Különbség az SMPS és a lineáris tápegység között | SMPS vs lineáris tápegység

Kulcs különbség - SMPS vs lineáris tápegység

A legtöbb elektronikai és elektromos berendezés DC feszültséget igényel a működéshez. Ezeket az eszközöket, különösen az integrált áramkörökkel rendelkező elektronikus eszközöket megbízható, torzításmentes egyenáramú feszültséggel kell ellátniuk ahhoz, hogy hibás működés vagy égetés nélkül működjenek. A DC tápegység célja, hogy tiszta DC feszültséget biztosítson ezeknek az eszközöknek. Az egyenáramú tápegységek lineáris és kapcsolt módba vannak besorolva, amelyek a topológiák, amelyek az egyenáramú tápellátást egyenletes DC-vé teszik. A lineáris tápegység egy transzformátort használ, hogy az egyenáramú feszültséget közvetlenül a szintre állítsa le, míg Az SMPS a váltóáramot egyenáramúvá alakítja egy kapcsolóeszköz segítségével, amely segít a kívánt feszültségszint átlagértékének elérésében. Ez a fő különbség az SMPS és a lineáris tápegység között.

Tartalomjegyzék

1. Áttekintés és kulcskülönbség

2. Mi a lineáris tápegység

3. Mi az SMPS

4. Side by Side összehasonlítás - SMPS vs lineáris tápegység táblázatos formában

5. Összefoglaló

Mi a lineáris tápegység?

Egy lineáris tápegységben a hálózati feszültség egyenesen alacsonyabb feszültségsé alakul át egy lefelé irányuló transzformátor segítségével. Ez a transzformátor nagy teljesítményt képes kezelni, mivel 50 / 60Hz-es AC feszültségen működik. Ezért ez a transzformátor nagyméretű és nagy, így a tápegység nehéz és nagy.

A leállított feszültséget ezután megszüntetjük és kiszűrjük, hogy megkapjuk a kimenethez szükséges egyenfeszültséget. Mivel a feszültség ezen a szinten változik a bemeneti feszültség torzulásától függően, a feszültségszabályozás a kimenet előtt történik. A lineáris tápegységben lévő feszültségszabályozó egy lineáris szabályozó, amely általában egy félvezető eszköz, amely változó ellenállásként működik. A kimeneti ellenállás értéke a kimeneti teljesítmény igényével változik, így a kimeneti feszültség állandó. Így a feszültségszabályozó áramelosztó eszközként működik. Az idő nagy részében eloszlatja a felesleges energiát, hogy állandóvá tegye a feszültséget. Ezért a feszültségszabályozónak nagy hűtőbordákkal kell rendelkeznie. Ennek eredményeképpen a lineáris tápegységek sokkal nehezebbé válnak. Ezen túlmenően, mivel a feszültségszabályozó hőként történő hőelvezetése eredményeképpen a lineáris tápegység hatékonysága akár 60% -kal is csökken.

Azonban a lineáris tápegységek nem okoznak elektromos zajt a kimeneti feszültségen.Ez biztosítja a transzformátor miatt a kimenet és a bemenet közötti izolációt. Ezért lineáris tápegységeket használnak nagyfrekvenciás alkalmazásokhoz, például rádiófrekvenciás eszközökhöz, audió alkalmazásokhoz, laboratóriumi vizsgálatokhoz, amelyek zajmentes tápellátást, jelfeldolgozást és erősítőket igényelnek.

01. ábra: Tápegység egy lineáris feszültségszabályozóval

Mi az SMPS?

Az SMPS (váltóáramú tápegység ) kapcsoló tranzisztoros eszközön működik. Először az egyenáramú egyenfeszültség egyenárammal átalakítja az AC bemenetet, anélkül, hogy csökkentené a feszültséget, szemben a lineáris tápegységgel. Ezután a DC-feszültség nagyfrekvenciás kapcsolásra kerül, jellemzően MOSFET tranzisztoron keresztül. Ez azt jelenti, hogy a MOSFET-on keresztül a feszültséget a MOSFET kapujel be- és kikapcsolja, általában egy impulzusszélesség-modulált 50 kHz-es jelet (chopper / inverter blokk). Ezt a vágási műveletet követően a hullámforma pulzált DC jelzéssé válik. Ezután egy lefelé irányuló transzformátort használnak a nagyfrekvenciás impulzusos DC jel feszültségének csökkentésére a kívánt szintre. Végül egy kimeneti egyenirányítót és egy szűrőt használnak a kimeneti egyenfeszültség visszaállításához.

02. ábra: SMPS blokkdiagramja

Az SMPS-ben a feszültségszabályozás egy visszacsatoló áramkörön keresztül történik, amely figyeli a kimeneti feszültséget. Ha a terhelés teljesítményigénye magas, akkor a kimeneti feszültség növekszik. Ezt a növekményt a szabályozó visszacsatoló áramkör észleli, és a PWM jel bekapcsolási arányának szabályozására szolgál. Így az átlagos jelfeszültség változik. Ennek eredményeként a kimeneti feszültséget állandó értéken tartják.

Az SMPS-ben használt lefelé irányuló transzformátor nagyfrekvenciájú; így a transzformátor térfogata és tömege jóval kisebb, mint a lineáris tápegység. Ez az egyik fő oka annak, hogy az SMPS sokkal kisebb és könnyebb, mint a lineáris típusú társa. Ráadásul a feszültségszabályozás úgy történik, hogy a túlzott teljesítményt nem elveszti Ohm-veszteség vagy hő. Az SMPS hatékonysága olyan magas, mint 85-90%.

Ugyanakkor az SMPS nagyfrekvenciás zajokat generál a MOSFET kapcsolási művelete miatt. Ez a zaj tükröződhet a kimeneti feszültségben; egyes fejlett és drága modelleknél ez a kimeneti zaj bizonyos mértékig enyhült. Ráadásul a kapcsolás elektromágneses és rádiófrekvenciás interferenciát is okoz. Ezért SMPS-ken RF árnyékoló és EMI szűrőket kell használni. Ezért az SMPS nem alkalmas audio és rádiófrekvenciás alkalmazásokhoz. Kevésbé zajérzékeny berendezések, például mobiltelefon-töltők, egyenáramú motorok, nagy teljesítményű alkalmazások stb. Alkalmazhatók SMPS-kkel. Könnyebb és kisebb design teszi kényelmessé a hordozható eszközöket is.

Mi a különbség az SMPS és a Lineáris tápegység között?

- diff A cikk előtti tábla előtt ->

SMPS vs lineáris tápegység
Az SMPS közvetlenül a hálózati feszültséget csökkenti a feszültség csökkentése nélkül. Ezután a konvertált DC nagyfrekvenciára vált át egy kisebb transzformátor számára, hogy csökkentse a kívánt feszültségszintet.Végül a nagyfrekvenciás AC jelet a DC kimeneti feszültségre helyezzük.	A lineáris tápegység az elején egy nagyobb transzformátorral csökkenti a kívánt értékre a feszültséget. Ezután az AC-t megszüntetjük és kiszűrjük, hogy a kimeneti egyenfeszültség keletkezzen.
Feszültségszabályozás
A feszültségszabályozás a kapcsolási frekvencia szabályozásával történik. A kimeneti feszültséget a visszacsatoló áramkör figyeli, és a frekvenciaváltó feszültségváltozását használja.	A kiegyenlített és szűrt DC feszültség egy feszültségosztó kimeneti ellenállásának van kitéve a kimeneti feszültség létrehozásához. Ez az ellenállás szabályozható egy visszacsatoló áramkörrel, amely figyeli a kimeneti feszültségváltozást.
Hatásosság
Az SMPS hőtermelése viszonylag alacsony, mivel a kapcsoló tranzisztor a vágási és éhezési régiókban működik. A kimeneti transzformátor kis mérete a hőveszteséget is kicsi. Ezért a hatékonyság nagyobb (85-90%).	A felesleges energia halmozódik fel, hogy a feszültséget egy lineáris tápegységben állandóvá tegye. Ráadásul a bemeneti transzformátor sokkal nagyobb; így a transzformátor veszteségei magasabbak. Ezért a lineáris áramellátás hatékonysága olyan alacsony, mint 60%.
Build
Az SMPS átalakítómérete nem kell nagy, mivel magas frekvenciájú. Ezért a transzformátor tömege is kisebb lesz. Ennek eredményeképpen az SMPS mérete és tömege jóval alacsonyabb, mint egy lineáris tápegység.	A lineáris tápegységek sokkal nagyobbak, mivel a bemeneti transzformátornak nagy az alacsony frekvenciája miatt. Ahogy több feszültség keletkezik egy feszültségszabályozóban, a hűtőbordákat is fel kell használni.
Zaj és feszültség torzítások
Az SMPS nagyfrekvenciájú zajt generál a kapcsolás miatt. Ez a kimeneti feszültséghez és a hálózati tápfeszültséghez néha bekövetkezik. A hálózati feszültség harmonikus torzítása az SMPS-kben is lehetséges.	A lineáris tápegységek nem adnak hangot a kimeneti feszültségben. A harmonikus torzítás sokkal kisebb, mint az SMPS-ké.
Alkalmazások
Az SMPS hordozható eszközként használható a kis méret miatt. De mivel nagyfrekvenciájú zajt generál, az SMPS-k nem használhatók zajérzékeny alkalmazásokhoz, például RF és audio alkalmazásokhoz.	A lineáris tápegységek sokkal nagyobbak, és nem használhatók hordozható eszközökhöz. Mivel nem okoznak zajot, és a kimeneti feszültség is tiszta, a laboratóriumok elektromos és elektronikus tesztjeinek nagy részét használják.

Összegzés - SMPS vs lineáris tápegység

Az SMPS és a lineáris tápegységek kétféle egyenáramú tápegységet használnak. Az SMPS és a lineáris tápegység közötti legfontosabb különbség a feszültségszabályozás és a feszültségcsökkenés által használt topológiák. Míg a lineáris tápegység az AC-t kezdetben kisfeszültségre alakítja, az SMPS először egyenesen elforgatja és szűrte a hálózati feszültséget, majd nagyfrekvenciás váltakozó áramra vált. Mivel a transzformátor tömege és mérete növekszik, mivel a működési frekvencia csökken, a lineáris tápegységek bemeneti átalakítója sokkal nehezebb és nagyobb, mint az SMPS.Ezenkívül, mivel a feszültségszabályozás hőellenálláson keresztül történik, a lineáris tápegységeknek hűtőbordákkal kell rendelkezniük, amelyek még nehezebbé teszik őket. Az SMPS szabályozója szabályozza a kapcsolási frekvenciát a kimeneti feszültség szabályozására. Ezért az SMPS kisebb méretű és könnyebb a tömegben. Mivel az SMPS hőtermelése alacsonyabb, a hatékonyságuk is magasabb.

Az SMPS vagy a lineáris tápegység PDF verziójának letöltése

E cikk PDF-verzióját letöltheti offline hivatkozásként. Kérjük, töltse le PDF verzióját az SMPS és a lineáris tápegység közötti különbségről.

Referencia:

1. "Lineáris tápegységek és szabályozók. "Elektronikai javítás és technológiai hírek. N. p., n. d. Web. Elérhető itt. 2017. június 14-én.

2. "Kapcsolt üzemmódú tápegység. "Wikipedia. Wikimedia Alapítvány, 2017. május 17. Web. Elérhető itt. 2017. június 14.

Képtelenség:

1. "Tápellátás lineáris feszültségszabályozóval" A CLI - Saját munkák, Public Domain) Commons Wikimedia alatt

2. "SMPS Blokkdiagram" IE-vel az angol Wikipédián keresztül - Transferred from en. Wikipédia a Commons által Dcirovic., Public Domain) a Commons Wikimedia alatt