Разлика између СМПС и линеарног напајања

Кључна разлика - СМПС вс линеарно напајање
 

Већини електронских и електричних уређаја потребан је једносмерни напон да би функционисао. Ови уређаји, посебно електронски уређаји са интегрисаним круговима, треба да буду поуздани једносмерним напоном без изобличења како би могли да раде без неисправности или паљења. Сврха једносмерног напајања је да овим уређајима испоручује чист једносмерни напон. ДЦ напајања се категоришу у линеарни и преклопљени режим, који су укључени у топологије да би напајање АЦ мрежом постало глатко једносмерно. Линеарно напајање користи трансформатор да директно смањи напон напајања наизменичну струју на жељени ниво док СМПС претвара АЦ у ДЦ помоћу преклопног уређаја који помаже да се добије просечна вредност жељеног нивоа напона. Ово је кључна разлика између СМПС и линеарног напајања.

САДРЖАЈ

1. Преглед и кључне разлике
2. Шта је линеарно напајање
3. Шта је СМПС
4. Упоредна упоредба - СМПС вс Линеарно напајање у табеларном облику
5. Резиме

Шта је линеарно напајање?

Код линеарног напајања, мрежни напон се претвара у нижи напон директно помоћу падајућег трансформатора. Овај трансформатор мора да поднесе велику снагу јер ради на АЦ мрежној фреквенцији 50 / 60Хз. Стога је овај трансформатор обиман и велик, што напајање чини великим и великим.

Постепени напон се затим исправља и филтрира како би се добио једносмерни напон потребан за излаз. Пошто се напон на овом нивоу подвргава варирању у зависности од изобличења улазног напона, пре излаза се врши регулација напона. Регулатор напона у линеарном напајању је линеарни регулатор, који је обично полуводички уређај који делује као променљиви отпорник. Вриједност излазног отпора мијења се са потребом излазне снаге, чинећи излазни напон константним. Стога, регулатор напона делује као уређај за распршивање снаге. Већину времена троши вишак снаге да би напон био константан. Стога регулатор напона треба да има велике одводе топлоте. Као резултат тога, линеарна напајања постају много тежа. Штавише, као резултат расипања електричне енергије од стране напонског регулатора као топлоте, ефикасност линеарног напајања пада чак око 60%.

Међутим, линеарно напајање не производи електричну буку на излазном напону. Омогућује изолацију између излаза и улаза због трансформатора. Због тога се линеарно напајање користи за високофреквентне апликације попут радиофреквенцијских уређаја, аудио апликација, лабораторијских испитивања којима је потребно напајање без буке, обрада сигнала и појачала.

Слика 01: Напајање помоћу линеарног регулатора напона

Шта је СМПС?

СМПС (напајање са променљивим режимом) делује на комутационом транзисторском уређају. Испрва се исправљач претвара у једносмерни напон исправљачем, без смањења напона, за разлику од линеарног напајања. Затим се једносмерни напон подвргава преносу високих фреквенција, обично МОСФЕТ транзистору. Односно, напон кроз МОСФЕТ се укључује и искључује сигналом МОСФЕТ Гате-а, обично модулацијом импулса ширине од око 50 кХз (хеликоптер / инвертер блок). Након ове операције уситњавања, таласни облик постаје пулсирани-ДЦ сигнал. Након тога, падајући трансформатор користи се за смањење напона високофреквентног пулсираног истосмјерног сигнала на жељени ниво. Коначно, излазни исправљач и филтер користе се за враћање излазног једносмерног напона.

Слика 02: Блок дијаграм СМПС-а

Регулација напона у СМПС врши се путем повратног круга који надзире излазни напон. Ако је потреба за оптерећењем велика, излазни напон има тенденцију повећања. Тај пораст детектира повратна веза регулатора и користи се за контролу односа укључености и искључења ПВМ сигнала. Тако се просечни напон сигнала мења. Као резултат, излазни напон се контролише тако да остане константан.

Отпадни трансформатор коришћен у СМПС ради на високој фреквенцији; према томе, запремина и тежина трансформатора су много мање него код линеарног напајања. Ово постаје главни разлог да СМПС буде много мањи и лакши од колеге линеарног типа. Штавише, регулација напона се врши без расипања вишка снаге као охмичког губитка или топлоте. Ефикасност СМПС достиже чак 85-90%.

Истовремено, СМПС ствара високофреквентни шум због пребацивања МОСФЕТ-а. Тај се шум може одразити на излазном напону; међутим, код неких напредних и скупих модела овај се излазни шум ублажава у одређеној мери. Поред тога, пребацивање ствара и електромагнетне и радиофреквентне сметње. Због тога је потребно користити РФ заштитне и ЕМИ филтере у СМПС-има. Због тога СМПС нису погодне апликације за аудио и радио фреквенције. Са СМПС-овима се може користити мање осетљива опрема као што су пуњачи за мобилне телефоне, једносмерни мотори, апликације велике снаге итд. Лакши и мањи дизајн чини га прикладним за употребу као преносиви уређаји.

Која је разлика између СМПС-а и линеарног напајања?

СМПС вс Линеарно напајање
СМПС директно исправља мрежну струју без смањења напона. Затим се претворени ДЦ пребацује у високофреквентни за мањи трансформатор како би се смањио на жељени ниво напона. Коначно, високофреквентни АЦ сигнал исправља се на истосмјерни излазни напон.	Линеарно напајање смањује напон на жељену вредност у почетку већим трансформатором. Након тога, исправљач се исправља и филтрира како би се направио излазни једносмерни напон.
Регулација напона
Регулација напона врши се контролом фреквенције комутације. Излазни напон се надгледа повратном везом, а варијација напона користи се за регулацију фреквенције.	Исправљени и филтрирани једносмерни напон подвргава се излазном отпору раздјелника напона како би се направио излазни напон. Тај отпор се може контролисати повратним кругом који надгледа варијације излазног напона.
Ефикасност
Производња топлоте у СМПС је релативно ниска јер преклопни транзистор делује у подручјима искључења и глади. Мала величина излазног трансформатора такође чини губитак топлоте малим. Стога је ефикасност већа (85-90%).	Вишак снаге се распршује као топлота да би напон био константан у линеарном напајању. Штавише, улазни трансформатор је много обимнији; према томе, губици трансформатора су већи. Због тога је ефикасност линеарног напајања нижа чак 60%.
Буилд
Величина трансформатора СМПС-а не треба да буде велика јер ради у високофреквентним. Због тога ће тежина трансформатора такође бити мања. Као резултат, величина, као и тежина СМПС-а, много су нижа од линеарног напајања.	Линеарно напајање је много обимније јер улазни трансформатор мора бити велики због ниске фреквенције на којој ради. Како се у регулатору напона ствара више топлоте, потребно је користити и хладњаке.
Покривања буке и напона
СМПС ствара високофреквентни шум због пребацивања. То прелази у излазни напон, као и у улазни напон. Хармонично изобличавање у напајању од мреже може бити могуће и код СМПС-а.	Линеарно напајање не ствара буку у излазном напону. Хармонска дисторзија је много мања од оне СМПС-а.
Апликације
СМПС се може користити као преносиви уређај због мале градње. Али будући да ствара високу фреквенцију буке, СМПС се не могу користити за апликације осетљиве на буку, попут РФ и аудио апликација.	Линеарна напајања су много већа и не могу се користити за преносне уређаје. Пошто не стварају буку, а излазни напон је такође чист, користе се за већину електричних и електронских испитивања у лабораторијама.

Преглед - СМПС вс Линеарно напајање

СМПС и линеарно напајање су две врсте једносмерних напајања која се користе. Кључна разлика између СМПС и линеарног напајања су топологије које се користе за регулацију напона и за смањење напона. Док линеарно напајање претвара АЦ у нижи напон на почетку, СМПС прво исправља и филтрира мрежну струју, а затим прелази на високофреквентни АЦ пре него што одступи. Како се тежина и величина трансформатора повећава како се радна фреквенција смањује, улазни трансформатор линеарног напајања је много тежи и већи за разлику од СМПС-а. Поред тога, како се регулација напона врши уз расипање топлоте путем отпора, линеарно напајање треба да има топлотне одводе који их чине још тежим. Регулатор СМПС-а контролира фреквенцију комутације ради контроле излазног напона. Стога су СМПС мање величине и лакше тежине. Што је производња топлине у СМПС нижа, њихова ефикасност је такође већа.

Преузмите ПДФ верзију СМПС вс Линеарно напајање

Можете преузети ПДФ верзију овог чланка и користити је за оффлине употребу према напоменама. Молимо преузмите ПДФ верзију овде. Разлика између СМПС и Линеарног напајања.

Референце:

1. "Линеарни извори напајања и регулатори." Новости о поправцима електронике и технологија. Н.п., н.д. Веб. Доступно овде. 14. јуна 2017.
2. „Напајање у прекидачком режиму.“ Википедиа. Викимедијина фондација, 17. маја 2017. Веб. Доступно овде. 14. јуна 2017.

Љубазношћу слике:

1. „Напајање са линеарним регулатором напона“ Аутор ЦЛИ - сопствени рад, јавно власништво) преко Цоммонс Викимедиа
2. „Блок дијаграм СМПС“ од ИЕ на енглеској Википедији - Пребачен са ен.википедиа у Цоммонс од Дцировиц., Публиц Домаин) преко Цоммонс Викимедиа