Гол ялгаа – SMPS ба Шугаман тэжээлийн хангамж
Ихэнх электрон болон цахилгаан төхөөрөмжүүд ажиллахын тулд тогтмол хүчдэл шаарддаг. Эдгээр төхөөрөмжүүд, ялангуяа нэгдсэн хэлхээ бүхий электрон төхөөрөмжүүд нь найдвартай, гажуудалгүй тогтмол гүйдлийн хүчдэлээр хангагдсан байх ёстой бөгөөд ингэснээр тэдгээр нь эвдрэл, шаталтгүй ажиллах болно. Тогтмол гүйдлийн тэжээлийн хангамжийн зорилго нь эдгээр төхөөрөмжүүдийг цэвэр тогтмол гүйдлийн хүчдэлээр хангах явдал юм. Тогтмол гүйдлийн тэжээлийн хангамжийг шугаман болон унтраалгатай гэж ангилдаг бөгөөд энэ нь хувьсах гүйдлийн сүлжээг жигд тогтмол гүйдэлтэй болгох топологи юм. Шугаман тэжээлийн хангамж нь трансформаторыг ашиглан хувьсах гүйдлийн сүлжээний хүчдэлийг хүссэн түвшинд шууд буулгадаг бол SMPS нь шилжүүлэгч төхөөрөмж ашиглан хувьсах гүйдлийг тогтмол гүйдэл болгон хувиргадаг бөгөөд энэ нь хүссэн хүчдэлийн түвшний дундаж утгыг авахад тусалдаг. Энэ бол SMPS болон шугаман тэжээлийн хангамжийн гол ялгаа юм.
Шугаман тэжээлийн хангамж гэж юу вэ?
Шугаман тэжээлийн эх үүсвэрт гүйдлийн хувьсах гүйдлийн хүчдэлийг бууруулах трансформаторын тусламжтайгаар шууд бага хүчдэлд хувиргадаг. Энэ трансформатор нь 50/60 Гц AC сүлжээний давтамж дээр ажилладаг тул их хэмжээний хүчийг ашиглах ёстой. Тиймээс энэ трансформатор нь нүсэр, том хэмжээтэй тул тэжээлийн хангамжийг хүнд, том болгодог.
Буух хүчдэлийг дараа нь засч, шүүж гаралтад шаардлагатай тогтмол гүйдлийн хүчдэлийг авна. Энэ түвшний хүчдэл нь оролтын хүчдэлийн гажилтаас хамаарч өөр өөр байдаг тул гаралтын өмнө хүчдэлийн зохицуулалтыг хийдэг. Шугаман тэжээлийн хангамж дахь хүчдэлийн зохицуулагч нь шугаман зохицуулагч бөгөөд энэ нь ихэвчлэн хувьсах резисторын үүрэг гүйцэтгэдэг хагас дамжуулагч төхөөрөмж юм. Гаралтын эсэргүүцлийн утга нь гаралтын чадлын шаардлагаар өөрчлөгдөж, гаралтын хүчдэлийг тогтмол болгодог. Тиймээс хүчдэлийн зохицуулагч нь эрчим хүчийг хуваарилах төхөөрөмжөөр ажилладаг. Ихэнх тохиолдолд энэ нь хүчдэлийг тогтмол болгохын тулд илүүдэл хүчийг тараадаг. Тиймээс хүчдэлийн зохицуулагч нь том дулаан шингээгчтэй байх ёстой. Үүний үр дүнд шугаман тэжээлийн хангамж нь илүү хүнд болдог. Цаашилбал, хүчдэлийн зохицуулагч нь дулаанаар эрчим хүч зарцуулсны үр дүнд шугаман тэжээлийн хангамжийн үр ашиг 60% хүртэл буурдаг.
Гэхдээ шугаман тэжээлийн эх үүсвэрүүд нь гаралтын хүчдэл дээр цахилгаан дуу чимээ үүсгэдэггүй. Энэ нь трансформаторын улмаас гаралт ба оролтын хоорондох тусгаарлалтыг хангадаг. Тиймээс шугаман тэжээлийн хангамжийг радио давтамжийн төхөөрөмж, аудио программууд, дуу чимээгүй тэжээл шаарддаг лабораторийн туршилт, дохио боловсруулах, өсгөгч зэрэг өндөр давтамжийн хэрэглээнд ашигладаг.
Зураг 01: Шугаман хүчдэлийн зохицуулагчтай тэжээлийн хангамж
SMPS гэж юу вэ?
SMPS (шилжсэн горимын тэжээлийн хангамж) нь шилжүүлэгч транзистор төхөөрөмж дээр ажилладаг. Эхлээд хувьсах гүйдлийн оролтыг шугаман тэжээлийн эх үүсвэрээс ялгаатай нь хүчдэлийг бууруулахгүйгээр Шулуутгагчаар тогтмол хүчдэлд хувиргадаг. Дараа нь тогтмол гүйдлийн хүчдэл нь ихэвчлэн MOSFET транзисторын тусламжтайгаар өндөр давтамжийн шилжүүлэгт ордог. Өөрөөр хэлбэл, MOSFET-ээр дамжих хүчдэлийг MOSFET Gate дохиогоор асааж, унтраадаг ба энэ нь ихэвчлэн 50 кГц-ийн импульсийн өргөнтэй модуляцлагдсан дохио юм (хоппер/инвертер блок). Энэхүү цавчих үйл ажиллагааны дараа долгионы хэлбэр нь импульсийн тогтмол гүйдлийн дохио болдог. Үүний дараа өндөр давтамжийн импульсийн тогтмол гүйдлийн дохионы хүчдэлийг хүссэн түвшинд хүртэл бууруулахын тулд бууруулах трансформаторыг ашигладаг. Эцэст нь гаралтын Шулуутгагч болон шүүлтүүрийг тогтмол гүйдлийн гаралтын хүчдэлийг буцаахад ашигладаг.
Зураг 02: SMPS-ийн блок диаграмм
SMPS дахь хүчдэлийн зохицуулалт нь гаралтын хүчдэлийг хянадаг эргэх хэлхээгээр хийгддэг. Хэрэв ачааллын эрчим хүчний хэрэгцээ өндөр байвал гаралтын хүчдэл нэмэгдэх хандлагатай байдаг. Энэ өсөлтийг зохицуулагчийн санал хүсэлтийн хэлхээгээр илрүүлдэг бөгөөд ХОУХШ дохиог асаах-унтраах харьцааг хянахад ашигладаг. Тиймээс дохионы дундаж хүчдэл өөрчлөгддөг. Үүний үр дүнд гаралтын хүчдэл тогтмол байхаар хянагддаг.
SMPS-д ашигласан бууруулагч трансформатор нь өндөр давтамжтайгаар ажилладаг; Тиймээс трансформаторын эзэлхүүн ба жин нь шугаман тэжээлийн эх үүсвэрээс хамаагүй бага байна. Энэ нь SMPS нь шугаман төрлийнхээс хамаагүй жижиг, хөнгөн байх гол шалтгаан болдог. Түүнээс гадна хүчдэлийн зохицуулалт нь Ом-алдагдах, дулаан гэх мэт илүүдэл хүчийг тараахгүйгээр хийгддэг. SMPS-ийн үр ашиг 85-90% хүрдэг.
Үүний зэрэгцээ SMPS нь MOSFET-ийн сэлгэн залгах үйл ажиллагааны улмаас өндөр давтамжийн дуу чимээ үүсгэдэг. Энэ дуу чимээ нь гаралтын хүчдэлд тусгагдсан байж болно; Гэсэн хэдий ч зарим дэвшилтэт, үнэтэй загваруудад энэ гаралтын дуу чимээг тодорхой хэмжээгээр бууруулдаг. Цаашилбал, шилжүүлэлт нь цахилгаан соронзон болон радио давтамжийн хөндлөнгийн оролцоог бий болгодог. Тиймээс SMPS-д RF-ийн хамгаалалт болон EMI шүүлтүүрийг ашиглах шаардлагатай. Тиймээс SMPS нь аудио болон радио давтамжийн хэрэглээнд тохиромжгүй. Гар утасны цэнэглэгч, тогтмол гүйдлийн мотор, өндөр чадлын хэрэглээ гэх мэт дуу чимээ бага мэдэрдэг төхөөрөмжийг SMPS-тэй хамт ашиглаж болно. Энэ нь илүү хөнгөн бөгөөд жижиг дизайнтай тул зөөврийн төхөөрөмж болгон ашиглахад тохиромжтой.
SMPS болон шугаман тэжээлийн хангамжийн ялгаа нь юу вэ?
SMPS ба Шугаман тэжээлийн хангамж |
|
| SMPS нь хүчдэлийг бууруулахгүйгээр AC-ийг шууд залруулдаг. Дараа нь хувиргасан тогтмол гүйдлийг хүссэн хүчдэлийн түвшинд хүргэхийн тулд жижиг трансформаторт зориулж өндөр давтамжтайгаар шилжүүлдэг. Эцэст нь өндөр давтамжийн хувьсах гүйдлийн дохио нь тогтмол гүйдлийн гаралтын хүчдэлд залрагдана. | Шугаман тэжээлийн эх үүсвэр нь илүү том трансформаторын тусламжтайгаар хүчдэлийг хүссэн хэмжээнд хүртэл бууруулна. Үүний дараа хувьсах гүйдлийг засч, шүүж гаралтын тогтмол хүчдэлтэй болгоно. |
| Хүчдэлийн зохицуулалт | |
| Хүчдэлийн зохицуулалт нь шилжих давтамжийг хянах замаар хийгддэг. Гаралтын хүчдэлийг санал хүсэлтийн хэлхээгээр хянадаг ба хүчдэлийн өөрчлөлтийг давтамжийн удирдлагад ашигладаг. | Шуужуулсан болон шүүсэн тогтмол гүйдлийн хүчдэл нь хүчдэл хуваагчийн гаралтын эсэргүүцэлд өртөж, гаралтын хүчдэлийг гаргана. Энэ эсэргүүцлийг гаралтын хүчдэлийн өөрчлөлтийг хянадаг эргэх хэлхээгээр удирдаж болно. |
| Үр ашиг | |
| Өлгөгч транзистор нь таслагдах болон өлсгөлөнгийн бүсэд ажилладаг тул SMPS-ийн дулааны үйлдвэрлэл харьцангуй бага байна. Гаралтын трансформаторын жижиг хэмжээ нь мөн дулааны алдагдлыг бага болгодог. Тиймээс үр ашиг өндөр (85-90%) байна. | Шугаман тэжээлийн эх үүсвэр дэх хүчдэлийг тогтмол болгохын тулд илүүдэл хүчийг дулаан болгон зарцуулдаг. Түүнээс гадна оролтын трансформатор нь илүү том хэмжээтэй; иймээс трансформаторын алдагдал өндөр байна. Тиймээс шугаман тэжээлийн хангамжийн үр ашиг 60% хүртэл бага байна. |
| Build | |
| SMPS нь өндөр давтамжтай ажилладаг тул трансформаторын хэмжээ том байх шаардлагагүй. Тиймээс трансформаторын жин бага байх болно. Үүний үр дүнд SMPS-ийн хэмжээ, жин нь шугаман тэжээлийн эх үүсвэрээс хамаагүй бага байна. | Оролтын трансформатор нь бага давтамжтай ажилладаг тул том хэмжээтэй байх ёстой тул шугаман тэжээлийн эх үүсвэрүүд нь илүү том хэмжээтэй байдаг. Хүчдэл тогтворжуулагчид илүү их дулаан үүсдэг тул дулаан шингээгчийг мөн ашиглах хэрэгтэй. |
| Дуу чимээ ба хүчдэлийн гажуудал | |
| SMPS нь сэлгэлтийн улмаас өндөр давтамжийн дуу чимээ үүсгэдэг. Энэ нь гаралтын хүчдэл, заримдаа оролтын сүлжээнд дамждаг. Сүлжээний тэжээлийн гармоник гажуудал нь SMPS-д бас боломжтой. | Шугаман тэжээлийн эх үүсвэрүүд нь гаралтын хүчдэлд дуу чимээ үүсгэдэггүй. Гармоник гажуудал нь SMPS-ээс хамаагүй бага. |
| Програмууд | |
| SMPS нь жижиг бүтэцтэй тул зөөврийн төхөөрөмж болгон ашиглах боломжтой. Гэхдээ энэ нь өндөр давтамжийн дуу чимээ үүсгэдэг тул SMPS-ийг RF болон аудио програм зэрэг дуу чимээ мэдрэмтгий програмуудад ашиглах боломжгүй. | Шугаман тэжээлийн хангамж нь хамаагүй том бөгөөд зөөврийн төхөөрөмжид ашиглах боломжгүй. Тэд дуу чимээ үүсгэдэггүй, гаралтын хүчдэл нь цэвэр байдаг тул лабораторийн ихэнх цахилгаан болон электрон туршилтуудад ашигладаг. |
Хураангуй – SMPS ба Шугаман тэжээлийн хангамж
SMPS болон Шугаман тэжээлийн хангамж нь хоёр төрлийн тогтмол гүйдлийн тэжээлийн хангамж юм. SMPS ба шугаман тэжээлийн хангамжийн гол ялгаа нь хүчдэлийн зохицуулалт, хүчдэлийг бууруулахад ашигладаг топологи юм. Шугаман тэжээлийн эх үүсвэр нь хувьсах гүйдлийг бага хүчдэлд хувиргадаг бол SMPS нь эхлээд үндсэн хувьсах гүйдлийг засч, шүүж, дараа нь буухаасаа өмнө өндөр давтамжийн хувьсах гүйдэлд шилждэг. Трансформаторын жин, хэмжээ нь ажиллах давтамж буурах тусам нэмэгддэг тул шугаман тэжээлийн эх үүсвэрийн оролтын трансформатор нь SMPS-ээс ялгаатай нь илүү хүнд бөгөөд том хэмжээтэй байдаг. Нэмж дурдахад, хүчдэлийн зохицуулалт нь эсэргүүцэлээр дамжин дулаан ялгаруулах замаар хийгддэг тул шугаман тэжээлийн хангамж нь тэдгээрийг илүү хүнд болгодог дулаан шингээгчтэй байх ёстой. SMPS-ийн зохицуулагч нь гаралтын хүчдэлийг хянахын тулд шилжих давтамжийг хянадаг. Тиймээс SMPS нь жижиг хэмжээтэй, хөнгөн жинтэй байдаг. SMPS-ийн дулаан ялгаруулалт бага тул тэдгээрийн үр ашиг нь мөн өндөр байна.
SMPS болон шугаман тэжээлийн хангамжийн PDF хувилбарыг татаж авах
Та энэ нийтлэлийн PDF хувилбарыг татаж аваад офлайн зорилгоор ашиглах боломжтой. PDF хувилбарыг эндээс татаж авна уу SMPS болон шугаман тэжээлийн хангамжийн ялгаа.
