Негизги айырма – SMPS менен сызыктуу кубат менен камсыздоо
Электрондук жана электрдик түзүлүштөрдүн көбү иштеши үчүн туруктуу токту талап кылат. Бул приборлор, өзгөчө интегралдык микросхемалары бар электрондук приборлор бузулбай же күйбөй иштеши үчүн ишенимдүү, бурмалоосуз туруктуу ток чыңалуусу менен камсыз болушу керек. Туруктуу ток менен жабдуунун максаты бул түзүлүштөрдү таза DC чыңалуу менен камсыз кылуу болуп саналат. Туруктуу ток булактары сызыктуу жана которулган режимге бөлүнөт, бул топологиялар AC тармагын жылмакай DC менен камсыз кылуу үчүн тартылган. Сызыктуу электр энергиясы трансформаторду AC тармагындагы чыңалууну каалаган деңгээлге түшүрүү үчүн колдонот, ал эми SMPS керектүү чыңалуу деңгээлинин орточо маанисин алууга жардам берген коммутациялык түзүлүштү колдонуу менен ACны туруктуу токко айлантат. Бул SMPS менен сызыктуу кубат менен камсыздоонун ортосундагы негизги айырма.
Сызыктуу электр булагы деген эмне?
Сызыктуу электр булагы, AC чыңалуусу төмөндөтүүчү трансформатор аркылуу түздөн-түз төмөнкү чыңалууга айландырылат. Бул трансформатор 50/60 Гц AC тармак жыштыгында иштегендиктен, чоң кубаттуулукту иштетиши керек. Ошондуктан, бул трансформатор көлөмдүү жана чоң болгондуктан, электр менен жабдууну оор жана чоң кылат.
Төмөндөтүлгөн чыңалуу андан кийин оңдолуп, чыпкаланып, чыгуу үчүн керектүү DC чыңалуусу алынат. Бул деңгээлдеги чыңалуу кириш чыңалуунун бурмаланышына жараша өзгөрүп тургандыктан, чыңалууну жөнгө салуу чыгууга чейин жүргүзүлөт. Сызыктуу электр булагындагы чыңалууну жөнгө салгыч сызыктуу жөнгө салгыч болуп саналат, ал адатта өзгөрүлмө каршылыктын ролун аткарган жарым өткөргүч түзүлүш болуп саналат. Чыгуу каршылыктын мааниси чыгуучу кубаттуулуктун талабына жараша өзгөрүп, чыгуу чыңалуусун туруктуу кылат. Ошентип, чыңалуу жөнгө салгыч электр энергиясын таратуучу түзүлүш катары иштейт. Көпчүлүк учурда, ал чыңалууну туруктуу кылуу үчүн ашыкча кубаттуулукту таркатат. Ошондуктан, чыңалуу жөнгө салуучу ири жылуулук раковиналар болушу керек. Натыйжада, сызыктуу электр булактары бир топ оор болуп калат. Андан тышкары, чыңалуу жөндөгүч тарабынан жылуулук катары энергияны таркатуунун натыйжасында сызыктуу электр менен жабдуунун эффективдүүлүгү болжол менен 60% төмөндөйт.
Бирок сызыктуу кубат булактары чыгуу чыңалууларында электрдик ызы-чуу чыгарбайт. Трансформатордун эсебинен чыгуу менен кириштин ортосундагы изоляцияны камсыз кылат. Андыктан сызыктуу кубат булактары радио жыштык түзмөктөрү, аудио колдонмолору, ызы-чуусуз камсыздоону, сигналды иштетүүнү жана күчөткүчтөрдү талап кылган лабораториялык сыноолор сыяктуу жогорку жыштыктагы колдонмолор үчүн колдонулат.
01-сүрөт: Сызыктуу чыңалуу жөнгө салгычы менен кубат берүү
SMPS деген эмне?
SMPS (которуу режиминдеги кубат менен камсыздоо) коммутациялык транзистордук түзүлүштө иштейт. Адегенде өзгөрмө токтун кириши сызыктуу электр булагынан айырмаланып, чыңалууну азайтпастан, түзөтүүчү тарабынан туруктуу чыңалууга айландырылат. Андан кийин DC чыңалуу, адатта, MOSFET транзистору тарабынан жогорку жыштыктагы которуштуруудан өтөт. Башкача айтканда, MOSFET аркылуу чыңалуу MOSFET Gate сигналы менен күйгүзүлөт жана өчүрүлөт, адатта импульстук туурасы-модуляцияланган сигнал болжол менен 50 кГц (чоппер/инвертор блогу). Бул кесүү операциясынан кийин, толкун формасы пульсацияланган DC сигналына айланат. Андан кийин жогорку жыштыктагы пульсирленген туруктуу токтун сигналынын чыңалуусун керектүү деңгээлге чейин төмөндөтүү үчүн төмөндөтүүчү трансформатор колдонулат. Акырында, чыгуучу түзөткүч жана чыпка чыгуучу DC чыңалуусун калыбына келтирүү үчүн колдонулат.
02-сүрөт: SMPSтин блок диаграммасы
SMPSдеги чыңалууну жөнгө салуу чыгуу чыңалуусун көзөмөлдөгөн кайтарым байланыш схемасы аркылуу ишке ашырылат. Эгерде жүктүн кубаттуулугу жогору болсо, чыгуу чыңалуу жогорулайт. Бул өсүү жөнгө салуучу пикир схемасы тарабынан аныкталат жана PWM сигналынын күйгүзүү-өчүрүү катышын көзөмөлдөө үчүн колдонулат. Ошентип, сигналдын орточо чыңалышы өзгөрөт. Натыйжада, чыгуу чыңалуу туруктуу болушу үчүн көзөмөлдөнөт.
SMPSте колдонулган төмөндөтүүчү трансформатор жогорку жыштыкта иштейт; Ошентип, трансформатордун көлөмү жана салмагы сызыктуу электр менен камсыздоого караганда бир топ аз. Бул SMPSтин сызыктуу түрүнө караганда бир топ кичине жана жеңил болушунун негизги себеби болуп калат. Мындан тышкары, чыңалууну жөнгө салуу Ohmic-жоготуу же жылуулук катары ашыкча кубаттуулукту таркатпастан жүргүзүлөт. SMPSтин натыйжалуулугу 85-90% чейин жогорулайт.
Ошол эле учурда, SMPS MOSFETтин которуштуруп иштөөсүнөн улам жогорку жыштыктагы ызы-чууну жаратат. Бул ызы-чуу чыгуу чыңалуу чагылдырылышы мүмкүн; бирок, кээ бир өнүккөн жана кымбат моделдер, бул чыгаруу ызы-чуу кандайдыр бир даражада жумшартылган. Мындан тышкары, которуу электромагниттик жана радио жыштыктык тоскоолдуктарды жаратат. Демек, SMPSтерде RF коргоо жана EMI чыпкаларын колдонуу талап кылынат. Ошондуктан, SMPS ылайыктуу аудио жана радио жыштык колдонмолору эмес. SMPS менен мобилдик телефондун заряддоочу түзүлүштөрү, DC моторлору, жогорку кубаттуулуктагы тиркемелер ж. Анын жеңилирээк жана кичине дизайны аны көчмө түзмөк катары колдонууга ыңгайлуу кылат.
SMPS менен сызыктуу кубат менен камсыздоонун ортосунда кандай айырма бар?
SMPS жана сызыктуу кубат менен камсыздоо |
|
| SMPS чыңалууну төмөндөтпөстөн түз AC тармагын түзөтөт. Андан кийин конвертацияланган DC аны керектүү чыңалуу деңгээлине чейин төмөндөтүү үчүн кичирээк трансформатор үчүн жогорку жыштыкка которулат. Акырында, жогорку жыштыктагы өзгөрмө токтун сигналы туруктуу токтун чыгыш чыңалуусуна түзөтүлөт. | Сызыктуу электр энергиясы чоңураак трансформатор аркылуу чыңалууну башында керектүү мааниге чейин азайтат. Андан кийин, AC түздөлүп, чыпкаланып, чыга турган туруктуу чыңалууга айланат. |
| Чыналууну жөнгө салуу | |
| Чыналууну жөнгө салуу которуштуруу жыштыгын башкаруу аркылуу ишке ашырылат. Чыгуу чыңалуусу кайтарым байланыш чынжырчасы тарабынан көзөмөлдөнөт жана чыңалуунун өзгөрүшү жыштык башкаруу үчүн колдонулат. | Түзөтүлгөн жана чыпкаланган туруктуу ток чыңалуусу чыгыш чыңалуусун жасоо үчүн чыңалуу бөлгүчтүн чыгуу каршылыгына дуушар болот. Бул каршылык чыгыш чыңалууларынын өзгөрүшүн көзөмөлдөгөн пикир алмашуу схемасы аркылуу башкарылат. |
| Натыйжалуулук | |
| SMPSте жылуулукту өндүрүү салыштырмалуу төмөн, анткени коммутация транзистору өчүрүү жана ачарчылык аймактарында иштейт. Чыгаруучу трансформатордун кичине өлчөмү да жылуулуктун аз чыгымын азайтат. Демек, натыйжалуулугу жогору (85-90%). | Ашыкча кубат сызыктуу кубат булагында чыңалууну туруктуу кылуу үчүн жылуулук катары бөлүнөт. Анын үстүнө кириш трансформатору алда канча көлөмдүү; ошентип, трансформаторлордун жоготуулары жогору. Демек, сызыктуу электр менен жабдуунун натыйжалуулугу 60%га чейин төмөн. |
| Build | |
| SMPSтин трансформаторунун өлчөмү чоң болбошу керек, анткени ал жогорку жыштыкта иштейт. Демек, трансформатордун салмагы да азыраак болот. Натыйжада, SMPSтин көлөмү, ошондой эле салмагы сызыктуу кубат менен камсыздоого караганда бир топ төмөн. | Сызыктуу кубат булактары бир топ көлөмдүү, анткени кириш трансформатору төмөн жыштыктан улам чоң болушу керек. Чыңалуу жөнгө салгычта көбүрөөк жылуулук пайда болгондуктан, жылыткычтар да колдонулушу керек. |
| Ызы-чуу жана чыңалуудагы бурмалоолор | |
| SMPS которуштуруудан улам жогорку жыштыктагы ызы-чууну жаратат. Бул чыгуу чыңалууга, ошондой эле кээде киргизүү тармагына өтөт. SMPSтерде электр тармагынын гармоникалык бузулушу да мүмкүн. | Сызыктуу кубат булактары чыгуу чыңалуусунда ызы-чуу чыгарбайт. Гармоникалык бурмалоо SMPSтерге караганда алда канча аз. |
| Колдонмолор | |
| SMPS чакан түзүлүштөн улам көчмө түзмөк катары колдонулушу мүмкүн. Бирок ал жогорку жыштыктагы ызы-чууну жараткандыктан, SMPS'терди RF жана аудио колдонмолору сыяктуу ызы-чууга сезгич колдонмолор үчүн колдонууга болбойт. | Сызыктуу кубат булактары алда канча чоңураак жана аларды көчмө түзмөктөр үчүн колдонууга болбойт. Алар ызы-чуу чыгарбагандыктан жана чыгуу чыңалуусу да таза болгондуктан, алар лабораториялардагы электрдик жана электрондук сыноолордун көбү үчүн колдонулат. |
Кыскача маалымат – SMPS жана сызыктуу электр булагы
SMPS жана Сызыктуу кубат булагы - колдонулуп жаткан туруктуу токтун эки түрү. SMPS менен сызыктуу электр менен жабдуунун ортосундагы негизги айырма - чыңалууларды жөнгө салуу жана чыңалууну төмөндөтүү үчүн колдонулган топологиялар. Сызыктуу электр булагы башында ACны төмөнкү чыңалууга айландырса, SMPS адегенде AC токту оңдоп, чыпкалайт, андан кийин ылдый түшөөрдөн мурун жогорку жыштыктагы ACга өтөт. Иштөө жыштыгы азайган сайын трансформатордун салмагы жана өлчөмү чоңойгондуктан, сызыктуу электр булактарынын кириш трансформатору SMPSтен айырмаланып, кыйла оор жана чоңураак. Мындан тышкары, чыңалууну жөнгө салуу каршылыктар аркылуу жылуулук таркатылышы менен ишке ашкандыктан, сызыктуу электр булактарында аларды ого бетер оорлотуп турган жылуулук раковиналары болушу керек. SMPSs жөнгө салуучу чыгуу чыңалуусун көзөмөлдөө үчүн которуу жыштыгын көзөмөлдөйт. Ошондуктан, SMPS өлчөмү кичине жана салмагы жеңил болот. SMPSте жылуулукту өндүрүү азыраак болгондуктан, алардын натыйжалуулугу да жогору.
SMPSтин PDF версиясын жүктөп алуу жана сызыктуу электр булагы
Сиз бул макаланын PDF версиясын жүктөп алып, цитаталарга ылайык оффлайн максаттарында колдоно аласыз. Сураныч, PDF версиясын бул жерден жүктөп алыңыз SMPS жана сызыктуу кубат менен камсыздоонун айырмасы.
