Perbezaan Antara SMPS dan Bekalan Kuasa Linear
Share
Perbezaan Utama - SMPS vs Bekalan Kuasa Linear
Kebanyakan peranti elektronik dan elektrik memerlukan voltan DC untuk berfungsi. Peranti ini, terutamanya peranti elektronik dengan litar bersepadu, harus dibekalkan dengan voltan DC yang kurang dipercayai dan kurang untuk mereka bekerja tanpa berfungsi atau dibakar. Tujuan bekalan kuasa DC adalah untuk membekalkan voltan DC bersih ke peranti ini. Bekalan kuasa DC dikategorikan kepada linear dan switched-mode, yang merupakan topologi yang terlibat untuk menjadikan bekalan utama AC menjadi lancar DC. Bekalan kuasa linear menggunakan pengubah untuk secara langsung menurunkan voltan sesalur AC ke tahap yang dikehendaki sementara SMPS menukarkan AC ke DC menggunakan peranti pensuisan yang membantu mendapatkan nilai purata tahap voltan yang dikehendaki. Ini adalah perbezaan utama antara SMPS dan bekalan kuasa linier.
KANDUNGAN
1. Gambaran Keseluruhan dan Perbezaan Utama
2. Apakah Bekalan Kuasa Linear
3. Apakah SMPS
4. Perbandingan Side by Side - SMPS vs Bekalan Kuasa Linear dalam Borang Tabular
5. Ringkasan
Apakah Bekalan Kuasa Linear??
Dalam bekalan kuasa linear, voltan AC utama ditukarkan ke voltan yang lebih rendah secara langsung oleh pengubah langkah ke bawah. Pengubah ini perlu mengendalikan kuasa yang besar kerana ia berfungsi pada frekuensi utama AC 50 / 60Hz. Oleh itu, pengubah ini besar dan besar, menjadikan bekalan kuasa berat dan besar.
Voltan yang turun ke bawah kemudian dibetulkan dan ditapis untuk mendapatkan voltan DC yang diperlukan untuk output. Oleh kerana voltan pada tahap ini tertakluk kepada perubahan bergantung kepada gangguan voltan masukan, peraturan voltan dilakukan sebelum output. Pengatur voltan dalam bekalan kuasa linier adalah pengatur linear, yang biasanya merupakan peranti semikonduktor yang bertindak sebagai perintang variabel. Nilai rintangan output berubah dengan keperluan kuasa keluaran, menjadikan pemalar voltan keluaran. Oleh itu, pengawal selia voltan beroperasi sebagai peranti pelepas kuasa. Kebanyakan masa, ia menghilangkan kuasa yang berlebihan untuk menjadikan pemalar voltan. Oleh itu, pengawal voltan perlu mempunyai sinki haba yang besar. Akibatnya, bekalan kuasa linear menjadi lebih berat. Selain itu, hasil daripada pelesapan kuasa oleh pengawal selia voltan sebagai haba, kecekapan bekalan kuasa linear menurun sebanyak kira-kira 60%.
Walau bagaimanapun, bekalan kuasa linear tidak menghasilkan bunyi elektrik pada voltan keluaran. Ia memberikan pengasingan antara output dan input kerana pengubah. Oleh itu, bekalan kuasa linear digunakan untuk aplikasi frekuensi tinggi seperti peranti frekuensi radio, aplikasi audio, ujian makmal yang memerlukan bekalan bebas bunyi, pemprosesan isyarat, dan penguat.
Rajah 01: Bekalan Kuasa dengan Pengawal Selanjar Voltan
Apakah SMPS?
SMPS (bekalan kuasa mod switched) beroperasi pada peranti transistor bertukar. Pada mulanya, input AC ditukar kepada voltan DC oleh penerus, tanpa mengurangkan voltan, tidak seperti dalam bekalan kuasa linier. Kemudian voltan DC mengalami penukaran frekuensi tinggi, biasanya oleh transistor MOSFET. Maksudnya, voltan melalui MOSFET dihidupkan dan dimatikan oleh isyarat MOSFET Gate, biasanya isyarat larutan denyut nadi kira-kira 50 kHz (blok heliks / penyongsang). Selepas operasi mencincang ini, bentuk gelombang menjadi isyarat denyut-DC. Selepas itu, pengubah langkah ke bawah digunakan untuk mengurangkan voltan isyarat DC berdenyut tinggi ke tahap yang dikehendaki. Akhir sekali, penerus output dan penapis digunakan untuk membuat kembali voltan DC output.
Rajah 02: Rajah Blok SMPS
Peraturan voltan di SMPS dilakukan melalui litar umpan balik yang memantau tegangan keluaran. Sekiranya keperluan kuasa beban tinggi, voltan output cenderung meningkat. Peningkatan ini dikesan oleh litar pemangkuan regulator dan digunakan untuk mengawal nisbah on-to-off isyarat PWM. Oleh itu, perubahan voltan isyarat purata. Akibatnya, voltan keluaran dikawal untuk tetap berterusan.
Transformer langkah ke bawah yang digunakan di SMPS beroperasi pada frekuensi tinggi; oleh itu, jumlah dan berat pengubah adalah jauh lebih rendah daripada bekalan kuasa linier. Ini menjadi sebab utama bagi SMPS menjadi lebih kecil dan lebih ringan daripada rakan sebaya jenis linearnya. Tambahan pula, peraturan voltan dilakukan tanpa melemahkan daya yang berlebihan seperti Ohmic-loss atau heat. Kecekapan SMPS mendapat setinggi 85-90%.
Pada masa yang sama, SMPS menghasilkan hingar frekuensi tinggi kerana operasi menukar MOSFET. Bunyi ini dapat dilihat dalam voltan keluaran; Walau bagaimanapun, dalam beberapa model yang canggih dan mahal, bunyi output ini dikurangkan sedikit sebanyak. Selain itu, pensuisan juga mencipta gangguan frekuensi elektromagnetik dan radio. Oleh itu, ia perlu menggunakan pengawal RF dan penapis EMI di SMPS. Oleh itu, SMPS bukan aplikasi audio dan frekuensi radio yang sesuai. Kurang peralatan sensitif bunyi seperti pengecas telefon bimbit, motor DC, aplikasi kuasa tinggi, dan lain-lain boleh digunakan dengan SMPS. Reka bentuk yang lebih ringan dan lebih kecil menjadikannya mudah digunakan sebagai peranti mudah alih juga.
Apakah perbezaan antara SMPS dan Bekalan Kuasa Linear?
SMPS vs Bekalan Kuasa Linear | |
| SMPS secara langsung membetulkan AC utama tanpa mengurangkan voltan. Kemudian DC yang ditukar dihidupkan dalam frekuensi tinggi untuk pengubah yang lebih kecil untuk mengurangkannya ke tahap voltan yang dikehendaki. Akhirnya, isyarat AC frekuensi tinggi diperbetulkan kepada voltan keluaran DC. | Bekalan kuasa linear mengurangkan voltan kepada nilai yang dikehendaki pada permulaan oleh pengubah yang lebih besar. Selepas itu, AC dibetulkan dan ditapis untuk menghasilkan voltan DC output. |
| Peraturan Voltan | |
| Peraturan voltan dilakukan dengan mengawal kekerapan beralih. Voltan keluaran dipantau oleh litar umpan balik dan variasi voltan digunakan untuk kawalan kekerapan. | Voltan DC yang diperbetulkan dan ditapis tertakluk kepada rintangan keluaran pembahagi voltan untuk membuat voltan keluaran. Rintangan ini dapat dikawal oleh litar umpan balik yang memantau variasi voltan keluaran. |
| Kecekapan | |
| Penjanaan haba di SMPS adalah agak rendah sejak transistor beralih beroperasi di kawasan cut-off dan kelaparan. Saiz kecil pengubah output juga menyebabkan kehilangan haba kecil. Oleh itu, kecekapan adalah lebih tinggi (85-90%). | Kuasa yang berlebihan disepadukan sebagai haba untuk menjadikan pemalar voltan dalam bekalan kuasa linier. Selain itu, pengubah masukan lebih besar; Oleh itu, kerugian pengubah adalah lebih tinggi. Oleh itu, kecekapan bekalan kuasa linear serendah 60%. |
| Bina | |
| Saiz Transformer SMPS tidak perlu besar kerana ia beroperasi dalam frekuensi tinggi. Oleh itu, berat pengubah juga akan kurang. Akibatnya, saiz, dan berat SMPS jauh lebih rendah daripada bekalan kuasa linier. | Bekalan kuasa linear jauh lebih besar kerana pengubah input harus besar disebabkan oleh frekuensi rendah yang beroperasi. Oleh kerana lebih banyak haba dijana dalam pengatur voltan, sink haba juga harus digunakan. |
| Gangguan dan gangguan voltan | |
| SMPS menjana bunyi frekuensi tinggi kerana beralih. Ini berpindah ke voltan keluaran, dan kadang kala memasukkan input utama. Penyimpangan harmonik dalam kuasa utama mungkin juga boleh dilakukan di SMPS. | Bekalan kuasa linear tidak menghasilkan bunyi dalam voltan keluaran. Penyimpangan harmonik jauh lebih rendah daripada SMPS. |
| Permohonan | |
| SMPS boleh digunakan sebagai peranti mudah alih kerana membina kecil. Tetapi kerana ia menjana bunyi frekuensi tinggi, SMPS tidak boleh digunakan untuk aplikasi sensitif bunyi seperti aplikasi RF dan audio. | Bekalan kuasa linear jauh lebih besar dan tidak boleh digunakan untuk peranti mudah alih. Oleh kerana mereka tidak menghasilkan bunyi dan voltan output juga bersih, ia digunakan untuk kebanyakan ujian elektrik dan elektronik di makmal. |
Ringkasan - Bekalan Kuasa Linear SMPS vs Linear
Bekalan kuasa SMPS dan Linear adalah dua jenis bekalan kuasa DC digunakan. Perbezaan utama antara SMPS dan bekalan kuasa linear ialah topologi yang digunakan untuk peraturan voltan dan voltan yang turun. Walaupun bekalan kuasa linear menukarkan AC kepada voltan rendah pada mulanya, SMPS terlebih dahulu membetulkan dan menapis AC utama dan kemudian bertukar kepada AC frekuensi tinggi sebelum melangkah ke bawah. Oleh kerana berat dan saiz pengubah meningkat apabila kekerapan operasi berkurangan, pengubah input bekalan kuasa linear jauh lebih berat dan lebih besar tidak seperti di SMPS. Di samping itu, apabila peraturan voltan dilakukan dengan pelesapan haba melalui rintangan, bekalan kuasa linear harus mempunyai sink haba yang menjadikannya lebih berat. Pengawal selia SMPS mengawal frekuensi pensuisan untuk mengawal voltan keluaran. Oleh itu, SMPS lebih kecil saiznya dan lebih ringan dalam berat badan. Oleh kerana generasi haba di SMPS lebih rendah, kecekapan mereka juga lebih tinggi.
Muat turun Versi PDF bagi Bekalan Kuasa Linear SMPS vs Linear
Anda boleh memuat turun versi PDF artikel ini dan menggunakannya untuk tujuan luar talian seperti nota kutipan. Sila muat turun versi PDF di sini Perbezaan Antara SMPS dan Bekalan Kuasa Linear.
Rujukan:
1. "Bekalan Kuasa Lurus dan Pengawal Selia." Berita Pembaikan Dan Teknologi Berita Elektronik. N.p., n.d. Web. Terdapat di sini. 14 Jun 2017.
2. "Bekalan kuasa mod switched." Wikipedia. Yayasan Wikimedia, 17 Mei 2017. Web. Terdapat di sini. 14 Jun 2017.
Image Courtesy:
1. "Bekalan kuasa dengan pengatur voltan linear" Oleh CLI - Kerja sendiri, Domain Awam) melalui Wikimedia Commons
2. "Rajah Blok SMPS" Dengan IE di Wikipedia Bahasa Inggeris - Dipindah dari en.wikipedia ke Commons oleh Dcirovic., Public Domain) melalui Wikimedia Commons
