تفاوت منبع تغذیه خطی و سوئیچینگ
تفاوت منبع تغذیه خطی و سوئیچینگ
تفاوت منبع تغذیه سوئیچینگ و خطی این است که یک منبع خطی با تلف کردن توان، خروجی را رگوله یا یکسو می کند ولی در روش سوئیچینگ با تغییر میزان دوره سیکل سوئیچ، ولتاژ و جریان خروجی کنترل می شود. در طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ اگر ورودی اصلی ولتاژ متناوب باشد، ابتدا از یك طبقه یكسوكننده عبور کرده و یك ولتاژ مستقیم رگوله نشده ایجاد می شود. این ولتاژ مستقیم به خازنهای فیلترینگ بزرگ متصل می شود. جریان كشیده شده توسط این یكسوكننده از ورودی ولتاژ متناوب باعث ایجاد پالسهای جریان در اطراف پیك ولتاژ متناوب می شود.این پالسهای كوچك مولد فركانسهای بالا بوده و كاهش فاكتور توان را به همراه دارند. تكنیك اصلاح ضریب توان برای مقابله ایجاد شده است. مداراصلاح ضریب توان جریان مصرفی یكسوکننده را شبیه به شكل موج سینوسی نگاه داشته و در نتیجه فاكتور توان در برق ورودی متناوب اصلاح و نزدیک به 1،00 باقی میماندمحدوده ولتاژ متناوب ورودی توسط یك سوئیچ در دو حالت 115 و 230 ولت انتخاب میشود . در حالت 115 ولت یك مدار دو برابر كننده ولتاژ در طبقه ورودی اضافه می شود. در برخی مدل ها محدوده ولتاژ متناوب ورودی یونیورسال بوده و حداقل100 تا 240 ولت را پشتیبانی می کنند. در یك منبع تغذیه با ورودی ولتاژ مستقیم به مرحله یكسو كننده احتیاجی نیست . در مرحله اینورتر، مقدار ولتاژ مستقیم تولید شده در مرحله قبل، دوباره به ولتاژ متناوب تبدیل می شود. فركانس خروجی اینورتر بیش از 20 كیلوهرتز (خارج از محدوده شنوایی) انتخاب می شود. عمل سوئیچ معمولاً به كمك چند طبقه ماسفت جهت رسیدن به بهره بالا انجام می شود. در مرحله بعد ترانس با تعداد دورهای پیچشی كم قرار دارد. به دلیل فركانس بالا دور سیم پیچ ترانس كم می شود و بسته به نیاز ترانس افزاینده یا كاهنده است. در مرحله نهایی هم یک طبقه یکسوکننده و فیلتر وجود دارد که وظیفه ی آن ساختن خروجی ولتاژ مستقیم در محدوده معین و مشخصات مناسب است.
تفاوت منبع تغذیه خطی و سوئیچینگ: برای ثابت نگه داشتن ولتاژ مستقیم در خروجی یك منبع تغذیه، دو روش رگولاسیون خطی و رگولاسیون به روش سوئیچینگ رایج می باشد. منبع تغذیه سوئیچینگ یك واحد تغذیه توان است كه به روش سوئیچینگ عمل رگولاسیون را انجام می دهد. در روش رگولاتور خطی از ترانس و المانهای یكسو كننده جریان و فیلتر استفاده می شود. تلفات بالا و بازدهی پائین و عدم دسترسی به رگولاسیون دقیق و کیفیت دلخواه در خروجی، مشکلات منبع تغذیه خطی می باشند. سه عامل اصلی در تفاوت این دو روش عبارتند از فركانس کار ترانسها در روش خطی 50 تا 60 هرتز است. ترانس های فرکانس پایین، اندازه و حجم بزرگی دارند. در روش سوئیچینگ به دلیل استفاده از فركانس بالای 50 تا 200 کیلوهرتز، حجم و وزن ترانسها به میزان قابل توجهی كاهش یافته و درنتیجه اندازه منبع تغذیه سوئیچینگ کوچکتر است. راندمان یا بازده توان در روش سوئیچینگ بسیار بیشتر از روش خطی است. یك منبع خطی با تلف كردن توان، خروجی را رگوله یا یکسو می كند، ولی در روش سوئیچینگ با تغییر میزان دوره سیكل سوئیچ ، ولتاژ و جریان خروجی كنترل می شود. با یك طراحی خوب در روش سوئیچینگ می توان به حدود 90درصد بازدهی دست یافت. در طراحی منابع تغذیه سوئیچنگ، بدلیل وجود فرکانس بالا، بحث نویز و اثرهای ناخواسته الكترومغناطیسی بسیار مهم بوده و برای حذف آنها از فیلتر ای.ام.آی و اتصالات آر.اف استفاده می شود.
طراحی منبع تغذیه خطی بسیار ساده بوده و اثرات نویز در خروجی بسیار کمتر است.
یکی از این حوزه هایی که شاهد منبع تغذیه خطی هستیم، حوزه صدا و تصویر است که شامل تقویت کننده ها می شود. از آنجایی که منبع تغذیه خطی نویز و نویزهای سوئیچینگ یک SMPS را تولید نمی کند، آن را برای این نوع کاربردهای حساس ایده آل می کند.
مزايای منابع تغذيه خطی:
- طراحی مدارات بسيار ساده صورت می گيرد
- توليد نويز ناچيز و نويزپذيری بسيار اندک
- در كاربردهای توان پايين ارزانتر می باشند
- قیمت پایین
معایب منابع تغذيه خطی:
- وزن و حجم بالا نسبت به سایر منابع تغذیه
- پایین بودن راندمان و تلفات انرژی بالا به صورت گرما
- در توانهای پایین استفاده می شوند.
- كنترل سخت خروجی
- توان تلفاتی در ترانزيستورهای خروجی زياد می باشد
- تنها بصورت يک رگولاتور كاهنده قابل استفاده می باشد و همواره ورودی بايد 2 تا 3 ولت بيشترازورودی باشد
