SMPS ve Doğrusal Güç Kaynağı Arasındaki Fark | SMPS-Lineer Güç Kaynağı
Anahtar Farkı - SMPS-Lineer Güç Kaynağı
Çoğu elektronik ve elektrikli cihazın çalışması için DC voltajı gerekir. Bu cihazlar, özellikle entegre devreler içeren elektronik cihazlar, arızalanmadan veya yanmadan çalışabilmek için güvenilir, bozulmadan daha az DC voltajla beslenmelidir. Bir DC güç kaynağının amacı, bu cihazlara temiz DC voltaj sağlamaktır. DC güç kaynakları doğrusal ve anahtarlamalı modlara ayrılmıştır; AC ana şebekesini düz DC'ye sokmak için kullanılan topolojilerdir. Doğrusal güç kaynağı, AC ana voltajını istenen seviyeye doğrudan basamak indirgemek için bir transformatör kullanır; SMPS, istenen voltaj seviyesinin ortalama bir değerini elde etmeye yardımcı olan bir anahtarlama aygıtı kullanarak AC'yi DC'ye dönüştürür. Bu SMPS ve doğrusal güç kaynağı arasındaki temel farktır.
İÇİNDEKİLER
1. Genel ve Anahtar Farkı
2. Doğrusal Güç Kaynağı Nedir
3. SMPS nedir
4. Yanlamasına Karşılaştırma - SMPS ve Tabla Formundaki Doğrusal Güç Kaynağı
5. Özet
Doğrusal Güç Kaynağı Nedir?
Doğrusal bir güç kaynağında, ana AC voltajı bir basamaklı transformatör ile doğrudan daha düşük bir voltaja dönüştürülür. Bu trafonun AC ana frekansı 50 / 60Hz'de çalıştığı için büyük bir güç kullanması gerekir. Bu nedenle, bu trafo hacimli ve büyük, güç kaynağı ağır ve büyük yapıyor.
Daha sonra, çıkış için gereken DC voltajını elde etmek için basamaklı gerilim düzeltilir ve filtrelenir. Bu seviyedeki voltaj, giriş voltajının bozulmalarına bağlı olarak değiştiği için, çıkıştan önce voltaj regülasyonu yapılır. Doğrusal bir güç kaynağındaki voltaj regülatörü doğrusal bir regülatördür ve genellikle bir değişken rezistör görevi gören bir yarı iletken cihazdır. Çıkış direnci değeri, çıkış gerilimi sabit kılarak çıkış gücü gereksinimi ile değişir. Böylece, voltaj regülatörü bir güç dağıtma cihazı olarak çalışır. Çoğu zaman voltajı sabit tutmak için fazladan güç tüketir. Bu nedenle, voltaj regülatörünün büyük ısı emici olması gerekir. Sonuç olarak, doğrusal güç kaynakları çok daha ağır hale gelir. Ayrıca, gerilim regülatörü tarafından ısı olarak güç dağılımının bir sonucu olarak doğrusal bir güç kaynağının verimliliği yaklaşık% 60 kadar düşer.
Ancak, lineer güç kaynakları çıkış voltajında elektriksel gürültü oluşturmazlar.Trafo nedeniyle çıkış ile giriş arasında izolasyon sağlar. Bu nedenle, doğrusal güç kaynakları, radyo frekansı cihazları, ses uygulamaları, gürültülü olmayan besleme, sinyal işleme ve yükselteç gerektiren laboratuvar testleri gibi yüksek frekanslı uygulamalar için kullanılır.
Şekil 01: Doğrusal Gerilim Regülatörü ile Güç Kaynağı
SMPS Nedir?
SMPS (anahtarlamalı güç kaynağı ), bir anahtarlama transistörü cihazında çalışır. Başlangıçta, AC girişi doğrusal bir güç kaynağının aksine voltajı düşürmeden bir doğrultucu vasıtasıyla DC gerilimine dönüştürülür. Ardından DC voltaj, tipik olarak bir MOSFET transistörüyle yüksek frekanslı bir geçişe maruz kalır. Diğer bir deyişle, MOSFET vasıtasıyla gelen voltaj, genellikle 50 kHz'lik darbe genişlik modülasyonlu bir sinyal olan MOSFET Gate sinyaliyle açılır ve kapanır (kıyıcı / çevirici bloğu). Bu doğrama işleminden sonra dalga biçimi titreşimli bir DC sinyali haline gelir. Bundan sonra, yüksek frekanslı titreşimli DC sinyalinin gerilimini istenen seviyeye düşürmek için bir basamaklı transformatör kullanılır. Son olarak, bir çıkış redresörü ve bir filtre, DC voltaj çıkışını geriye döndürmek için kullanılır.
Şekil 02: SMPS'nin Blok Diyagramı
SMPS'deki voltaj regülasyonu, çıkış gerilimini izleyen bir geri besleme devresi üzerinden yapılır. Yükün güç gereksinimi yüksekse, çıkış voltajı artma eğilimi gösterir. Bu artış regülatör geri besleme devresi tarafından algılanır ve PWM sinyalinin açık / kapalı oranını kontrol etmek için kullanılır. Böylece, ortalama sinyal voltajı değişir. Sonuç olarak, çıkış voltajı sabit kalacak şekilde kontrol edilir.
SMPS'de kullanılan basamaklı transformatör yüksek frekansta çalışır; Bu nedenle transformatörün hacmi ve ağırlığı doğrusal bir güç kaynağından daha azdır. Bu, bir SMPS'in doğrusal tipteki muadillerine kıyasla çok daha küçük ve daha hafif olmasının önemli bir nedeni haline gelir. Dahası, voltaj regülasyonu fazlalık gücü Ohmik kayıp veya ısı olarak dağıtmaksızın yapılır. SMPS'nin verimliliği% 85-90 gibi yüksek bir seviyeye çıkıyor.
Aynı zamanda, SMPS, MOSFET'in anahtarlama işlemi nedeniyle yüksek frekanslı ses üretir. Bu gürültü çıkış voltajına yansıyabilir; Ancak, bazı gelişmiş ve pahalı modellerde, bu çıkış gürültüsü bir ölçüde hafifletilmiştir. Ayrıca, anahtarlama da elektromanyetik ve radyo frekansı girişimini oluşturur. Bu nedenle, SMPS'lerde RF kalkanlama ve EMI filtreleri kullanmak gereklidir. Bu nedenle, SMPS uygun ses ve radyo frekansı uygulamaları değildir. SMPS'ler ile cep telefonu şarj cihazları, DC motorlar, yüksek güçlü uygulamalar gibi daha az gürültüye duyarlı cihazlar kullanılabilir. Daha hafif ve kük tasarımı, taşınabilir cihazlar olarak da kullanılmasını kolaylaştırıyor.
SMPS ve Doğrusal Güç Kaynağı arasındaki fark nedir?
- diff Makale Tablo ->
SMPS'den Linear Power Supply'a |
|
| önce Orta Gerilim düşürmeden SMPS doğrudan şebeke AC'yi düzeltir. Ardından dönüştürülen DC, istenen voltaj seviyesine indirgemek için daha küçük bir transformatör için yüksek frekansta anahtarlanır.Son olarak, yüksek frekanslı AC sinyali DC çıkış voltajına doğrultulur. | Doğrusal güç kaynağı, daha büyük bir transformatör tarafından voltajı başlangıçta istenen değere azaltır. Bundan sonra, çıkış DC voltajını sağlamak için AC düzeltilir ve filtrelenir. |
| Voltaj Regülasyonu | |
| Voltaj regülasyonu, anahtarlama frekansını kontrol ederek yapılır. Çıkış gerilimi geri besleme devresi tarafından izlenir ve frekans kontrolü için voltaj değişimi kullanılır. | Doğrultulmuş ve filtrelenmiş DC voltajı, çıkış voltajını oluşturmak için bir gerilim bölücüsünün çıkış direncine tabi tutulur. Bu direnç, çıkış voltajı değişimini izleyen bir geri besleme devresi tarafından kontrol edilebilir. |
| Verimlilik | |
| Anahtarlama transistörü kesme ve açlık bölgelerinde çalıştığı için, SMPS'deki ısı üretimi nispeten düşüktür. Çıktı transformatörünün küçük boyutu da ısı kaybını kük yapar. Bu nedenle verimlilik daha yüksek (% 85-90). | Doğrusal gç kaynağı voltajını sabit hale getirmek için fazladan güç ısı olarak dağıtılır. Dahası, giriş trafo çok daha hantal; Bu nedenle trafo kayıpları daha yüksektir. Bu nedenle, doğrusal bir güç kaynağının etkinliği% 60 kadar düşüktür. |
| Yapı | |
| Bir SMPS'nin trafo boyutu, yüksek frekansta çalıştığı için geniş olmasına gerek yoktur. Bu nedenle trafonun ağırlığı da daha az olacaktır. Sonuç olarak, SMPS'nin boyutu ve ağırlığı doğrusal bir güç kaynağından çok daha düşüktür. | Doğrusal güç kaynakları çok daha hantaldır çünkü giriş trafosu, üzerinde çalıştığı düşük frekans nedeniyle büyük olmalı. Bir voltaj regülatöründe daha fazla ısı üretildiğinden, soğutucu da kullanılmalıdır. |
| Gürültü ve Voltaj Distorsiyonları | |
| SMPS, anahtarlama nedeniyle yüksek frekanslı bir ses üretir. Bu çıkış voltajına geçer ve bazen şebekeye girer. Şebeke gücünde harmonik bozulma SMPS'lerde de mümkün olabilir. | Lineer güç kaynakları çıkış voltajında ses üretmez. Harmonik bozulma SMPS'lerinkinden çok daha azdır. |
| Uygulamalar | |
| SMPS, küçük yapı nedeniyle taşınabilir aygıtlar olarak kullanılabilir. Fakat yüksek frekanslı bir gürültü ürettiği için, SMPS'ler RF ve ses uygulamaları gibi gürültüye duyarlı uygulamalar için kullanılamaz. | Doğrusal güç kaynakları çok daha büyüktür ve taşınabilir aygıtlar için kullanılamaz. Gürültü oluşturmazlar ve çıkış voltajı da temiz olduğundan, laboratuardaki elektriksel ve elektronik testlerin çoğunda kullanılırlar. |
Özet - SMPS-Lineer Güç Kaynağı
SMPS ve Lineer güç kaynakları, kullanılan iki tür DC güç kaynağıdır. SMPS ve doğrusal güç kaynağı arasındaki en önemli fark, voltaj regülasyonu ve gerilim düşürme için kullanılan topolojilerdir. Doğrusal güç kaynağı başlangıçta AC'yi düşük voltaja çevirirken, SMPS önce ana AC'yi rektifiye eder ve filtreler ve daha sonra basmadan önce yüksek frekanslı bir AC'ye geçer. Çalışma frekansı düştükçe trafo ağırlığı ve boyutu arttıkça, doğrusal güç kaynakları giriş trafo SMPS'de olduğu gibi çok daha ağır ve daha büyük olur.Buna ek olarak, voltaj regülasyonu, dirençler yoluyla ısı dağılımı ile yapıldığından, doğrusal güç kaynakları, daha da ağır hale getiren ısı alıcılara sahip olmalıdır. SMPS regülatörü, çıkış voltajını kontrol etmek için anahtarlama frekansını kontrol eder. Bu nedenle SMPS boyutları daha küçük ve daha hafiftir. SMPS'deki ısı üretimi daha düşük olduğu için verimliliği de daha yüksektir.
SMPS'nin Doğrusal Güç Kaynağına Karşı PDF Sürümünü İndirin
Bu makalenin PDF sürümünü indirebilir ve atıf notlarına göre çevrimdışı amaçlarla kullanabilirsiniz. Lütfen PDF versiyonunu buradan indirebilirsiniz. SMPS ve Doğrusal Güç Kaynağı Arasındaki Fark.
Referans:
1. "Doğrusal Güç Kaynakları ve Regülatörler. "Elektronik Onarım ve Teknoloji Haberleri. N. s., n. d. Ağ. Burada bulunabilir. 14 Haziran 2017.
2. "Anahtarlamalı güç kaynağı. "Vikipedi. Wikimedia Vakfı, 17 Mayıs 2017. Web. Burada bulunabilir. 14 Haziran 2017.
Resim Nezaketleri:
1. "Doğrusal voltaj regülatörlü güç kaynağı" - Commons Wikimedia
vasıtasıyla CLI - Kendi işiniz, Public Domain). "SMPS Blok Diyagramı" IE Wikipedia'da - Wikipedia'dan aktarılan. Wikipedia'dan Commons'a Dcirovic'e., Public Domain) via Commons Wikimedia
