Sličnosti i razlike između visokofrekventnog prekidačkog napajanja i linearnog napajanja
1. Razlika između visokofrekventnog prekidačkog napajanja i običnog napajanja
Karakteristike običnog napajanja:
Obično je to linearno napajanje, a linearno napajanje se odnosi na napajanje u kojem regulatorna cijev radi u linearnom stanju. Međutim, ovo se razlikuje od visokofrekventnih prekidačkih izvora napajanja. Preklopna cijev (u prekidačkom napajanju, cijev za podešavanje se obično naziva prekidačka cijev) radi u dva stanja: otpor na uključenje je vrlo mali; off-otpor je veliki.
Karakteristike visokofrekventnog prekidačkog napajanja:
Visokofrekventno prekidačko napajanje obično se sastoji od (pulsno širinska modulacija) PWM upravljačkog IC-a i MOSFET-a. Sa razvojem i inovacijama tehnologije energetske elektronike, prekidačka napajanja uglavnom se koriste u malim dimenzijama, male težine i visoke efikasnosti, koja se gotovo primjenjuju na sve elektronske uređaje, a njihova važnost je očigledna.
Visokofrekventni prekidači za napajanje su relativno nova vrsta napajanja. Ima prednosti visoke efikasnosti, male težine, povećanja i smanjenja napona i velike izlazne snage. Međutim, budući da kolo radi u prekidačkom stanju, šum je relativno velik. Hajde da ukratko prodiskutujemo kako funkcioniše sklopno napajanje.
Kolo se sastoji od prekidača K (tranzistor ili cijev s efektom polja u stvarnom krugu), slobodne diode D, induktora za skladištenje energije L, filterskog kondenzatora C i slično. Kada je sklopka zatvorena, napajanje će strujom napajati opterećenje preko prekidača K i induktora L, a dio električne energije će skladištiti u induktoru L i kondenzatoru C. Zbog samoinduktivnosti Induktor L, struja će se relativno sporo povećavati nakon uključivanja prekidača, odnosno izlaz ne može odmah dostići vrijednost napona napajanja. Nakon određenog vremena, prekidač će se isključiti. Zbog samoinduktivnosti induktora L (može se jasnije pretpostaviti da struja u induktoru ima inercijski efekat), struja u kolu ostaje konstantna, tj. nastavlja teći s lijeva na desno, ova struja teče kroz opterećenje, od zemlje Žica se vraća, teče do anode slobodne diode D, teče kroz diodu D, a zatim se vraća na lijevi kraj induktora L, formirajući petlju. Izlazni napon se može kontrolisati kontrolisanjem kada se prekidač zatvara i otvara (tj. PWM modulacija širine impulsa). Kada se detektuje izlazni napon za kontrolu vremena uključivanja i isključivanja kako bi se izlazni napon održao konstantnim, postiže se svrha regulacije napona.
2. Sličnosti između visokofrekventnog prekidačkog napajanja i običnog napajanja
Trik je u tome što imaju regulator napona i koriste princip povratne sprege za regulaciju napona. Razlika je u tome što se visokofrekventno prekidačko napajanje podešava preko prekidačke cijevi, dok se obično napajanje obično podešava kroz raspon linearnog pojačanja triode.
Suprotno tome, potrošnja struje prekidačkog napajanja je mala, opseg primjene AC napona je širok, a koeficijent talasanja DC izlaza je bolji.
Glavni princip rada običnog polumostnog prekidačkog napajanja je da se sklopne cijevi gornjeg i donjeg mosta (kada je frekvencija visoka, prekidačka cijev je VMOS) uključuju jednu po jednu. Prvo, struja teče iz gornjeg mosta prekidača, a funkcija skladištenja induktivnog svitka se koristi za prikupljanje električne energije. U zavojnici je sklopna cijev gornjeg mosta zatvorena, a prekidačna cijev donjeg mosta otvorena. Zavojnica induktora i kondenzator nastavljaju opskrbljivati energijom van. Donji prekidač se tada isključuje, a gornji uključuje kako bi se omogućila struja i proces se ponavlja. Budući da se dva prekidača moraju uključivati i isključivati jedan po jedan, to se zove prekidačko napajanje.
Linearni izvori napajanja su različiti. Pošto nema radnje prekidača, crevo za kolektor će uvek ispuštati vodu. Ako je previše, voda će iscuriti. To se obično događa kada neke cijevi linearnog regulatora snage generiraju mnogo topline, a neiscrpna zaliha električne energije se pretvara u toplinu. Sa ove tačke gledišta, efikasnost konverzije linearnog napajanja je veoma niska, ali ako je proizvodnja toplote visoka, životni vek komponenti će se neizbežno smanjiti, što utiče na konačni efekat upotrebe.
