SMPS ve Doğrusal Güç Kaynağı Arasındaki Fark
Share
Temel Fark - SMPS ve Lineer Güç Kaynağı
Çoğu elektronik ve elektrikli cihazların çalışması için DC gerilimi gerekir. Bu cihazlara, özellikle entegre devrelere sahip elektronik cihazlara, arızalanmadan veya yanmadan çalışabilmeleri için güvenilir, bozulmasız DC voltajı sağlanmalıdır. Bir DC güç kaynağının amacı, bu cihazlara temiz DC voltajı sağlamaktır. DC güç kaynakları, AC şebeke beslemesini düzgün DC'ye yapmak için kullanılan topolojiler olan doğrusal ve anahtarlamalı modda kategorize edilir. Doğrusal güç kaynağı, AC şebeke voltajını doğrudan istenen seviyeye düşürmek için bir transformatör kullanır süre SMPS, istenen voltaj seviyesinin ortalama değerini elde etmeye yardımcı olan bir anahtarlama cihazı kullanarak AC'yi DC'ye dönüştürür. Bu, SMPS ve doğrusal güç kaynağı arasındaki temel farktır.
İÇİNDEKİLER
1. Genel Bakış ve Temel Fark
2. Doğrusal Güç Kaynağı Nedir
3. SMPS nedir
4. Yan Yana Karşılaştırma - Tablo Şeklinde SMPS vs Lineer Güç Kaynağı
5. Özet
Doğrusal Güç Kaynağı Nedir?
Doğrusal bir güç kaynağında, şebeke AC voltajı doğrudan bir aşağı inen transformatör tarafından daha düşük bir voltaja dönüştürülür. Bu transformatör, 50 / 60Hz AC şebeke frekansında çalıştığı için büyük bir güçle çalışmalıdır. Bu nedenle, bu transformatör hantal ve büyüktür, güç kaynağını ağır ve büyük yapar.
Daha sonra, çıkış için gerekli DC voltajını elde etmek için düşürülmüş voltaj düzeltilir ve filtrelenir. Bu seviyedeki voltaj, giriş voltajının bozulmalarına bağlı olarak değiştiğinden, çıkıştan önce bir voltaj regülasyonu yapılır. Doğrusal bir güç kaynağındaki voltaj regülatörü, genellikle değişken bir direnç görevi gören yarı iletken bir cihaz olan doğrusal bir regülatördür. Çıkış direnci değeri, çıkış gücü gereksinimi ile değişerek çıkış voltajını sabit hale getirir. Böylece, voltaj regülatörü bir güç dağıtım cihazı olarak çalışır. Çoğu zaman, voltajı sabit hale getirmek için aşırı gücü dağıtır. Bu nedenle, voltaj regülatörünün büyük ısı alıcıları olmalıdır. Sonuç olarak, doğrusal güç kaynakları çok daha ağır hale gelir. Ayrıca, voltaj regülatörü tarafından ısı olarak güç kaybının bir sonucu olarak, doğrusal bir güç kaynağının verimliliği yaklaşık% 60'a kadar düşer.
Ancak, doğrusal güç kaynakları çıkış voltajında elektriksel gürültü üretmez. Trafo nedeniyle çıkış ve giriş arasında izolasyon sağlar. Bu nedenle, radyo frekansı cihazları, ses uygulamaları, gürültüsüz besleme gerektiren laboratuvar testleri, sinyal işleme ve amplifikatörler gibi yüksek frekanslı uygulamalar için doğrusal güç kaynakları kullanılır..
Şekil 01: Doğrusal Voltaj Regülatörlü Güç Kaynağı
SMPS nedir?
SMPS (anahtarlamalı güç kaynağı) anahtarlama transistör cihazı üzerinde çalışır. İlk olarak, AC girişi doğrusal bir güç kaynağından farklı olarak gerilimi düşürmeden bir doğrultucu ile DC gerilimine dönüştürülür. Daha sonra DC gerilimi, tipik olarak bir MOSFET transistörü tarafından yüksek frekanslı bir anahtarlamaya maruz kalır. Yani, MOSFET'ten gelen voltaj, genellikle yaklaşık 50 kHz'lik bir darbe genişliği modülasyonlu sinyal olan (kıyıcı / evirici bloğu) MOSFET Kapı sinyali tarafından açılır ve kapatılır. Bu doğrama işleminden sonra dalga formu darbeli bir DC sinyali haline gelir. Bundan sonra, yüksek frekanslı atımlı DC sinyalinin voltajını istenen seviyeye düşürmek için bir aşağı inen transformatör kullanılır. Son olarak, çıkış DC gerilimini geri almak için bir çıkış doğrultucu ve bir filtre kullanılır.
Şekil 02: Bir SMPS'nin Blok Şeması
SMPS'deki voltaj regülasyonu, çıkış voltajını izleyen bir geri besleme devresi aracılığıyla yapılır. Yükün güç gereksinimi yüksekse, çıkış voltajı artma eğilimindedir. Bu artış regülatör geri besleme devresi tarafından tespit edilir ve PWM sinyalinin açma-kapama oranını kontrol etmek için kullanılır. Böylece ortalama sinyal voltajı değişir. Sonuç olarak, çıkış voltajı sabit tutmak için kontrol edilir.
SMPS'de kullanılan aşağı inen transformatör yüksek frekansta çalışır; dolayısıyla transformatörün hacmi ve ağırlığı doğrusal bir güç kaynağından çok daha azdır. Bu, bir SMPS'nin doğrusal tipteki karşıtlığından çok daha küçük ve hafif olması için önemli bir neden haline gelir. Dahası, voltaj regülasyonu Ohm kaybı veya ısı olarak aşırı gücü dağıtmadan yapılır. SMPS'nin verimliliği% 85-90'a kadar çıkıyor.
Aynı zamanda, bir SMPS, MOSFET'in anahtarlama işlemi nedeniyle yüksek frekanslı gürültü üretir. Bu gürültü çıkış voltajına yansıtılabilir; ancak, bazı gelişmiş ve pahalı modellerde, bu çıkış gürültüsü bir ölçüde azaltılır. Ayrıca, anahtarlama elektromanyetik ve radyo frekansı paraziti de yaratır. Bu nedenle, SMPS'lerde RF ekranlama ve EMI filtrelerinin kullanılması gerekir. Bu nedenle, SMPS uygun ses ve radyo frekansı uygulamaları değildir. Cep telefonu şarj cihazları, DC motorlar, yüksek güç uygulamaları vb. Gibi daha az gürültüye duyarlı ekipmanlar SMPS'lerle kullanılabilir. Daha hafif ve daha küçük tasarımı, taşınabilir cihazlar olarak da kullanılmasını kolaylaştırır.
SMPS ve Doğrusal Güç Kaynağı arasındaki fark nedir?
SMPS ve Doğrusal Güç Kaynağı | |
| SMPS, gerilimi azaltmadan doğrudan şebeke AC'sini düzeltir. Daha sonra dönüştürülen DC, daha küçük bir transformatör için istenen voltaj seviyesine düşürmek için yüksek frekansta değiştirilir. Son olarak, yüksek frekanslı AC sinyali DC çıkış voltajına giderilir. | Doğrusal güç kaynağı daha büyük bir transformatör tarafından voltajı başlangıçta istenen değere düşürür. Bundan sonra, AC DC çıkışı yapmak için rektifiye edilir ve filtrelenir. |
| Voltaj regülasyonu | |
| Voltaj regülasyonu anahtarlama frekansı kontrol edilerek yapılır. Çıkış gerilimi geri besleme devresi tarafından izlenir ve gerilim değişimi frekans kontrolü için kullanılır. | Rektifiye edilmiş ve filtrelenmiş DC voltajı, çıkış voltajını yapmak için bir voltaj bölücünün çıkış direncine tabi tutulur. Bu direnç, çıkış voltajı değişimini izleyen bir geri besleme devresi ile kontrol edilebilir. |
| verim | |
| Anahtarlama transistörü kesme ve açlık bölgelerinde çalıştığından SMPS'deki ısı üretimi nispeten düşüktür. Çıkış transformatörünün küçük boyutu da ısı kaybını azaltır. Bu nedenle, verimlilik daha yüksektir (% 85-90). | Aşırı güç, doğrusal bir güç kaynağında voltajı sabit hale getirmek için ısı olarak dağıtılır. Ayrıca, giriş transformatörü daha hantal; dolayısıyla transformatör kayıpları daha yüksektir. Bu nedenle, doğrusal bir güç kaynağının verimliliği% 60 kadar düşüktür. |
| İnşa etmek | |
| Bir SMPS'nin transformatör boyutunun, yüksek frekansta çalıştığı için büyük olması gerekmez. Bu nedenle, transformatörün ağırlığı da daha az olacaktır. Sonuç olarak, bir SMPS'nin boyutu ve ağırlığı doğrusal bir güç kaynağından çok daha düşüktür. | Giriş trafosunun üzerinde çalıştığı düşük frekans nedeniyle büyük olması gerektiğinden, doğrusal güç kaynakları çok daha hantaldır. Bir voltaj regülatöründe daha fazla ısı üretildiğinden, ısı emiciler de kullanılmalıdır.. |
| Gürültü ve Gerilim Bozulmaları | |
| SMPS, anahtarlama nedeniyle yüksek frekanslı bir gürültü üretir. Bu, çıkış voltajına ve bazen de şebeke girişine geçer. Şebeke gücünde harmonik bozulma SMPS'lerde de mümkün olabilir. | Doğrusal güç kaynakları çıkış voltajında gürültü üretmez. Harmonik bozulma SMPS'lerinkinden çok daha az. |
| Uygulamalar | |
| SMPS, küçük yapı nedeniyle taşınabilir cihazlar olarak kullanılabilir. Ancak yüksek frekanslı bir gürültü oluşturduğundan, SMPS'ler RF ve ses uygulamaları gibi gürültüye duyarlı uygulamalar için kullanılamaz. | Doğrusal güç kaynakları çok daha büyüktür ve taşınabilir aygıtlar için kullanılamaz. Gürültü üretmediklerinden ve çıkış voltajı da temiz olduğundan, laboratuvarlardaki elektrik ve elektronik testlerin çoğunda kullanılırlar. |
Özet - SMPS vs Lineer Güç Kaynağı
SMPS ve Doğrusal güç kaynakları kullanımda iki tür DC güç kaynağıdır. SMPS ve doğrusal güç kaynağı arasındaki temel fark, voltaj regülasyonu ve voltajın düşürülmesi için kullanılan topolojilerdir. Doğrusal güç kaynağı başlangıçta AC'yi düşük voltaja dönüştürürken, SMPS önce şebeke AC'sini düzeltir ve filtreler, ardından aşağı inmeden önce yüksek frekanslı bir AC'ye geçer. Transformatör ağırlığı ve boyutu çalışma frekansı azaldıkça arttığından, lineer güç kaynaklarının giriş transformatörü SMPS'den farklı olarak çok daha ağır ve daha büyüktür. Ayrıca, voltaj regülasyonu dirençler yoluyla ısı yayılımı ile yapıldığından, lineer güç kaynakları onları daha da ağırlaştıran ısı emicilerine sahip olmalıdır. SMPS'lerin regülatörü, çıkış voltajını kontrol etmek için anahtarlama frekansını kontrol eder. Bu nedenle, SMPS daha küçük boyutlu ve daha hafiftir. SMPS'deki ısı üretimi daha düşük olduğundan, verimlilikleri de daha yüksektir.
İndir SMPS vs Lineer Güç Kaynağı PDF Versiyonu
Bu makalenin PDF sürümünü indirebilir ve alıntı notlarına göre çevrimdışı amaçlar için kullanabilirsiniz. Lütfen PDF sürümünü buradan indirin SMPS ve Doğrusal Güç Kaynağı Arasındaki Fark.
Referans:
1. “Doğrusal Güç Kaynakları ve Regülatörler.” Elektronik Tamir Ve Teknoloji Haberleri. N.p., n.d. Ağ. Burada bulabilirsiniz. 14 Haziran 2017.
2. “Anahtarlamalı güç kaynağı.” Vikipedi. Wikimedia Vakfı, 17 Mayıs 2017. Web. Burada bulabilirsiniz. 14 Haziran 2017.
Görünüm inceliği:
1. “Lineer voltaj regülatörlü güç kaynağı” CLI tarafından - Kendi işi, Kamusal Alan) Commons Wikimedia üzerinden
2. “SMPS Blok Diyagramı” IE'de İngilizce Wikipedia - tr.wikipedia'dan Dcirovic., Public Domain tarafından Commons'a aktarıldı) Commons Wikimedia üzerinden
