تفاوت بین منبع تغذیه حالت سوئیچ و منبع تغذیه خطی

تفاوت بین منبع تغذیه حالت سوئیچ و منبع تغذیه خطی

منبع تغذیه سوئیچینگ چیست؟
منبع تغذیه سوئیچینگ مخفف منبع تغذیه تنظیم کننده ولتاژ سوئیچینگ است که به طور کلی به مبدل AC (جریان متناوب) - DC (جریان مستقیم) اشاره دارد که ولتاژ AC را ورودی و ولتاژ DC را خروجی می کند. لوله سوئیچ برق داخل منبع تغذیه سوئیچینگ در حالت سوئیچینگ فرکانس بالا کار می کند و انرژی بسیار کمی مصرف می کند. راندمان برق می تواند به 75٪ تا 90٪ برسد که دو برابر بیشتر از منابع تغذیه تثبیت شده خطی معمولی است.

اصل کار منبع تغذیه حالت سوئیچ
منبع تغذیه سوئیچینگ نوعی منبع تغذیه است که از فناوری برق مدرن برای کنترل نسبت زمانی روشن و خاموش شدن ترانزیستورها و حفظ ولتاژ خروجی پایدار استفاده می کند. منبع تغذیه سوئیچینگ از کنترل مدولاسیون عرض پالس (PWM) (ترانزیستورهای اثر میدان نیمه هادی اکسید فلز) تشکیل شده است.

منبع تغذیه سوئیچینگ از چهار قسمت اصلی تشکیل شده است: مدار اصلی، مدار کنترل، مدار تشخیص و مدار کمکی. منبع تغذیه سوئیچینگ، همانطور که از نام آن پیداست، معادل داشتن یک در است، یک درب اجازه عبور جریان را می دهد و در دیگر جریان را متوقف می کند. پس درب چیست؟

برخی از منابع تغذیه سوئیچینگ از تریستور استفاده می‌کنند، در حالی که برخی دیگر از ترانزیستورهای سوئیچینگ استفاده می‌کنند که به پایه و الکترود کنترل (تریستور) به علاوه سیگنال‌های پالس برای کامل کردن رسانش و قطع شدن تکیه می‌کنند و به کلید الکترونیکی اجازه می‌دهند به طور مداوم "روشن" و "خاموش" شود. دستگاه سوئیچ الکترونیکی را قادر می سازد تا ولتاژ ورودی را به صورت پالس تعدیل کند، در نتیجه تبدیل ولتاژ DC/AC، DC/DC، و همچنین تنظیم ولتاژ قابل تنظیم و خودکار ولتاژ خروجی را به دست می آورد.

تفاوت بین منبع تغذیه حالت سوئیچ و منبع تغذیه خطی
به زبان ساده، تنظیم ولتاژ یک منبع تغذیه خطی را می توان به عنوان یک تنظیم مقدار مقاومت در نظر گرفت، که معادل تغییر ولتاژ با تنظیم مقاومت کشویی است، در حالی که منبع تغذیه سوئیچینگ با تنظیم فرکانس کلید، ولتاژ را تغییر می دهد. در همین حال، در مقایسه با منابع تغذیه خطی، هزینه هر دو منبع تغذیه سوئیچینگ با افزایش توان خروجی افزایش می‌یابد، اما نرخ رشد این دو متفاوت است.

1. هزینه یک منبع تغذیه خطی در واقع بالاتر از هزینه یک منبع تغذیه سوئیچینگ در یک نقطه توان خروجی خاص است.
بنابراین، با توسعه و نوآوری فناوری الکترونیک قدرت، فناوری منبع تغذیه حالت سوئیچ به پیشرفت و نوآوری خود ادامه می دهد. این مسئله هزینه در عوض، فناوری منبع تغذیه حالت سوئیچ را به سمت انتهای توان خروجی پایین تغییر داده است و طیف وسیعی از فضای توسعه را برای منبع تغذیه حالت سوئیچ فراهم می کند.

2. رابطه بین دستگاه های الکترونیکی قدرت و کار و زندگی مردم به طور فزاینده ای نزدیک می شود و دستگاه های الکترونیکی نمی توانند بدون منابع برق قابل اعتماد کار کنند. پس از ورود به دهه 1980، رایانه ها به طور کامل منبع تغذیه حالت سوئیچ را دریافتند و در دهه 1990، منابع تغذیه حالت سوئیچ به طور متوالی وارد حوزه های مختلف الکترونیکی و الکتریکی شدند.

تنها در ده سال، فناوری منبع تغذیه حالت سوئیچ به سرعت جایگاه اصلی دستگاه های الکترونیکی قدرت را اشغال کرده است. آیا این فقط به این دلیل است که منابع تغذیه حالت سوئیچ اندازه کوچکی دارند؟

3. در واقع از نمودار شماتیک منبع تغذیه سوئیچینگ می توان فهمید که در آن از ترانسفورماتورهای فرکانس قدرت حجیم استفاده نمی شود و چون توان تلف شده روی تیوب تنظیم بسیار کاهش می یابد، نیاز به هیت سینک های بزرگ را بی نیاز می کند. . این باعث کاهش اندازه و وزن منبع تغذیه سوئیچینگ می شود. با این حال، بزرگترین مزیت منابع تغذیه حالت سوئیچ مصرف برق کم و راندمان بالا است. در مدار منبع تغذیه سوئیچینگ، ترانزیستور به طور مکرر بین حالت های "روشن" و "خاموش" تحت سیگنال تحریک، با سرعت تبدیل بسیار سریع و فرکانس تنها 50 هرتز سوئیچ می کند، که راندمان برق را تا حد زیادی بهبود می بخشد.

4. منبع تغذیه سوئیچینگ دارای محدوده تنظیم ولتاژ گسترده ای است. ولتاژ خروجی منبع تغذیه سوئیچینگ توسط چرخه وظیفه سیگنال تحریک تنظیم می شود و تغییر ولتاژ سیگنال ورودی را می توان با مدولاسیون فرکانس یا مدولاسیون عرض جبران کرد. به این ترتیب، حتی زمانی که ولتاژ شبکه برق بسیار متفاوت است، همچنان می تواند ولتاژ خروجی نسبتاً پایداری را تضمین کند.

5. فرکانس کاری منابع تغذیه حالت سوئیچ در حال حاضر اساساً 50 کیلوهرتز است که 1000 برابر بیشتر از منابع تغذیه تنظیم شده خطی است. این همچنین راندمان فیلتر منابع تغذیه اصلاح شده را تقریباً 1000 برابر افزایش می دهد. حتی با یکسوسازی نیم موج و فیلتر خازن، راندمان 500 برابر افزایش یافته است. در همان ولتاژ خروجی ریپل، هنگام استفاده از منبع تغذیه سوئیچینگ، ظرفیت خازن فیلتر تنها 1/500 ~ 1/1000 آن در منبع تغذیه رگولاتور خطی است.