլեկտրոնային թեստերի մեծ մասի համար: |
Ամփոփում – SMPS ընդդեմ գծային էներգիայի մատակարարման
SMPS-ը և գծային սնուցման աղբյուրները օգտագործվող հաստատուն հոսանքի սնուցման երկու տեսակ են: SMPS-ի և գծային սնուցման հիմնական տարբերությունը լարման կարգավորման և լարման իջեցման համար օգտագործվող տոպոլոգիաներն են:Մինչ գծային սնուցման աղբյուրը սկզբում AC-ը վերածում է ցածր լարման, SMPS-ը նախ ուղղում և զտում է ցանցի AC-ը, այնուհետև անցնում է բարձր հաճախականության AC-ի՝ նախքան իջնելը: Քանի որ տրանսֆորմատորի քաշը և չափը մեծանում են, երբ գործառնական հաճախականությունը նվազում է, գծային սնուցման աղբյուրների մուտքային տրանսֆորմատորը շատ ավելի ծանր և մեծ է, ի տարբերություն SMPS-ի: Բացի այդ, քանի որ լարման կարգավորումը կատարվում է դիմադրության միջոցով ջերմության ցրմամբ, գծային սնուցման սարքերը պետք է ունենան ջերմատախտակներ, որոնք էլ ավելի են ծանրացնում դրանք: SMPS-ների կարգավորիչը վերահսկում է միացման հաճախականությունը՝ ելքային լարումը վերահսկելու համար: Հետևաբար, SMPS-ներն ավելի փոքր են չափերով և ավելի թեթև քաշով: Քանի որ SMPS-ում ջերմության արտադրությունն ավելի ցածր է, դրանց արդյունավետությունը նույնպես ավելի բարձր է:
Ներբեռնեք SMPS-ի PDF տարբերակը ընդդեմ Linear Power Supply
Դուք կարող եք ներբեռնել այս հոդվածի PDF տարբերակը և օգտագործել այն անցանց նպատակներով՝ ըստ մեջբերումների: Խնդրում ենք ներբեռնել PDF տարբերակը այստեղ Տարբերությունը SMPS-ի և գծային էներգիայի մատակարարման միջև:
