Navedite primjer koji ilustruje razliku između prekidačkog napajanja i normalnog napajanja
Tehnologija prekidačkog napajanja neprestano se razvija zajedno sa napretkom i inovacijama tehnologije energetske elektronike. Zbog svoje kompaktne veličine, male težine i velike efikasnosti, prekidački izvori napajanja se trenutno koriste u gotovo svim elektroničkim uređajima. S obzirom na trenutni brzi razvoj industrije elektronskih informacija, to je bitna tehnika napajanja.
Moderna energetska elektronska tehnologija se koristi putem prekidačkih izvora napajanja za regulaciju vremenskog omjera uključivanja i isključivanja kako bi se održao konstantan izlazni napon. Glavne komponente prekidačkog napajanja su MOSFET i PWM upravljački IC. Prekidačko napajanje i linearno napajanje su povezani. Preklopna cijev se koristi za kontrolu uključivanja-isključivanja struje kako bi se stvorila visokofrekventna impulsna struja nakon što njen ulazni terminal direktno ispravlja naizmjeničnu struju u jednosmjernu dok radi pod utjecajem visokofrekventnog oscilirajućeg kruga. Induktor se koristi za osiguravanje stalne jednosmjerne struje niskog napona.
Tipično, MOSFET plus IC za kontrolu širine impulsa čine prekidačko napajanje. Prekidački izvori napajanja postali su sve uobičajeniji s napretkom i inovacijama tehnologije energetske elektronike zbog svoje male veličine, male težine i visoke efikasnosti, što pokazuje njihov značaj.
Preklopna napajanja mogu se široko kategorizirati u tri grupe na osnovu načina na koji su sklopni uređaji povezani u krug: serijska prekidačka napajanja, paralelna prekidačka napajanja i transformatorska prekidačka napajanja. Prekidačko napajanje transformatorskog tipa može se dalje raščlaniti na push-pull, polu-most, puni most i druge varijacije. Može se podijeliti u četiri kategorije: tip naprijed, povratni tip, tip jednostruke pobude i tip dvostruke pobude, ovisno o tome kako je transformator pobuđen i fazi izlaznog napona.
Dakle, koja je razlika između prekidačkog napajanja i običnog napajanja?
Linearno napajanje, ili napajanje u kojem cijev za podešavanje radi u linearnom stanju, je ono što se obično podrazumijeva pod pojmom "redovno napajanje". Nasuprot tome, prekidačka cijev radi u dva stanja uključena i isključena u prekidačkom napajanju: uključena, gdje je otpor minimalan, i isključena, gdje je otpor značajan. Relativno novi oblik napajanja koji se zove prekidačko napajanje ima prednosti visoke efikasnosti, male težine, mogućnosti povećanja i smanjenja i ogromne izlazne snage. Ali budući da krug radi u prekidačkom režimu, šum je prilično značajan.
Ilustracije radi, sklop prekidačkog napajanja sa stepenom na niže se sastoji od prekidača, dioda sa slobodnim hodom, induktora za pohranu energije i filterskih kondenzatora. Kada je sklopka zatvorena, napajanje šalje električnu energiju kroz prekidač i induktor do opterećenja, dok također skladišti dio električne energije u kondenzatoru i induktoru. Samoinduktivnost induktivnosti uzrokuje da struja polako raste nakon aktiviranja prekidača, sprečavajući izlaz da brzo dostigne vrijednost napona napajanja. Struja u kolu će nastaviti teći s lijeva na desno čak i nakon što se prekidač uključi isključen na unaprijed određeno vrijeme zbog samoinduktivnosti induktora. Ova struja cirkuliše kroz opterećenje, izlazi iz žice za uzemljenje, putuje do anode diode slobodnog hoda, teče kroz diodu, a zatim se okreće do lijevog kraja induktora. Vremena zatvaranja i otvaranja prekidača se mogu podesiti, čime se kontroliše izlazni napon. Cilj regulacije napona se postiže ako se vremenom uključivanja i isključivanja upravlja praćenjem izlaznog napona kako bi se održao konstantan izlazni napon.
Cijev za podešavanje napona koja se koristi i u prekidačkom i u zajedničkom napajanju koristi princip povratne sprege za stabilizaciju napona. Prekidačko napajanje se prilagođava pomoću prekidačke cijevi, dok se konvencionalno napajanje obično prilagođava korištenjem područja linearnog pojačanja triode. Nasuprot tome, prekidački izvor napajanja koristi manje energije, ima širi raspon primjene za AC napon i proizvodi istosmjernu struju s manje valovitosti. Prebacivanje impulsnih smetnji je nedostatak.
Preklopne cijevi gornjeg i donjeg mosta uključuju se jedna po jedna kao osnovni koncept rada polumostnog prekidačkog napajanja. Preklopna cijev gornjeg mosta je mjesto gdje struja prvo ulazi. Električna energija se akumulira u induktivnoj zavojnici koristeći njenu sposobnost skladištenja, a prekidač višeg mosta se konačno isključuje. Kada je prekidačka cijev donjeg mosta aktivirana, induktivni kalem i kondenzator će nastaviti da obezbjeđuju električnu energiju vanjskom svijetu. Poznato je kao prekidačko napajanje jer se dvije prekidačke cijevi moraju uključivati i isključivati uzastopno. Nakon što isključite cijev prekidača donjeg mosta, otvorite gornji most kako biste omogućili protok struje. Drugačije je linearno napajanje. Viša vodovodna cijev stalno ispušta vodu jer nije uključen prekidač. Voda će iscuriti ako je ima previše. U nekim cijevima za podešavanje linearnog napajanja to često primjećujemo. Sva neograničena električna energija se pretvara u toplotnu energiju. Iz ove perspektive, efikasnost konverzije linearnog napajanja je izuzetno niska, a kada je toplota visoka, životni vek komponente će se neizbežno skratiti i uticati na krajnji efekat upotrebe.
Međutim, ključna razlika između njegovog prekidačkog napajanja i redovnog napajanja je način na koji radi. Cijev za podešavanje snage linearnog napajanja neprekidno radi u području pojačanja i uvijek je u funkciji. Potrebne su ogromne cijevi za podešavanje snage i veliki radijator je izgrađen kao rezultat značajnog gubitka snage na cijevi za podešavanje, što rezultira značajnom proizvodnjom topline i niskom efikasnošću, često između 40 posto i 60 posto. Princip rada linearnog napajanja zahtijeva upotrebu naponskog uređaja za prebacivanje s visokog napona na niski napon. Obično se sastoji od transformatora, dok postoje alternative kao što je KX napajanje koje ispravlja signal i daje jednosmerni napon. U ovoj metodi, zapremina je velika, teška, neefikasna i stvara mnogo toplote, ali takođe ima Prednosti kao što su malo talasanje, dobra stopa prilagođavanja, malo vanjskih smetnji i radi s analognim kolima ili drugim pojačalima. Uređaj za napajanje prekidača radi u prekidačkom stanju. Za transformator i skladište energije energija se privremeno pohranjuje kroz induktivnu zavojnicu kada se podesi napon, tako da postoji mali gubitak, visoka efikasnost i manja potreba za odvođenjem topline. Viši standardi važe za induktivnost, koja se mora konstruirati od materijala visoke propusnosti s malim gubicima. Njegov transformator ima veličinu slova. Efikasnost se kreće od 80 posto do 98 posto ukupno. Iako je prekidačko napajanje maleno i ima visoku efikasnost, manje je efikasno od linearnih izvora napajanja u smislu talasa, napona i brzine prilagođavanja struje.
