Sự khác biệt giữa SMPS và Linear Power Supply | SMPS vs Linear Power Supply

Sự khác biệt chính - SMPS với nguồn điện tuyến tính

Hầu hết các thiết bị điện và điện tử yêu cầu điện áp DC để hoạt động. Các thiết bị này, đặc biệt là các thiết bị điện tử có mạch tích hợp, phải được cung cấp với điện áp DC đáng tin cậy, không bị bóp méo để chúng hoạt động mà không gặp trục trặc hoặc cháy. Mục đích của nguồn DC là cung cấp điện áp DC sạch cho các thiết bị này. Nguồn cung cấp năng lượng DC được phân loại thành tuyến tính và chế độ chuyển mạch, đó là các cấu trúc liên kết để cung cấp nguồn điện xoay chiều AC vào DC trơn tru. Nguồn điện tuyến tính sử dụng máy biến áp để trực tiếp hạ điện áp AC vào mức mong muốn trong khi SMPS chuyển đổi AC sang DC bằng cách sử dụng một thiết bị chuyển mạch giúp lấy giá trị trung bình của mức điện áp mong muốn. Đây là sự khác biệt chính giữa SMPS và cung cấp điện tuyến tính.

NỘI DUNG

1. Tổng quan và Chênh lệch khác nhau

2. Nguồn cấp điện tuyến tính là gì

3. SMPS là gì

4. So sánh Side by Side - SMPS vs Nguồn điện tuyến tính trong Mẫu Tệp

5. Tóm tắt

Nguồn tuyến tính là gì?

Trong một nguồn điện tuyến tính, điện áp AC nguồn được chuyển thành điện áp thấp hơn trực tiếp bởi một máy biến áp bước xuống. Máy biến áp này phải xử lý một công suất lớn vì nó hoạt động ở tần số nguồn AC 50 / 60Hz. Vì vậy, biến áp này là cồng kềnh và lớn, làm cho việc cung cấp điện nặng và lớn.

Điện áp cố định sau đó được hiệu chỉnh và lọc để có được điện áp DC cần thiết cho đầu ra. Do điện áp ở mức này phụ thuộc vào sự biến dạng của điện áp đầu vào nên một quy định điện áp được thực hiện trước khi xuất ra. Bộ điều chỉnh điện áp trong một bộ cung cấp điện tuyến tính là bộ điều chỉnh tuyến tính, thường là một thiết bị bán dẫn hoạt động như một điện trở biến đổi. Giá trị điện trở đầu ra thay đổi với yêu cầu công suất ra, làm cho điện áp đầu ra không đổi. Do đó, bộ điều chỉnh điện áp hoạt động như một thiết bị tiêu tán điện. Hầu hết thời gian, nó tiêu hao công suất thừa để tạo ra điện áp không đổi. Do đó, bộ điều chỉnh điện áp nên có bộ tản nhiệt lớn. Kết quả là, các nguồn cung cấp năng lượng tuyến tính trở nên nặng hơn nhiều. Hơn nữa, như là kết quả của tản quyền lực của bộ điều chỉnh điện áp như nhiệt, hiệu quả của một nguồn cung cấp tuyến tính giảm xuống khoảng 60%.

Tuy nhiên, nguồn điện tuyến tính không tạo ra tiếng ồn điện trên điện áp đầu ra.Nó cung cấp cách ly giữa đầu ra và đầu vào vì biến áp. Do đó, nguồn điện tuyến tính được sử dụng cho các ứng dụng tần số cao như thiết bị tần số vô tuyến, ứng dụng âm thanh, các bài kiểm tra trong phòng thí nghiệm, yêu cầu cung cấp không nhiễu, xử lý tín hiệu và bộ khuếch đại.

Hình 01: Nguồn cung cấp với một bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính

SMPS là gì?

SMPS (điện áp chế độ chuyển mạch ) hoạt động trên thiết bị chuyển mạch bán dẫn. Đầu tiên, đầu vào AC được chuyển đổi sang điện áp DC bằng bộ chỉnh lưu, mà không làm giảm điện áp, không giống như trong nguồn cung cấp tuyến tính. Sau đó, điện áp DC trải qua một chuyển đổi tần số cao, điển hình là một bóng bán dẫn MOSFET. Tức là, điện áp qua MOSFET được bật và tắt bởi tín hiệu MOSFET Gate, thường là tín hiệu điều chế xung xung khoảng 50 kHz (chopper / khối biến tần). Sau khi hoạt động cắt, dạng sóng trở thành một tín hiệu DC-puls. Sau đó, một máy biến áp bước xuống được sử dụng để giảm điện áp của tín hiệu DC xung nhịp độ cao đến mức mong muốn. Cuối cùng, một bộ chỉnh lưu đầu ra và bộ lọc được sử dụng để tạo ra điện áp DC đầu ra.

Hình 2: Sơ đồ khối của SMPS

Quy định điện áp trong SMPS được thực hiện thông qua một mạch phản hồi để theo dõi điện áp đầu ra. Nếu yêu cầu điện năng của tải là cao, điện áp đầu ra có xu hướng tăng. Sự gia tăng này được phát hiện bởi mạch phản hồi điều chỉnh và được sử dụng để kiểm soát tỷ số tắt của tín hiệu PWM. Do đó, điện áp tín hiệu trung bình thay đổi. Kết quả là, điện áp đầu ra được kiểm soát để giữ liên tục.

Biến áp bước xuống được sử dụng trong SMPS hoạt động ở tần số cao; do đó, khối lượng và trọng lượng của máy biến áp ít hơn nhiều so với điện áp tuyến tính. Điều này trở thành một lý do chính cho một SMPS được nhỏ hơn nhiều và nhẹ hơn so với loại đối tượng tuyến tính của nó. Hơn nữa, quy định điện áp được thực hiện mà không tiêu tan năng lượng thừa như Ohmic-mất mát hoặc nhiệt. Hiệu suất của SMPS cao tới 85-90%.

Đồng thời, SMPS tạo ra tiếng ồn tần số cao do hoạt động chuyển mạch của MOSFET. Tiếng ồn này có thể được phản ánh trong điện áp đầu ra; tuy nhiên, trong một số mô hình tiên tiến và đắt tiền, tiếng ồn đầu ra này được giảm thiểu ở một mức độ nào đó. Hơn nữa, việc chuyển đổi cũng tạo ra sự can thiệp từ sóng điện và tần số vô tuyến. Do đó, nó được yêu cầu sử dụng RF che chắn và EMI bộ lọc trong SMPSs. Vì vậy, SMPS không thích hợp các ứng dụng tần số âm thanh và tần số vô tuyến. Ít thiết bị nhạy tiếng ồn như bộ sạc điện thoại di động, động cơ DC, ứng dụng năng lượng cao, vv có thể được sử dụng với SMPS. Thiết kế nhẹ hơn và nhỏ hơn làm cho nó thuận tiện để được sử dụng như là thiết bị cầm tay là tốt.

Sự khác nhau giữa SMPS và Linear Power Supply là gì?

- SMPS khác với Linear Power Supply

SMPS trực tiếp điều chỉnh AC nguồn mà không làm giảm điện áp. Sau đó chuyển đổi DC được chuyển sang tần số cao cho một máy biến áp nhỏ hơn để giảm nó xuống mức điện áp mong muốn.Cuối cùng, tín hiệu AC tần số cao được điều chỉnh đến điện áp đầu ra DC.
Nguồn điện tuyến tính làm giảm điện áp xuống giá trị mong muốn ở đầu bằng một máy biến áp lớn hơn. Sau đó, AC được điều chỉnh và lọc để tạo ra điện áp DC đầu ra.	Điều chỉnh điện áp
Điều chỉnh điện áp được thực hiện bằng cách điều khiển tần số chuyển mạch. Điện áp đầu ra được theo dõi bởi mạch phản hồi và biến thể của điện áp được sử dụng để điều khiển tần số.
Điện áp DC đã được chỉnh lưu và lọc phải chịu điện trở đầu ra của bộ chia điện thế để tạo ra điện áp ra. Điện trở này có thể điều khiển được bằng một mạch phản hồi để giám sát sự thay đổi điện áp đầu ra.	Hiệu quả
Việc tạo nhiệt trong SMPS tương đối thấp vì bóng bán dẫn chuyển mạch hoạt động ở các vùng cắt và đói. Kích thước nhỏ của máy biến áp đầu ra cũng làm cho nhiệt giảm nhỏ. Vì vậy, hiệu quả cao hơn (85-90%).
Công suất dư thừa được tiêu hao dưới dạng nhiệt để tạo ra điện áp cố định trong nguồn cung cấp tuyến tính. Hơn nữa, các biến áp đầu vào là nhiều hơn bulkier; do đó, tổn thất của máy biến áp thì cao hơn. Do đó, hiệu suất của một nguồn cung cấp tuyến tính là thấp như 60%.	Xây dựng
Kích thước biến thế của SMPS không cần phải lớn khi nó hoạt động ở tần số cao. Do đó, trọng lượng của máy biến áp cũng sẽ thấp hơn. Kết quả là, kích thước, cũng như trọng lượng của một SMPS là thấp hơn nhiều so với một nguồn cung cấp tuyến tính.
Nguồn cung cấp tuyến tính lớn hơn rất nhiều vì máy biến áp đầu vào phải lớn vì tần số hoạt động thấp. Khi nhiều nhiệt được tạo ra trong bộ điều chỉnh điện áp, nên sử dụng các tản nhiệt.	Độ lệch nhiễu và điện áp
SMPS tạo ra tiếng ồn tần số cao do chuyển mạch. Điều này đi vào điện áp đầu ra, cũng như để nhập đường ống đôi khi. Sự méo hài hòa trong điện lưới cũng có thể xảy ra trong SMPS.
Nguồn cung cấp tuyến tính không tạo ra tiếng ồn trong điện áp đầu ra. Héo hài hòa ít hơn nhiều so với SMPS.	Ứng dụng
SMPS có thể được sử dụng làm thiết bị di động do xây dựng nhỏ. Nhưng vì nó tạo ra một tiếng ồn tần số cao, SMPS không thể được sử dụng cho các ứng dụng nhạy tiếng ồn như RF và các ứng dụng âm thanh.
Nguồn cung cấp tuyến tính lớn hơn nhiều và không thể sử dụng cho các thiết bị di động. Vì chúng không tạo ra tiếng ồn và điện áp đầu ra cũng sạch sẽ, chúng được sử dụng cho hầu hết các bài kiểm tra điện và điện tử trong phòng thí nghiệm.	Tóm tắt - SMPS so với Nguồn điện tuyến tính

Nguồn cung cấp SMPS và Linear là hai loại nguồn điện DC sử dụng. Sự khác biệt chính giữa SMPS và nguồn cung cấp tuyến tính là các cấu trúc liên kết được sử dụng để điều chỉnh điện áp và điện áp giảm xuống. Trong khi nguồn điện tuyến tính chuyển đổi AC sang điện áp thấp ngay từ đầu, SMPS lần đầu tiên điều chỉnh và lọc nguồn AC và sau đó chuyển sang AC tần số cao trước khi bước xuống. Do trọng lượng và kích cỡ của máy biến áp gia tăng khi tần số hoạt động giảm, biến áp đầu vào của các bộ cấp nguồn tuyến tính nặng hơn và lớn hơn nhiều so với SMPS.Ngoài ra, khi quy định điện áp được thực hiện với sự tản nhiệt thông qua điện trở, nguồn cung cấp năng lượng tuyến tính nên có bộ tản nhiệt làm cho chúng thậm chí còn nặng hơn. Bộ điều chỉnh SMPSs điều khiển tần số chuyển mạch để điều khiển điện áp đầu ra. Vì vậy, SMPS có kích thước nhỏ hơn và trọng lượng nhẹ hơn. Vì sự tạo nhiệt trong SMPS thấp hơn, hiệu quả của chúng cũng cao hơn.

Tải về Phiên bản PDF của SMPS với Nguồn điện tuyến tính

Bạn có thể tải xuống phiên bản PDF của bài viết này và sử dụng nó cho các mục đích ngoại tuyến như từng trích dẫn. Xin vui lòng tải về phiên bản PDF ở đây Sự khác biệt giữa SMPS và Linear Power Supply.

Tài liệu tham khảo:

1. "Các nguồn cung cấp và điều chỉnh tuyến tính. "Tin tức Công nghệ Sửa chữa và Công nghệ Điện tử. N. p., n. d. Web. Có sẵn ở đây. 14 tháng 6 năm 2017.

2. "Cung cấp điện năng chuyển mạch. "Wikipedia. Wikimedia Foundation, ngày 17 tháng 5 năm 2017. Web. Có sẵn ở đây. 14 Tháng 6 năm 2017.

Hình ảnh được phép của:

1. "Cung cấp điện với bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính" Bằng CLI - Tác phẩm của chính bạn, Public Domain) thông qua Commons Wikimedia

2. "Sơ đồ khối SMPS" của IE tại Wikipedia tiếng Anh - Chuyển từ en. wikipedia để Commons bởi Dcirovic., Public Domain) thông qua Commons Wikimedia