Rozdíl mezi spínaným napájením a lineárně regulovaným napájením
Co je to spínaný zdroj napájení?
Anglický název Switch Mode Power Supply, nebo zkráceně SMPS, je napájecí jednotka (PSU), která používá nějaký druh spínacího zařízení pro přenos energie ze zdroje do zátěže. Normálně to může být AC nebo DC, ale zátěž je DC.
Nejběžnější aplikací pro spínaný napájecí zdroj je napájecí jednotka pro počítač a stala se standardním typem napájecího zdroje pro elektronická zařízení díky své vysoké účinnosti, nízké ceně a vysoké hustotě výkonu.
Konstrukční jednotky
Spínaný napájecí zdroj je regulovaný napájecí zdroj, který využívá vysokofrekvenční spínací regulátor k přeměně výkonu a regulaci výstupu účinným způsobem.
Spínací regulátor je opět tranzistor (jako výkonový MOSFET), stejně jako lineární regulátor, ale rozdíl je v tom, že propustný tranzistor v SMPS nezůstává neustále v saturaci nebo plně zapnutý, je plně zapnutý Přepínání mezi plně vypnutým stavu a velmi vysoké frekvenci, odtud název switch mode power supply.
Vzhledem k tomu, že průměrná doba, po kterou je spínací prvek (tj. tranzistor) aktivní, je kratší, je množství energie, které se plýtvá nebo rozptyluje jako teplo, velmi malé ve srovnání s lineárně regulovaným napájením. To zase vede k vysoce efektivnímu provozu SMPS, protože úbytek napětí na propustném tranzistoru (nebo spínacím prvku) je velmi malý.
hlavní výhoda
Většina elektronických stejnosměrných zátěží, jako jsou mikroprocesory, mikrokontroléry, LED diody, tranzistory, čipy, motory atd., je napájena ze standardního zdroje energie, jako je baterie. Bohužel hlavním problémem baterií je příliš vysoké nebo příliš nízké napětí. Proto bude SMPS poskytovat stabilní DC výstup.
SMPS je multifunkční napájecí zdroj a lze zvolit různé topologie podle typu aplikace, jako jsou boost, buck, vstupní a výstupní izolované napájecí zdroje.
Kromě toho, dobrý design SMPS, jeho účinnost může být až 90 procent nebo dokonce vyšší. Naproti tomu účinnost lineárně regulovaného zdroje závisí na úbytku napětí propustného tranzistoru, ale v žádném případě není účinnost jeho zdroje tak vysoká jako u spínaného zdroje.
Co je energetická účinnost? Předpokládejme například, že existuje 3V lithiová baterie, která musí být snížena na 1,8V zátěž a spotřebovává 100mA proudu. Energie plýtvaná jako teplo v tranzistoru je 0,12 W, takže účinnost napájecího zdroje je 40 procent.
A co víc, SMPS IC má víceméně všechny funkce diskrétního návrhu SMPS, takže umožňuje inženýrům experimentovat s návrhem vlastních projektů.
