Perbezaan Utama – SMPS lwn Bekalan Kuasa Linear
Kebanyakan peranti elektronik dan elektrik memerlukan voltan DC untuk berfungsi. Peranti ini, terutamanya peranti elektronik dengan litar bersepadu, harus dibekalkan dengan voltan DC yang boleh dipercayai, tanpa herotan untuk berfungsi tanpa rosak atau terbakar. Tujuan bekalan kuasa DC adalah untuk membekalkan voltan DC bersih kepada peranti ini. Bekalan kuasa DC dikategorikan ke dalam mod linear dan beralih, yang merupakan topologi yang terlibat untuk menjadikan bekalan sesalur AC menjadi DC lancar. Bekalan kuasa linear menggunakan pengubah untuk terus menurunkan voltan sesalur AC ke tahap yang dikehendaki manakala SMPS menukar AC kepada DC menggunakan peranti pensuisan yang membantu mendapatkan nilai purata tahap voltan yang dikehendaki. Ini ialah perbezaan utama antara SMPS dan bekalan kuasa linear.
Apakah itu Bekalan Kuasa Linear?
Dalam bekalan kuasa linear, voltan AC sesalur ditukar kepada voltan yang lebih rendah secara terus oleh pengubah injak turun. Pengubah ini perlu mengendalikan kuasa yang besar kerana ia berfungsi pada frekuensi sesalur AC 50/60Hz. Oleh itu, pengubah ini besar dan besar, menjadikan bekalan kuasa berat dan besar.
Voltan terpijak kemudian dibetulkan dan ditapis untuk mendapatkan voltan DC yang diperlukan untuk output. Oleh kerana voltan pada tahap ini tertakluk kepada perubahan bergantung pada herotan voltan input, peraturan voltan dilakukan sebelum output. Pengatur voltan dalam bekalan kuasa linear ialah pengatur linear, yang biasanya merupakan peranti semikonduktor yang bertindak sebagai perintang berubah-ubah. Nilai rintangan keluaran berubah dengan keperluan kuasa keluaran, menjadikan voltan keluaran malar. Oleh itu, pengawal selia voltan beroperasi sebagai peranti pelesapan kuasa. Selalunya, ia menghilangkan kuasa berlebihan untuk menjadikan voltan malar. Oleh itu, pengatur voltan harus mempunyai sink haba yang besar. Akibatnya, bekalan kuasa linear menjadi lebih berat. Tambahan pula, akibat pelesapan kuasa oleh pengatur voltan sebagai haba, kecekapan bekalan kuasa linear menurun sebanyak kira-kira 60%.
Walau bagaimanapun, bekalan kuasa linear tidak menghasilkan hingar elektrik pada voltan keluaran. Ia menyediakan pengasingan antara output dan input kerana pengubah. Oleh itu, bekalan kuasa linear digunakan untuk aplikasi frekuensi tinggi seperti peranti frekuensi radio, aplikasi audio, ujian makmal yang memerlukan bekalan bebas hingar, pemprosesan isyarat dan penguat.
Rajah 01: Bekalan Kuasa dengan Pengatur Voltan Linear
Apakah SMPS?
SMPS (bekalan kuasa mod suis) beroperasi pada peranti transistor pensuisan. Pada mulanya, input AC ditukar kepada voltan DC oleh penerus, tanpa mengurangkan voltan, tidak seperti dalam bekalan kuasa linear. Kemudian voltan DC mengalami pensuisan frekuensi tinggi, biasanya oleh transistor MOSFET. Iaitu, voltan melalui MOSFET dihidupkan dan dimatikan oleh isyarat Gerbang MOSFET, biasanya isyarat termodulat lebar denyut kira-kira 50 kHz (blok pencincang/penyongsang). Selepas operasi pemotongan ini, bentuk gelombang menjadi isyarat DC berdenyut. Selepas itu, pengubah injak turun digunakan untuk mengurangkan voltan isyarat DC berdenyut frekuensi tinggi ke tahap yang dikehendaki. Akhir sekali, penerus keluaran dan penapis digunakan untuk mengembalikan voltan DC keluaran.
Rajah 02: Gambarajah Blok SMPS
Regulasi voltan dalam SMPS dilakukan melalui litar maklum balas yang memantau voltan keluaran. Jika keperluan kuasa beban adalah tinggi, voltan keluaran cenderung meningkat. Kenaikan ini dikesan oleh litar maklum balas pengawal selia dan digunakan untuk mengawal nisbah on-to-off isyarat PWM. Oleh itu, voltan isyarat purata berubah. Akibatnya, voltan keluaran dikawal untuk kekal malar.
Transformer injak turun yang digunakan dalam SMPS beroperasi pada frekuensi tinggi; oleh itu, isipadu dan berat pengubah adalah lebih kurang daripada bekalan kuasa linear. Ini menjadi sebab utama untuk SMPS menjadi jauh lebih kecil dan lebih ringan daripada rakan jenis linearnya. Selain itu, peraturan voltan dilakukan tanpa menghilangkan kuasa berlebihan sebagai kehilangan Ohmik atau haba. Kecekapan SMPS mendapat setinggi 85-90%.
Pada masa yang sama, SMPS menghasilkan hingar frekuensi tinggi disebabkan oleh operasi pensuisan MOSFET. Bunyi ini boleh dicerminkan dalam voltan keluaran; walau bagaimanapun, dalam beberapa model termaju dan mahal, bunyi keluaran ini dikurangkan sedikit sebanyak. Tambahan pula, pensuisan mewujudkan gangguan frekuensi elektromagnet dan radio juga. Oleh itu, perlu menggunakan pelindung RF dan penapis EMI dalam SMPS. Oleh itu, SMPS bukan aplikasi frekuensi audio dan radio yang sesuai. Peralatan kurang sensitif bunyi seperti pengecas telefon mudah alih, motor DC, aplikasi kuasa tinggi, dll. boleh digunakan dengan SMPS. Reka bentuk yang lebih ringan dan lebih kecil menjadikannya mudah untuk digunakan sebagai peranti mudah alih juga.
Apakah perbezaan antara SMPS dan Bekalan Kuasa Linear?
SMPS lwn Bekalan Kuasa Linear |
|
| SMPS membetulkan terus AC sesalur tanpa mengurangkan voltan. Kemudian DC yang ditukar ditukar dalam frekuensi tinggi untuk pengubah yang lebih kecil untuk mengurangkannya ke tahap voltan yang dikehendaki. Akhir sekali, isyarat AC frekuensi tinggi dibetulkan kepada voltan keluaran DC. | Bekalan kuasa linear mengurangkan voltan kepada nilai yang dikehendaki pada permulaan dengan pengubah yang lebih besar. Selepas itu, AC dibetulkan dan ditapis untuk membuat voltan DC keluaran. |
| Peraturan Voltan | |
| Peraturan voltan dilakukan dengan mengawal frekuensi pensuisan. Voltan keluaran dipantau oleh litar maklum balas dan variasi voltan digunakan untuk kawalan frekuensi. | Voltan DC yang diperbetulkan dan ditapis tertakluk kepada rintangan keluaran pembahagi voltan untuk membuat voltan keluaran. Rintangan ini boleh dikawal oleh litar maklum balas yang memantau variasi voltan keluaran. |
| Kecekapan | |
| Penjanaan haba dalam SMPS adalah agak rendah kerana transistor pensuisan beroperasi di kawasan pemotongan dan kelaparan. Saiz kecil pengubah keluaran juga menjadikan kehilangan haba kecil. Oleh itu, kecekapan adalah lebih tinggi (85-90%). | Kuasa berlebihan dilesapkan sebagai haba untuk menjadikan voltan malar dalam bekalan kuasa linear. Selain itu, pengubah input adalah lebih besar; oleh itu, kerugian transformer adalah lebih tinggi. Oleh itu, kecekapan bekalan kuasa linear adalah serendah 60%. |
| Bina | |
| Saiz pengubah SMPS tidak perlu besar kerana ia beroperasi dalam frekuensi tinggi. Oleh itu, berat pengubah juga akan menjadi kurang. Akibatnya, saiz, serta berat SMPS jauh lebih rendah daripada bekalan kuasa linear. | Bekalan kuasa linear adalah lebih besar kerana pengubah input mestilah besar kerana frekuensi rendah ia beroperasi. Memandangkan lebih banyak haba dijana dalam pengatur voltan, sink haba harus digunakan juga. |
| Herotan Bunyi dan Voltan | |
| SMPS menjana hingar frekuensi tinggi akibat pensuisan. Ini melewati voltan keluaran, dan juga ke sesalur masukan kadangkala. Herotan harmonik dalam kuasa sesalur mungkin juga boleh berlaku dalam SMPS. | Bekalan kuasa linear tidak menghasilkan bunyi dalam voltan keluaran. Herotan harmonik jauh lebih rendah daripada SMPS. |
| Aplikasi | |
| SMPS boleh digunakan sebagai peranti mudah alih kerana binaan yang kecil. Tetapi kerana ia menghasilkan hingar frekuensi tinggi, SMPS tidak boleh digunakan untuk aplikasi sensitif hingar seperti aplikasi RF dan audio. | Bekalan kuasa linear jauh lebih besar dan tidak boleh digunakan untuk peranti mudah alih. Memandangkan ia tidak menghasilkan bunyi dan voltan keluaran juga bersih, ia digunakan untuk kebanyakan ujian elektrik dan elektronik di makmal. |
Ringkasan – SMPS lwn Bekalan Kuasa Linear
SMPS dan bekalan kuasa Linear ialah dua jenis bekalan kuasa DC yang sedang digunakan. Perbezaan utama antara SMPS dan bekalan kuasa linear ialah topologi yang digunakan untuk pengawalan voltan dan penurunan voltan. Semasa bekalan kuasa linear menukar AC kepada voltan rendah pada permulaan, SMPS membetulkan dan menapis AC sesalur terlebih dahulu dan kemudian bertukar kepada AC frekuensi tinggi sebelum berhenti. Memandangkan berat dan saiz pengubah bertambah apabila kekerapan operasi berkurangan, pengubah input bekalan kuasa linear jauh lebih berat dan lebih besar tidak seperti di SMPS. Di samping itu, kerana peraturan voltan dilakukan dengan pelesapan haba melalui rintangan, bekalan kuasa linear harus mempunyai sink haba yang menjadikannya lebih berat. Pengawal selia SMPS mengawal frekuensi pensuisan untuk mengawal voltan keluaran. Oleh itu, SMPS bersaiz lebih kecil dan lebih ringan. Oleh kerana penjanaan haba di SMPS lebih rendah, kecekapannya juga lebih tinggi.
Muat turun Versi PDF SMPS vs Bekalan Kuasa Linear
Anda boleh memuat turun versi PDF artikel ini dan menggunakannya untuk tujuan luar talian mengikut nota petikan. Sila muat turun versi PDF di sini Perbezaan Antara SMPS dan Bekalan Kuasa Linear.
