Rozdiel medzi spínaným napájaním a lineárne regulovaným napájaním
Čo je to spínaný zdroj napájania?
Anglický názov Switch Mode Power Supply alebo skrátene SMPS je napájacia jednotka (PSU), ktorá využíva nejaký druh spínacieho zariadenia na prenos energie zo zdroja do záťaže. Normálne to môže byť AC alebo DC, ale záťaž je DC.
Najbežnejšou aplikáciou pre spínaný zdroj napájania je napájacia jednotka pre počítač a stala sa štandardným typom napájacieho zdroja pre elektronické zariadenia vďaka svojej vysokej účinnosti, nízkej cene a vysokej hustote výkonu.
Štrukturálne jednotky
Spínaný napájací zdroj je regulovaný napájací zdroj, ktorý využíva vysokofrekvenčný spínací regulátor na premenu výkonu a reguláciu výstupu efektívnym spôsobom.
Spínací regulátor je opäť tranzistor (ako výkonový MOSFET), rovnako ako lineárny regulátor, ale rozdiel je v tom, že priepustný tranzistor v SMPS nezostáva neustále v saturácii alebo plne zapnutý, je úplne zapnutý Prepínanie medzi úplne vypnutým stave a veľmi vysokej frekvencii, odtiaľ názov prepínaný zdroj napájania.
Pretože priemerný čas, počas ktorého je spínací prvok (tj tranzistor) aktívny, je kratší, množstvo energie, ktorá sa stratí alebo rozptýli ako teplo, je veľmi malé v porovnaní s lineárne regulovaným napájaním. To zase vedie k vysoko efektívnej prevádzke SMPS, pretože pokles napätia na priepustnom tranzistore (alebo spínacom prvku) je veľmi malý.
hlavná výhoda
Väčšina elektronických jednosmerných záťaží, ako sú mikroprocesory, mikrokontroléry, LED diódy, tranzistory, čipy, motory atď., je napájaná zo štandardného zdroja energie, ako je batéria. Bohužiaľ, hlavným problémom batérií je príliš vysoké alebo príliš nízke napätie. Preto SMPS poskytne stabilný jednosmerný výstup.
SMPS je multifunkčný napájací zdroj a je možné zvoliť rôzne topológie podľa typu aplikácie, ako sú boost, buck, vstupné a výstupné izolované napájacie zdroje.
Okrem toho, dobrý dizajn SMPS, jeho účinnosť môže byť až 90 percent alebo dokonca vyššia. Naproti tomu účinnosť lineárne regulovaného napájacieho zdroja závisí od poklesu napätia priepustného tranzistora, ale v každom prípade nie je účinnosť jeho napájacieho zdroja taká vysoká ako u spínaného zdroja.
Čo je energetická účinnosť? Predpokladajme napríklad, že existuje 3V lítiová batéria, ktorá musí byť znížená na 1,8V záťaž a spotrebuje 100mA prúdu. Energia plytvá ako teplo v tranzistore je 0,12 W, takže účinnosť napájania je 40 percent.
A čo viac, SMPS IC má viac-menej všetky funkcie diskrétneho dizajnu SMPS, takže umožňuje inžinierom experimentovať s návrhom vlastných projektov.
