ძირითადი განსხვავება – SMPS vs ხაზოვანი კვების წყარო
ელექტრონული და ელექტრო მოწყობილობების უმეტესობას ფუნქციონირებისთვის სჭირდება DC ძაბვა. ამ მოწყობილობებს, განსაკუთრებით ელექტრონულ მოწყობილობებს ინტეგრირებული სქემებით, უნდა მიეწოდოს საიმედო, დამახინჯების გარეშე DC ძაბვა, რათა მათ იმუშაონ გაუმართაობის ან წვის გარეშე. DC ელექტრომომარაგების დანიშნულებაა ამ მოწყობილობებზე სუფთა DC ძაბვის მიწოდება. მუდმივი დენის წყაროები იყოფა ხაზოვან და გადართველ რეჟიმებად, რომლებიც ჩართულია ტოპოლოგიაში, რათა მოხდეს AC ქსელის მიწოდება გლუვ DC-ად. ხაზოვანი ელექტრომომარაგება იყენებს ტრანსფორმატორს, რათა პირდაპირ ჩამოწიოს AC ქსელის ძაბვა სასურველ დონეზე, ხოლო SMPS გარდაქმნის AC-ად DC-ს გადართვის მოწყობილობის გამოყენებით, რაც ხელს უწყობს სასურველი ძაბვის დონის საშუალო მნიშვნელობის მიღებას.ეს არის მთავარი განსხვავება SMPS-სა და ხაზოვან ელექტრომომარაგებას შორის.
რა არის ხაზოვანი კვების წყარო?
წრფივი ელექტრომომარაგებისას, ქსელის ცვლადი ძაბვა გარდაიქმნება უფრო დაბალ ძაბვაზე პირდაპირ დაწევის ტრანსფორმატორის საშუალებით. ამ ტრანსფორმატორს აქვს დიდი სიმძლავრე, რადგან ის მუშაობს AC ქსელის სიხშირეზე 50/60Hz. ამიტომ, ეს ტრანსფორმატორი არის ნაყარი და დიდი, რაც ელექტრომომარაგებას მძიმე და დიდს ხდის.
შემდეგ შემცირებული ძაბვა გამოსწორებულია და იფილტრება გამოსასვლელად საჭირო DC ძაბვის მისაღებად. ვინაიდან ამ დონეზე ძაბვა ექვემდებარება ცვალებადობას შეყვანის ძაბვის დამახინჯებიდან გამომდინარე, ძაბვის რეგულირება ხდება გამომავალამდე. ხაზოვანი ელექტრომომარაგების ძაბვის რეგულატორი არის ხაზოვანი რეგულატორი, რომელიც ჩვეულებრივ არის ნახევარგამტარული მოწყობილობა, რომელიც მოქმედებს როგორც ცვლადი რეზისტორი. გამომავალი წინააღმდეგობის მნიშვნელობა იცვლება გამომავალი სიმძლავრის მოთხოვნილებასთან ერთად, რაც გამომავალი ძაბვას მუდმივი ხდის. ამრიგად, ძაბვის რეგულატორი მოქმედებს როგორც დენის გამანაწილებელი მოწყობილობა.უმეტეს შემთხვევაში, ის ანაწილებს ზედმეტ ძალას, რათა ძაბვა მუდმივი გახდეს. ამიტომ, ძაბვის რეგულატორს უნდა ჰქონდეს დიდი სითბოს ნიჟარები. შედეგად, ხაზოვანი დენის წყაროები ბევრად უფრო მძიმე ხდება. გარდა ამისა, ძაბვის რეგულატორის მიერ სითბოს სახით ენერგიის გაფრქვევის შედეგად, ხაზოვანი ელექტრომომარაგების ეფექტურობა მცირდება დაახლოებით 60%..
თუმცა, ხაზოვანი დენის წყაროები არ წარმოქმნიან ელექტრო ხმაურს გამომავალ ძაბვაზე. ის უზრუნველყოფს იზოლაციას გამოსავალსა და შეყვანას შორის ტრანსფორმატორის გამო. ამიტომ, ხაზოვანი კვების წყაროები გამოიყენება მაღალი სიხშირის აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა რადიოსიხშირული მოწყობილობები, აუდიო აპლიკაციები, ლაბორატორიული ტესტები, რომლებიც საჭიროებენ ხმაურის გარეშე მიწოდებას, სიგნალის დამუშავებას და გამაძლიერებლებს.
სურათი 01: კვების წყარო ხაზოვანი ძაბვის რეგულატორით
რა არის SMPS?
SMPS (ჩართული რეჟიმის კვების წყარო) მუშაობს გადართვის ტრანზისტორი მოწყობილობაზე. თავდაპირველად, AC შეყვანა გარდაიქმნება მუდმივ ძაბვაში გამსწორებლის მიერ, ძაბვის შემცირების გარეშე, განსხვავებით ხაზოვანი კვების წყაროსგან. შემდეგ DC ძაბვა გადის მაღალი სიხშირის გადართვას, როგორც წესი, MOSFET ტრანზისტორით. ანუ, MOSFET-ის მეშვეობით ძაბვა ჩართულია და გამორთულია MOSFET Gate სიგნალით, ჩვეულებრივ პულსის სიგანით მოდულირებული სიგნალი დაახლოებით 50 kHz (ჩოპერი/ინვერტორული ბლოკი). ამ ჭრის ოპერაციის შემდეგ, ტალღის ფორმა ხდება პულსირებული-DC სიგნალი. ამის შემდეგ, საფეხურიანი ტრანსფორმატორი გამოიყენება მაღალი სიხშირის პულსირებული DC სიგნალის ძაბვის სასურველ დონეზე შესამცირებლად. და ბოლოს, გამომავალი გამსწორებელი და ფილტრი გამოიყენება გამომავალი DC ძაბვის დასაბრუნებლად.
სურათი 02: SMPS-ის ბლოკის დიაგრამა
ძაბვის რეგულირება SMPS-ში ხდება უკუკავშირის მიკროსქემის მეშვეობით, რომელიც აკონტროლებს გამომავალ ძაბვას. თუ დატვირთვის დენის მოთხოვნა მაღალია, გამომავალი ძაბვა იზრდება. ეს ზრდა გამოვლენილია რეგულატორის უკუკავშირის სქემით და გამოიყენება PWM სიგნალის ჩართვა-გამორთვის თანაფარდობის გასაკონტროლებლად. ამრიგად, საშუალო სიგნალის ძაბვა იცვლება. შედეგად, გამომავალი ძაბვა კონტროლდება ისე, რომ შენარჩუნდეს მუდმივი.
საფეხურიანი ტრანსფორმატორი, რომელიც გამოიყენება SMPS-ში, მუშაობს მაღალ სიხშირეზე; ამრიგად, ტრანსფორმატორის მოცულობა და წონა გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე ხაზოვანი ელექტრომომარაგების. ეს ხდება მთავარი მიზეზი იმისა, რომ SMPS იყოს ბევრად უფრო პატარა და მსუბუქი ვიდრე მისი ხაზოვანი ტიპის კოლეგა. უფრო მეტიც, ძაბვის რეგულირება ხდება ოჰმური დანაკარგის ან სითბოს სახით ჭარბი ენერგიის გაფანტვის გარეშე. SMPS-ის ეფექტურობა აღწევს 85-90%.
ამავდროულად, SMPS წარმოქმნის მაღალი სიხშირის ხმაურს MOSFET-ის გადართვის მუშაობის გამო.ეს ხმაური შეიძლება აისახოს გამომავალ ძაბვაზე; თუმცა, ზოგიერთ მოწინავე და ძვირადღირებულ მოდელში ეს გამომავალი ხმაური გარკვეულწილად შემცირებულია. გარდა ამისა, გადართვა ასევე ქმნის ელექტრომაგნიტურ და რადიოსიხშირულ ჩარევას. აქედან გამომდინარე, საჭიროა RF დამცავი და EMI ფილტრების გამოყენება SMPS-ებში. ამიტომ, SMPS არ არის შესაფერისი აუდიო და რადიოსიხშირული აპლიკაციები. ნაკლებად ხმაურისადმი მგრძნობიარე მოწყობილობები, როგორიცაა მობილური ტელეფონის დამტენები, DC ძრავები, მაღალი სიმძლავრის აპლიკაციები და ა.შ. შეიძლება გამოყენებულ იქნას SMPS-ებთან ერთად. უფრო მსუბუქი და პატარა დიზაინი ხდის მოსახერხებელი გამოყენებას პორტატულ მოწყობილობებადაც.
რა განსხვავებაა SMPS-სა და ხაზოვან დენის წყაროს შორის?
SMPS vs ხაზოვანი კვების წყარო |
|
| SMPS პირდაპირ ასწორებს AC ქსელს ძაბვის შემცირების გარეშე. შემდეგ გარდაქმნილი DC ჩართულია მაღალი სიხშირით პატარა ტრანსფორმატორისთვის, რათა ის შემცირდეს სასურველ ძაბვის დონემდე. საბოლოოდ, მაღალი სიხშირის AC სიგნალი გასწორებულია DC გამომავალ ძაბვამდე. | ხაზოვანი კვების წყარო ამცირებს ძაბვას სასურველ მნიშვნელობამდე დასაწყისში უფრო დიდი ტრანსფორმატორით. ამის შემდეგ, AC სწორდება და იფილტრება გამომავალი DC ძაბვის შესაქმნელად. |
| ძაბვის რეგულირება | |
| ძაბვის რეგულირება ხდება გადართვის სიხშირის კონტროლით. გამომავალი ძაბვის მონიტორინგი ხდება უკუკავშირის სქემით და ძაბვის ცვალებადობა გამოიყენება სიხშირის კონტროლისთვის. | გასწორებული და გაფილტრული DC ძაბვა ექვემდებარება ძაბვის გამყოფის გამომავალ წინააღმდეგობას გამომავალი ძაბვის შესაქმნელად. ეს წინააღმდეგობა კონტროლდება უკუკავშირის სქემით, რომელიც აკონტროლებს გამომავალი ძაბვის ცვალებადობას. |
| ეფექტურობა | |
| სათბობის გამომუშავება SMPS-ში შედარებით დაბალია, ვინაიდან გადართვის ტრანზისტორი მუშაობს გამორთვისა და შიმშილის ზონებში. გამომავალი ტრანსფორმატორის მცირე ზომა ასევე ამცირებს სითბოს დაკარგვას. შესაბამისად, ეფექტურობა უფრო მაღალია (85-90%). | ჭარბი სიმძლავრე გამოიყოფა სითბოს სახით, რათა ძაბვა მუდმივი გახდეს ხაზოვანი კვების წყაროში. უფრო მეტიც, შეყვანის ტრანსფორმატორი გაცილებით მოცულობითია; ამრიგად, ტრანსფორმატორის დანაკარგები უფრო მაღალია. ამრიგად, ხაზოვანი ელექტრომომარაგების ეფექტურობა არის 60%. |
| აშენება | |
| SMPS-ის ტრანსფორმატორის ზომა არ უნდა იყოს დიდი, რადგან ის მუშაობს მაღალი სიხშირით. შესაბამისად, ტრანსფორმატორის წონაც ნაკლები იქნება. შედეგად, SMPS-ის ზომა და წონა გაცილებით დაბალია ვიდრე ხაზოვანი კვების წყარო. | ხაზოვანი დენის წყაროები ბევრად უფრო მოცულობითია, რადგან შეყვანის ტრანსფორმატორი უნდა იყოს დიდი დაბალი სიხშირის გამო, რომელზედაც მუშაობს. რამდენადაც მეტი სითბო წარმოიქმნება ძაბვის რეგულატორში, უნდა იქნას გამოყენებული გამათბობელიც. |
| ხმაური და ძაბვის დამახინჯება | |
| SMPS წარმოქმნის მაღალი სიხშირის ხმაურს გადართვის გამო. ეს გადადის გამომავალ ძაბვაში, ასევე ზოგჯერ შეყვანის ქსელში. მაგისტრალური დენის ჰარმონიული დამახინჯება ასევე შესაძლებელია SMPS-ებში. | ხაზოვანი დენის წყაროები არ წარმოქმნის ხმაურს გამომავალ ძაბვაში. ჰარმონიული დამახინჯება გაცილებით ნაკლებია ვიდრე SMPS. |
| აპლიკაციები | |
| SMPS შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც პორტატული მოწყობილობები მცირე ზომის გამო. მაგრამ რადგან ის წარმოქმნის მაღალი სიხშირის ხმაურს, SMPS არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას ხმაურისადმი მგრძნობიარე აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა RF და აუდიო აპლიკაციები. | ხაზოვანი კვების წყაროები გაცილებით დიდია და მათი გამოყენება შეუძლებელია პორტატული მოწყობილობებისთვის. ვინაიდან ისინი არ წარმოქმნიან ხმაურს და გამომავალი ძაბვა ასევე სუფთაა, ისინი გამოიყენება ლაბორატორიებში ელექტრო და ელექტრონული ტესტების უმეტესობისთვის. |
რეზიუმე – SMPS vs ხაზოვანი კვების წყარო
SMPS და Linear კვების წყაროები არის ორი ტიპის DC კვების წყარო. მთავარი განსხვავება SMPS-სა და ხაზოვან ელექტრომომარაგებას შორის არის ტოპოლოგიები, რომლებიც გამოიყენება ძაბვის რეგულირებისთვის და ძაბვის შემცირებისთვის.მიუხედავად იმისა, რომ ხაზოვანი ელექტრომომარაგება თავიდანვე გარდაქმნის AC-ს დაბალ ძაბვაზე, SMPS ჯერ ასწორებს და ფილტრავს AC ქსელს და შემდეგ გადადის მაღალი სიხშირის AC-ზე, სანამ დატოვებს. ვინაიდან ტრანსფორმატორის წონა და ზომა იზრდება ოპერაციული სიხშირის შემცირებით, ხაზოვანი დენის წყაროს შეყვანის ტრანსფორმატორი გაცილებით მძიმე და დიდია SMPS-ისგან განსხვავებით. გარდა ამისა, იმის გამო, რომ ძაბვის რეგულირება ხდება სითბოს გაფრქვევით წინააღმდეგობების მეშვეობით, ხაზოვანი დენის წყაროს უნდა ჰქონდეს გამათბობელი, რაც მათ კიდევ უფრო ამძიმებს. SMPS-ების რეგულატორი აკონტროლებს გადართვის სიხშირეს გამომავალი ძაბვის გასაკონტროლებლად. ამიტომ, SMPS უფრო მცირე ზომის და მსუბუქია წონით. ვინაიდან SMPS-ში სითბოს გამომუშავება უფრო დაბალია, მათი ეფექტურობაც მაღალია.
ჩამოტვირთეთ SMPS-ის PDF ვერსია vs Linear Power Supply
შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ ამ სტატიის PDF ვერსია და გამოიყენოთ იგი ოფლაინ მიზნებისთვის ციტირების შენიშვნების მიხედვით. გთხოვთ გადმოწეროთ PDF ვერსია აქ განსხვავება SMPS-სა და ხაზოვან დენის წყაროს შორის.
