ቁልፍ ልዩነት - SMPS vs መስመራዊ የኃይል አቅርቦት
አብዛኞቹ የኤሌክትሮኒክስ እና የኤሌትሪክ መሳሪያዎች ለመስራት የዲሲ ቮልቴጅ ያስፈልጋቸዋል። እነዚህ መሳሪያዎች በተለይም የኤሌክትሮኒካዊ መሳሪያዎች የተቀናጁ ዑደቶች ያለችግር እና ሳይቃጠል እንዲሰሩ አስተማማኝ እና ያልተዛባ የዲሲ ቮልቴጅ ሊቀርቡላቸው ይገባል. የዲሲ ሃይል አቅርቦት አላማ ንጹህ የዲሲ ቮልቴጅ ለእነዚህ መሳሪያዎች ማቅረብ ነው። የዲሲ ሃይል አቅርቦቶች ወደ መስመራዊ እና የተቀየረ ሁነታ የተከፋፈሉ ሲሆን እነዚህም የኤሲ አውታረ መረብ አቅርቦትን ለስላሳ ዲሲ ለማድረግ የተካተቱት ቶፖሎጂዎች ናቸው። መስመራዊ የሃይል አቅርቦት ትራንስፎርመርን ይጠቀማል የኤሲ አውታር ቮልቴጁን ወደሚፈለገው ደረጃ ዝቅ ብሎ በቀጥታ ሲወርድ SMPS ደግሞ የሚፈለገውን የቮልቴጅ ደረጃ አማካኝ ዋጋ ለማግኘት የሚረዳ የመቀየሪያ መሳሪያ በመጠቀም AC ወደ ዲሲ ይቀይራል።ይህ በSMPS እና መስመራዊ የኃይል አቅርቦት መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት ነው።
ሊኒያር የኃይል አቅርቦት ምንድነው?
በመስመራዊ የሀይል አቅርቦት፣ የዋናው ኤሲ ቮልቴጅ በቀጥታ በደረጃ ወደታች ትራንስፎርመር ወደ ዝቅተኛ ቮልቴጅ ይቀየራል። ይህ ትራንስፎርመር በኤሲ አውታር ፍሪኩዌንሲ 50/60Hz ስለሚሰራ ትልቅ ሃይል መያዝ አለበት። ስለዚህ ይህ ትራንስፎርመር ግዙፍ እና ትልቅ በመሆኑ የኃይል አቅርቦቱን ከባድ እና ትልቅ ያደርገዋል።
የወረደ ቮልቴጅ ለውጤቱ የሚያስፈልገውን የዲሲ ቮልቴጅ ለማግኘት ተስተካክሎ ተጣርቶ ይወጣል። በዚህ ደረጃ ላይ ያለው ቮልቴጅ እንደ የግቤት ቮልቴጁ መዛባት ላይ ተመስርቶ ሊለያይ ስለሚችል, የቮልቴጅ ደንብ ከመውጣቱ በፊት ይከናወናል. በመስመራዊ የኃይል አቅርቦት ውስጥ ያለው የቮልቴጅ ተቆጣጣሪ መስመራዊ ተቆጣጣሪ ነው, እሱም ብዙውን ጊዜ እንደ ተለዋዋጭ ተከላካይ ሆኖ የሚያገለግል ሴሚኮንዳክተር መሳሪያ ነው. የውጤት መከላከያ እሴቱ በውጤቱ ኃይል ፍላጎት ይለወጣል, የውጤት ቮልቴጅ ቋሚ ያደርገዋል. ስለዚህ የቮልቴጅ ተቆጣጣሪው እንደ ኃይል ማከፋፈያ መሳሪያ ይሠራል.ብዙውን ጊዜ, የቮልቴጅ ቋሚ እንዲሆን ከመጠን በላይ ኃይልን ያጠፋል. ስለዚህ, የቮልቴጅ ተቆጣጣሪው ትልቅ የሙቀት ማጠራቀሚያዎች ሊኖረው ይገባል. በውጤቱም, መስመራዊ የኃይል አቅርቦቶች በጣም ከባድ ይሆናሉ. በተጨማሪም በቮልቴጅ ተቆጣጣሪው እንደ ሙቀት በመጥፋት ምክንያት የመስመራዊ ኃይል አቅርቦት ውጤታማነት ወደ 60% ይቀንሳል.
ነገር ግን መስመራዊ የሃይል አቅርቦቶች በውጤት ቮልቴጁ ላይ የኤሌክትሪክ ድምጽ አያመጡም። በትራንስፎርመር ምክንያት በውጤቱ እና በግብአት መካከል መገለልን ያቀርባል. ስለዚህ የመስመራዊ ሃይል አቅርቦቶች ለከፍተኛ ድግግሞሽ አፕሊኬሽኖች እንደ የሬድዮ ፍሪኩዌንሲ መሳሪያዎች፣ ኦዲዮ አፕሊኬሽኖች፣ ከድምጽ-ነጻ አቅርቦት ለሚፈልጉ የላብራቶሪ ምርመራዎች፣ ሲግናል ሂደት እና ማጉያዎች ያገለግላሉ።
ምስል 01፡ የኃይል አቅርቦት ከመስመር የቮልቴጅ መቆጣጠሪያ ጋር
SMPS ምንድን ነው?
SMPS (የተቀየረ ሁነታ ሃይል አቅርቦት) በሚቀያየር ትራንዚስተር መሳሪያ ላይ ይሰራል። መጀመሪያ ላይ የ AC ግቤት ከመስመር ሃይል አቅርቦት በተለየ መልኩ ቮልቴጁን ሳይቀንስ በማስተካከል ወደ ዲሲ ቮልቴጅ ይቀየራል። ከዚያም የዲሲ ቮልቴጅ ከፍተኛ-ድግግሞሽ መቀያየርን, በተለይም በ MOSFET ትራንዚስተር. ማለትም፣ በMOSFET በኩል ያለው ቮልቴጅ በ MOSFET Gate ሲግናል የሚበራ እና የሚጠፋ ሲሆን አብዛኛውን ጊዜ የ pulse-width-modulated ሲግናል ወደ 50 kHz (chopper/inverter block)። ከዚህ የመቁረጥ ሥራ በኋላ፣ ሞገድ ቅርጹ የተወዛወዘ-ዲሲ ምልክት ይሆናል። ከዚያ በኋላ, ደረጃ-ወደታች ትራንስፎርመር ከፍተኛ-ድግግሞሽ pulsated ዲሲ ምልክት ያለውን ቮልቴጅ ወደሚፈለገው ደረጃ ለመቀነስ ጥቅም ላይ ይውላል. በመጨረሻም የውጤት ማስተካከያ እና ማጣሪያ የውጤቱን የዲሲ ቮልቴጅ ለመመለስ ጥቅም ላይ ይውላሉ።
ስእል 02፡ የSMPSን ንድፍ አግድ
በኤስኤምኤስ ውስጥ ያለው የቮልቴጅ ደንቡ የሚከናወነው የውጤት ቮልቴጁን በሚቆጣጠር የግብረመልስ ወረዳ ነው። የጭነቱ የኃይል ፍላጎት ከፍ ያለ ከሆነ, የውጤት ቮልቴጅ የመጨመር አዝማሚያ አለው. ይህ ጭማሪ በአስተዳዳሪው የግብረመልስ ወረዳ የተገኘ ሲሆን የPWM ምልክትን ከወደ-ወደ ውጪ ያለውን ጥምርታ ለመቆጣጠር ይጠቅማል። ስለዚህ, አማካይ የሲግናል ቮልቴጅ ይቀየራል. በውጤቱም፣ የውጤት ቮልቴጁ ቋሚ ሆኖ እንዲቆይ ቁጥጥር ይደረግበታል።
በኤስ.ኤም.ኤስ.ኤስ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለው ደረጃ-ወደታች ትራንስፎርመር በከፍተኛ ድግግሞሽ ይሰራል። ስለዚህ የትራንስፎርመሩ መጠን እና ክብደት ከመስመር ኃይል አቅርቦት በጣም ያነሰ ነው። ይህ ኤስኤምኤስ ከመስመራዊው አይነት አቻው በጣም ትንሽ እና ቀላል እንዲሆን ዋና ምክንያት ይሆናል። ከዚህም በላይ የቮልቴጅ ደንቡ የሚከናወነው ከመጠን በላይ ኃይልን እንደ ኦሚክ-ኪሳራ ወይም ሙቀት ሳያጠፋ ነው. የSMPS ውጤታማነት ከ85-90% ከፍ ይላል።
በተመሳሳይ ጊዜ፣ SMPS በMOSFET መቀያየር ተግባር ምክንያት ከፍተኛ ተደጋጋሚ ድምጽ ያመነጫል።ይህ ጫጫታ በውጤቱ ቮልቴጅ ውስጥ ሊንጸባረቅ ይችላል; ነገር ግን, በአንዳንድ የላቁ እና ውድ ሞዴሎች, ይህ የውጤት ድምጽ በተወሰነ ደረጃ ይቀንሳል. በተጨማሪም መቀየሪያው የኤሌክትሮማግኔቲክ እና የሬዲዮ ፍሪኩዌንሲ ጣልቃገብነትን ይፈጥራል። ስለዚህ በኤስኤምኤስፒኤስ ውስጥ የ RF መከላከያ እና EMI ማጣሪያዎችን መጠቀም ያስፈልጋል። ስለዚህ፣ ኤስኤምኤስ ተስማሚ የኦዲዮ እና የሬዲዮ ፍሪኩዌንሲ መተግበሪያዎች አይደሉም። እንደ ሞባይል ስልክ ቻርጀሮች፣ ዲሲ ሞተሮች፣ ከፍተኛ ሃይል አፕሊኬሽኖች፣ ወዘተ ያሉ አነስተኛ ጫጫታ-sensitive መሳሪያዎች ከSMPS ጋር መጠቀም ይቻላል። ቀላል እና ትንሽ ዲዛይን እንደ ተንቀሳቃሽ መሳሪያዎችም ለመጠቀም ምቹ ያደርገዋል።
በኤስኤምኤስ እና የመስመር ሃይል አቅርቦት መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?
SMPS vs መስመራዊ የኃይል አቅርቦት |
|
| ኤስኤምኤስ ቮልቴጁን ሳይቀንስ አውታረ መረብን በቀጥታ ያስተካክላል። ከዚያም የተለወጠው ዲሲ ወደሚፈለገው የቮልቴጅ መጠን ለመቀነስ ለትንሽ ትራንስፎርመር በከፍተኛ ድግግሞሽ ይቀየራል። በመጨረሻም፣ ከፍተኛ-ድግግሞሹ AC ሲግናል ወደ ዲሲ የውፅአት ቮልቴጅ ተስተካክሏል። | የመስመር ሃይል አቅርቦት በትልቁ ትራንስፎርመር መጀመሪያ ላይ ያለውን ቮልቴጅ ወደሚፈለገው እሴት ይቀንሳል። ከዚያ በኋላ ኤሲው ተስተካክሎ ተጣርቶ የውጤቱን የዲሲ ቮልቴጅ ለመስራት ይጣራል። |
| የቮልቴጅ ደንብ | |
| የቮልቴጅ ቁጥጥር የሚደረገው የመቀያየር ድግግሞሹን በመቆጣጠር ነው። የውጤት ቮልቴጁ በግብረመልስ ዑደት ቁጥጥር የሚደረግ ሲሆን የቮልቴጅ ልዩነት ለድግግሞሽ ቁጥጥር ጥቅም ላይ ይውላል። | የተስተካከለው እና የተጣራው የዲሲ ቮልቴጅ የውጤት ቮልቴጁን ለመስራት የቮልቴጅ መከፋፈያ የውጤት ተቃውሞ ይገጥመዋል። ይህ ተቃውሞ የሚቆጣጠረው የውጤት ቮልቴጅ ልዩነትን በሚከታተል የግብረመልስ ወረዳ ነው። |
| ቅልጥፍና | |
| በኤስኤምኤስ ውስጥ ያለው ሙቀት ማመንጨት በአንፃራዊነት ዝቅተኛ ነው ምክንያቱም የመቀየሪያ ትራንዚስተር በተቆራረጡ እና በረሃብ አካባቢዎች ውስጥ ይሰራል። የውጤት ትራንስፎርመር አነስተኛ መጠን የሙቀት ኪሳራውን አነስተኛ ያደርገዋል. ስለዚህ፣ ውጤታማነቱ ከፍ ያለ ነው (85-90%)። | ትርፍ ሃይሉ እንደ ሙቀት ተበታትኖ የቮልቴጁን ቋሚ በሆነ የመስመር ሃይል አቅርቦት ላይ ለማድረግ ነው። ከዚህም በላይ የግቤት ትራንስፎርመር በጣም ብዙ ነው; በመሆኑም የትራንስፎርመር ኪሳራ ከፍተኛ ነው። ስለዚህ የመስመራዊ ሃይል አቅርቦት ውጤታማነት እስከ 60% ዝቅተኛ ነው። |
| ግንባ | |
| የኤስኤምኤስ የትራንስፎርመር መጠን በከፍተኛ ድግግሞሽ ስለሚሰራ ትልቅ መሆን አያስፈልገውም። ስለዚህ, የትራንስፎርመር ክብደትም ያነሰ ይሆናል. በውጤቱም፣ መጠኑ እና የአንድ SMPS ክብደት ከመስመር ሃይል አቅርቦት በጣም ያነሰ ነው። | የመስመር ሃይል አቅርቦቶች የግብዓት ትራንስፎርመር ትልቅ መሆን ስላለበት በሚሰራበት ዝቅተኛ ድግግሞሽ ምክንያት በጣም ግዙፍ ናቸው። በቮልቴጅ ተቆጣጣሪ ውስጥ ተጨማሪ ሙቀት ስለሚፈጠር የሙቀት ማጠቢያዎች እንዲሁ ጥቅም ላይ መዋል አለባቸው። |
| ጫጫታ እና የቮልቴጅ መዛባት | |
| SMPS በመቀያየር ምክንያት ከፍተኛ ተደጋጋሚ ድምጽ ይፈጥራል። ይህ ወደ ውፅዓት ቮልቴጁ ውስጥ ያልፋል, እንዲሁም አንዳንድ ጊዜ ወደ ግቤት አውታር ይወጣል. በአውታረ መረብ ሃይል ላይ ሃርሞኒክ ማዛባት በSMPSs ውስጥም ሊኖር ይችላል። | የመስመር ሃይል አቅርቦቶች በውጤት ቮልቴጁ ውስጥ ድምጽ አይፈጥሩም። የሃርሞኒክ መዛባት ከSMPSዎች በጣም ያነሰ ነው። |
| መተግበሪያዎች | |
| SMPS በትንሽ ግንባታ ምክንያት እንደ ተንቀሳቃሽ መሳሪያዎች ሊያገለግል ይችላል። ነገር ግን ከፍተኛ-ድግግሞሽ ጫጫታ ስለሚያመነጭ፣ኤስኤምኤስፒኤስ እንደ RF እና ኦዲዮ አፕሊኬሽኖች ላሉ ጫጫታ ሰሚ አፕሊኬሽኖች መጠቀም አይቻልም። | የመስመር ሃይል አቅርቦቶች በጣም ትልቅ ናቸው እና ለተንቀሳቃሽ መሳሪያዎች መጠቀም አይቻልም። ጫጫታ ስለማይፈጥሩ እና የውጤት ቮልቴጁም ንጹህ ስለሆነ በአብዛኛዎቹ የኤሌትሪክ እና የኤሌክትሮኒካዊ ሙከራዎች በቤተ ሙከራ ውስጥ ያገለግላሉ። |
ማጠቃለያ - SMPS vs መስመራዊ የኃይል አቅርቦት
SMPS እና መስመራዊ የሃይል አቅርቦቶች በጥቅም ላይ ያሉ ሁለት አይነት የዲሲ የሃይል አቅርቦቶች ናቸው። በ SMPS እና መስመራዊ ሃይል አቅርቦት መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት ለቮልቴጅ ቁጥጥር እና ለቮልቴጅ ወደ ታች መውረድ የሚያገለግሉ ቶፖሎጂዎች ናቸው።መስመራዊው የሃይል አቅርቦቱ መጀመሪያ ላይ AC ወደ ዝቅተኛ ቮልቴጅ ሲቀይር SMPS በመጀመሪያ ማስተካከል እና ዋናውን ኤሲ በማጣራት ወደ ከፍተኛ ድግግሞሽ AC ይቀይሩ። የክወና ድግግሞሹ እየቀነሰ ሲሄድ የትራንስፎርመሩ ክብደት እና መጠኑ ስለሚጨምር የመስመራዊ ሃይል አቅርቦቶች ግቤት ትራንስፎርመር ከSMPS በተለየ መልኩ በጣም ከባድ እና ትልቅ ነው። በተጨማሪም የቮልቴጅ ደንቡ የሚከናወነው በሙቀት መከላከያዎች አማካኝነት ነው, መስመራዊ የኃይል አቅርቦቶች የበለጠ ክብደት ያላቸው የሙቀት ማጠራቀሚያዎች ሊኖራቸው ይገባል. የ SMPSs ተቆጣጣሪ የውጤት ቮልቴጅን ለመቆጣጠር የመቀየሪያውን ድግግሞሽ ይቆጣጠራል። ስለዚህ፣ SMPS መጠናቸው ያነሱ እና ክብደታቸው ቀላል ናቸው። በSMPS ውስጥ ያለው ሙቀት ማመንጨት ዝቅተኛ በመሆኑ ውጤታማነታቸውም ከፍ ያለ ነው።
የኤስ.ኤም.ኤስ.ፒ.ኤስ እና የመስመር ሃይል አቅርቦት የፒዲኤፍ ስሪት አውርድ
የዚህን መጣጥፍ የፒዲኤፍ ስሪት አውርደው ከመስመር ውጭ ዓላማዎች እንደ ጥቅስ ማስታወሻዎች መጠቀም ይችላሉ። እባኮትን የፒዲኤፍ ሥሪት እዚህ ያውርዱ በSMPS እና መስመራዊ የኃይል አቅርቦት መካከል ያለው ልዩነት።
