Podobnosti a rozdíly mezi vysokofrekvenčním spínaným zdrojem a lineárním zdrojem
1. Rozdíl mezi vysokofrekvenčním spínaným zdrojem a běžným zdrojem
Vlastnosti běžného napájecího zdroje:
Obvykle se jedná o lineární zdroj a lineárním zdrojem se rozumí zdroj, ve kterém trubice regulátoru pracuje v lineárním stavu. Tím se však liší od vysokofrekvenčních spínaných zdrojů. Spínací trubice (ve spínaném zdroji se nastavovací trubice obvykle nazývá spínací trubka) pracuje ve dvou stavech: odpor při zapnutí je velmi malý; mimoodpor je velký.
Vlastnosti vysokofrekvenčního spínaného zdroje:
Vysokofrekvenční spínaný napájecí zdroj se obvykle skládá z (pulzní šířkové modulace) PWM řízení IC a MOSFET. S rozvojem a inovací technologie výkonové elektroniky se spínané zdroje používají především v malých rozměrech, nízké hmotnosti a vysoké účinnosti, které se používají téměř u všech elektronických zařízení a jejich význam je zřejmý.
Vysokofrekvenční spínané zdroje jsou relativně novým typem napájecího zdroje. Má výhody vysoké účinnosti, nízké hmotnosti, zvýšení a snížení napětí a vysoký výstupní výkon. Jelikož však obvod pracuje ve spínaném stavu, je šum poměrně velký. Pojďme stručně probrat, jak funguje spínací napájecí zdroj.
Obvod se skládá ze spínače K (tranzistor nebo elektronka s efektem pole ve skutečném obvodu), volnoběžné diody D, indukční cívky L pro akumulaci energie, filtračního kondenzátoru C a podobně. Při sepnutém spínači bude napájecí zdroj dodávat proud do zátěže přes spínač K a induktor L a část elektrické energie bude ukládat do induktoru L a kondenzátoru C. Díky vlastní indukčnosti induktoru L, bude proud po zapnutí spínače narůstat relativně pomalu, to znamená, že výstup nemůže okamžitě dosáhnout hodnoty napájecího napětí. Po určité době se spínač vypne. Vzhledem k vlastní indukčnosti induktoru L (lze jednoznačněji předpokládat, že proud v induktoru má setrvačný účinek) zůstává proud v obvodu konstantní, tj. dále teče zleva doprava, tento proud teče přes zátěž ze země Drát se vrací, teče k anodě volnoběžné diody D, prochází diodou D a pak se vrací na levý konec induktoru L a tvoří smyčku. Výstupní napětí lze ovládat ovládáním, kdy se spínač sepne a rozepne (tj. pulzně šířková modulace PWM). Když je detekováno výstupní napětí pro řízení doby zapnutí a vypnutí pro udržení konstantního výstupního napětí, je dosaženo účelu regulace napětí.
2. Podobnosti mezi vysokofrekvenčním spínaným napájecím zdrojem a běžným napájecím zdrojem
Trik je v tom, že mají regulátor napětí a pro regulaci napětí využívají princip zpětné vazby. Rozdíl je v tom, že vysokofrekvenční spínaný zdroj se nastavuje přes spínací elektronku, zatímco běžný zdroj se obvykle ladí přes lineární rozsah zesílení triody.
Naproti tomu spotřeba spínaného zdroje je malá, rozsah použití střídavého napětí je široký a koeficient zvlnění stejnosměrného výstupu je lepší.
Hlavní princip činnosti běžného polomůstkového spínaného zdroje spočívá v tom, že spínací elektronky horního můstku a spodního můstku (při vysoké frekvenci je spínací elektronka VMOS) jsou zapnuty jedna po druhé. Nejprve proud teče z horní můstkové spínací trubice a akumulační funkce indukční cívky se používá ke sběru elektrické energie. V cívce je trubka spínače horního můstku uzavřena a trubka spínače spodního můstku je otevřena. Indukční cívka a kondenzátor nadále dodávají energii ven. Spodní spínač se potom vypne a horní spínač se zapne, aby se umožnil vstup proudu, a proces se opakuje. Protože se obě zhášedla musí zapínat a vypínat jeden po druhém, nazývá se to spínaný zdroj.
Lineární napájecí zdroje jsou různé. Protože nedochází k žádnému přepínání, hadička sběrače se vždy vypustí. Pokud je ho příliš mnoho, voda vyteče. To se obvykle stává, když některé elektronky lineárního regulátoru výkonu generují velké množství tepla, nevyčerpatelná zásoba elektrické energie se celá přemění na teplo. Z tohoto pohledu je účinnost přeměny lineárního napájecího zdroje velmi nízká, ale pokud je tvorba tepla vysoká, životnost komponent se nevyhnutelně sníží, což má vliv na konečný efekt použití.
