Asosiy farq – SMPS va chiziqli quvvat manbai
Koʻpchilik elektron va elektr qurilmalar ishlashi uchun doimiy kuchlanish talab qilinadi. Ushbu qurilmalar, ayniqsa integral mikrosxemalar bo'lgan elektron qurilmalar noto'g'ri ishlamasdan yoki yonmasdan ishlashi uchun ishonchli, buzilishsiz doimiy kuchlanish bilan ta'minlanishi kerak. To'g'ridan-to'g'ri to'g'ridan-to'g'ri elektr ta'minotining maqsadi ushbu qurilmalarga toza shahar kuchlanishini berishdir. To'g'ridan-to'g'ri to'g'ridan-to'g'ri quvvat manbalari chiziqli va o'zgaruvchan rejimga bo'linadi, ular o'zgaruvchan tokni silliq shaharga aylantirish uchun zarur bo'lgan topologiyalardir. Chiziqli quvvat manbai o'zgaruvchan tokni to'g'ridan-to'g'ri kerakli darajaga tushirish uchun transformatordan foydalanadi, SMPS esa kerakli kuchlanish darajasining o'rtacha qiymatini olishga yordam beradigan kommutatsiya moslamasi yordamida o'zgaruvchan tokni shaharga aylantiradi. Bu SMPS va chiziqli quvvat manbai o'rtasidagi asosiy farq.
Chiziqli quvvat manbai nima?
Chiziqli quvvat manbaida tarmoqdagi oʻzgaruvchan tok kuchlanishi toʻgʻridan-toʻgʻri pastga tushiruvchi transformator yordamida pastroq kuchlanishga aylantiriladi. Ushbu transformator katta quvvatga ega bo'lishi kerak, chunki u 50/60Hz AC tarmoq chastotasida ishlaydi. Shuning uchun, bu transformator katta va katta bo'lib, quvvat manbaini og'ir va katta qiladi.
Kamaytirilgan kuchlanish keyin rektifikatsiya qilinadi va chiqish uchun zarur bo'lgan doimiy kuchlanishni olish uchun filtrlanadi. Ushbu darajadagi kuchlanish kirish kuchlanishining buzilishlariga qarab o'zgarganligi sababli, chiqishdan oldin kuchlanishni tartibga solish amalga oshiriladi. Chiziqli quvvat manbaidagi kuchlanish regulyatori chiziqli regulyator bo'lib, odatda o'zgaruvchan qarshilik vazifasini bajaradigan yarimo'tkazgichli qurilma. Chiqish qarshiligi qiymati chiqish quvvati talabi bilan o'zgaradi, bu esa chiqish voltajini doimiy qiladi. Shunday qilib, kuchlanish regulyatori quvvatni tarqatuvchi qurilma sifatida ishlaydi. Ko'pincha kuchlanishni doimiy qilish uchun ortiqcha quvvatni yo'qotadi. Shuning uchun kuchlanish regulyatori katta issiqlik qabul qiluvchilarga ega bo'lishi kerak. Natijada, chiziqli quvvat manbalari ancha og'irlashadi. Bundan tashqari, kuchlanish regulyatori tomonidan issiqlik sifatida quvvat sarflanishi natijasida chiziqli quvvat manbai samaradorligi taxminan 60% ga tushadi.
Biroq, chiziqli quvvat manbalari chiqish kuchlanishida elektr shovqinini yaratmaydi. Transformator tufayli chiqish va kirish o'rtasida izolyatsiyani ta'minlaydi. Shuning uchun chiziqli quvvat manbalari radiochastotali qurilmalar, audio ilovalar, shovqinsiz ta'minot, signalni qayta ishlash va kuchaytirgichlarni talab qiluvchi laboratoriya sinovlari kabi yuqori chastotali ilovalar uchun ishlatiladi.
01-rasm: chiziqli kuchlanish regulyatori bilan quvvat manbai
SMPS nima?
SMPS (oʻzgaruvchan rejimli quvvat manbai) kommutatsiya tranzistor qurilmasida ishlaydi. Dastlab, AC kirish chiziqli quvvat manbaidan farqli o'laroq, kuchlanishni kamaytirmasdan, rektifikator tomonidan doimiy kuchlanishga aylantiriladi. Keyin doimiy kuchlanish odatda MOSFET tranzistori tomonidan yuqori chastotali kommutatsiyaga uchraydi. Ya'ni, MOSFET orqali kuchlanish MOSFET Gate signali orqali yoqiladi va o'chiriladi, odatda impuls kengligi modulli signali taxminan 50 kHz (chopper/inverter bloki). Ushbu kesish operatsiyasidan so'ng to'lqin shakli pulsatsiyalanuvchi doimiy to'lqinli signalga aylanadi. Shundan so'ng, yuqori chastotali pulsatsiyalangan shahar signalining kuchlanishini kerakli darajaga tushirish uchun pastga tushiruvchi transformator ishlatiladi. Nihoyat, chiqish to'g'rilash moslamasi va filtr chiqish shahar kuchlanishini qaytarish uchun ishlatiladi.
02-rasm: SMPS blok diagrammasi
SMPSdagi kuchlanishni tartibga solish chiqish kuchlanishini kuzatuvchi qayta aloqa zanjiri orqali amalga oshiriladi. Agar yukning quvvat talabi yuqori bo'lsa, chiqish kuchlanishi ortib boradi. Ushbu o'sish regulyatorning qayta aloqa davri tomonidan aniqlanadi va PWM signalining yoqish-o'chirish nisbatini nazorat qilish uchun ishlatiladi. Shunday qilib, o'rtacha signal kuchlanishi o'zgaradi. Natijada, chiqish voltaji doimiy bo'lishi uchun boshqariladi.
SMPSda ishlatiladigan pastga tushiruvchi transformator yuqori chastotada ishlaydi; shunday qilib, transformatorning hajmi va og'irligi chiziqli quvvat manbaiga qaraganda ancha kam. Bu SMPS ning chiziqli turiga qaraganda ancha kichikroq va engilroq bo'lishining asosiy sababi bo'ladi. Bundan tashqari, kuchlanishni tartibga solish Ohmik yo'qotish yoki issiqlik sifatida ortiqcha quvvatni yo'qotmasdan amalga oshiriladi. SMPS samaradorligi 85-90% gacha ko'tariladi.
Shu bilan birga, SMPS MOSFETning kommutatsiya ishi tufayli yuqori chastotali shovqin hosil qiladi. Bu shovqin chiqish kuchlanishida aks etishi mumkin; ammo, ba'zi ilg'or va qimmat modellarda, bu chiqish shovqini ma'lum darajada yumshatiladi. Bundan tashqari, kommutatsiya elektromagnit va radio chastotali shovqinlarni ham yaratadi. Shunday qilib, SMPS-larda RF ekranlash va EMI filtrlaridan foydalanish talab etiladi. Shuning uchun SMPS audio va radiochastota ilovalari uchun mos emas. SMPSlar bilan mobil telefon zaryadlovchilari, shahar motorlari, yuqori quvvatli ilovalar va boshqalar kabi shovqinga kamroq sezgir uskunalardan foydalanish mumkin. Uning engilroq va kichikroq dizayni uni portativ qurilmalar sifatida ham ishlatish uchun qulay qiladi.
SMPS va chiziqli quvvat manbai oʻrtasidagi farq nima?
SMPS va chiziqli quvvat manbai |
|
| SMPS to'g'ridan-to'g'ri tarmoqdagi o'zgaruvchan tokni kuchlanishni kamaytirmasdan to'g'rilaydi. Keyin aylantirilgan shahar yuqori chastotada kichikroq transformator uchun uni kerakli kuchlanish darajasiga kamaytirish uchun o'tkaziladi. Nihoyat, yuqori chastotali o'zgaruvchan tok signali doimiy oqim kuchlanishiga to'g'rilanadi. | Chiziqli quvvat manbai kuchlanishni boshida kattaroq transformator yordamida kerakli qiymatga tushiradi. Shundan so'ng, o'zgaruvchan tok rektifikatsiya qilinadi va chiqish doimiy kuchlanishini hosil qilish uchun filtrlanadi. |
| Kuchlanishni tartibga solish | |
| Kuchlanishni tartibga solish kommutatsiya chastotasini boshqarish orqali amalga oshiriladi. Chiqish kuchlanishi teskari aloqa pallasida nazorat qilinadi va kuchlanishning o'zgarishi chastotani boshqarish uchun ishlatiladi. | Rektifikatsiya qilingan va filtrlangan doimiy kuchlanish chiqish kuchlanishini hosil qilish uchun kuchlanish ajratgichning chiqish qarshiligiga ta'sir qiladi. Bu qarshilik chiqish voltaji oʻzgarishini kuzatuvchi qayta aloqa zanjiri orqali boshqariladi. |
| Effektivlik | |
| SMPSda issiqlik ishlab chiqarish nisbatan past, chunki kommutatsiya tranzistori uzilish va ochlik zonalarida ishlaydi. Chiqish transformatorining kichik o'lchamlari ham issiqlik yo'qotilishini kichik qiladi. Shuning uchun samaradorlik yuqoriroq (85-90%). | Chiziqli quvvat manbaida kuchlanishni doimiy qilish uchun ortiqcha quvvat issiqlik sifatida chiqariladi. Bundan tashqari, kirish transformatori ancha kattaroq; shunday qilib, transformator yo'qotishlar yuqori bo'ladi. Shunday qilib, chiziqli quvvat manbai samaradorligi 60% ga teng. |
| Yaratish | |
| SMPSning transformator oʻlchami katta boʻlishi shart emas, chunki u yuqori chastotada ishlaydi. Shuning uchun transformatorning og'irligi ham kamroq bo'ladi. Natijada, SMPS hajmi va og'irligi chiziqli quvvat manbaidan ancha past. | Chiziqli quvvat manbalari ancha kattaroqdir, chunki kirish transformatori past chastotada ishlashi tufayli katta boʻlishi kerak. Voltaj regulyatorida ko'proq issiqlik hosil bo'lgani uchun issiqlik qabul qiluvchilardan ham foydalanish kerak. |
| Shovqin va kuchlanish buzilishlari | |
| SMPS almashtirish tufayli yuqori chastotali shovqin hosil qiladi. Bu chiqish voltajiga, shuningdek, ba'zan kirish tarmog'iga o'tadi. Tarmoq quvvatidagi garmonik buzilish SMPSlarda ham mumkin. | Chiziqli quvvat manbalari chiqish kuchlanishida shovqin yaratmaydi. Garmonik buzilish SMPSlarnikidan ancha past. |
| Ilovalar | |
| SMPS kichik tuzilishi tufayli portativ qurilmalar sifatida ishlatilishi mumkin. Lekin u yuqori chastotali shovqin hosil qilgani uchun SMPS-larni RF va audio ilovalari kabi shovqinga sezgir ilovalar uchun ishlatib boʻlmaydi. | Chiziqli quvvat manbalari ancha katta va ularni portativ qurilmalar uchun ishlatib boʻlmaydi. Ular shovqin yaratmagani va chiqish kuchlanishi ham toza bo'lgani uchun ular laboratoriyalarda ko'pgina elektr va elektron sinovlar uchun ishlatiladi. |
Xulosa – SMPS va chiziqli quvvat manbai
SMPS va chiziqli quvvat manbalari ikki turdagi doimiy tok quvvat manbalaridir. SMPS va chiziqli quvvat manbai o'rtasidagi asosiy farq kuchlanishni tartibga solish va kuchlanishni pasaytirish uchun ishlatiladigan topologiyalardir. Chiziqli quvvat manbai boshida o'zgaruvchan tokni past kuchlanishga aylantirganda, SMPS birinchi navbatda tarmoq ACni to'g'irlaydi va filtrlaydi, so'ngra pastga tushishdan oldin yuqori chastotali AC ga o'tadi. Transformatorning og'irligi va hajmi ish chastotasining pasayishi bilan ortib borayotganligi sababli, chiziqli quvvat manbalarining kirish transformatori SMPSdan farqli o'laroq ancha og'irroq va kattaroqdir. Bunga qo'shimcha ravishda, kuchlanishni tartibga solish qarshiliklar orqali issiqlik tarqalishi bilan amalga oshirilganligi sababli, chiziqli quvvat manbalarida ularni yanada og'irlashtiradigan issiqlik moslamalari bo'lishi kerak. SMPSlarning regulyatori chiqish kuchlanishini boshqarish uchun kommutatsiya chastotasini boshqaradi. Shuning uchun, SMPS o'lchamlari kichikroq va og'irligi engilroq. SMPSda issiqlik hosil bo'lishi past bo'lgani uchun ularning samaradorligi ham yuqori.
SMPS va chiziqli quvvat manbaining PDF versiyasini yuklab oling
Siz ushbu maqolaning PDF-versiyasini yuklab olishingiz va iqtibos keltirgan holda oflayn maqsadlarda foydalanishingiz mumkin. Iltimos, PDF versiyasini bu yerdan yuklab oling SMPS va chiziqli quvvat manbai o'rtasidagi farq.
