Razlika med stikalnim načinom napajanja in linearno reguliranim napajanjem
Kaj je stikalni napajalnik?
Angleško ime Switch Mode Power Supply ali na kratko SMPS je napajalna enota (PSU), ki uporablja nekakšno stikalno napravo za prenos moči od vira do bremena. Običajno je lahko AC ali DC, vendar je obremenitev DC.
Najpogostejša uporaba stikalnega napajalnika je napajalna enota za računalnik in je postala standardna vrsta napajalnika za elektronsko opremo zaradi visoke učinkovitosti, nizkih stroškov in visoke gostote moči.
Strukturne enote
Preklopni napajalnik je reguliran napajalnik, ki uporablja visokofrekvenčni preklopni regulator za pretvorbo moči in uravnavanje izhodne moči na učinkovit način.
Preklopni regulator je spet tranzistor (kot močnostni MOSFET), tako kot linearni regulator, vendar je razlika v tem, da prehodni tranzistor v SMPS ne ostane v nasičenosti ali popolnoma vklopljen nenehno, ampak je popolnoma vklopljen Preklapljanje med popolnoma izklopljenim stanju in zelo visoki frekvenci, od tod tudi ime stikalni napajalnik.
Ker je povprečni čas, ko je preklopni element (tj. tranzistor) aktiven, krajši, je količina energije, ki se izgubi ali razprši kot toplota, zelo majhna v primerjavi z linearno reguliranim napajanjem. To pa vodi do zelo učinkovitega delovanja SMPS, ker je padec napetosti na prehodnem tranzistorju (ali preklopnem elementu) zelo majhen.
glavna prednost
Večina elektronskih obremenitev z enosmernim tokom, kot so mikroprocesorji, mikrokontrolerji, LED, tranzistorji, čipi, motorji itd., se napaja iz standardnega vira energije, kot je baterija. Na žalost je glavna težava pri baterijah previsoka ali prenizka napetost. Zato bo SMPS zagotovil stabilen enosmerni izhod.
SMPS je večnamenski napajalnik in različne topologije je mogoče izbrati glede na vrsto aplikacije, kot so ojačevalni, znižljivi, vhodni in izhodni izolirani napajalniki.
Poleg tega je lahko dobra zasnova SMPS njegova učinkovitost tudi do 90 odstotkov ali celo višja. Nasprotno pa je učinkovitost linearno reguliranega napajalnika odvisna od padca napetosti prehodnega tranzistorja, vendar v vsakem primeru njegova učinkovitost napajalnika ni tako visoka kot pri stikalnem napajalniku.
Kaj je energetska učinkovitost? Recimo, da obstaja 3 V litijeva baterija, ki jo je treba znižati na obremenitev 1,8 V, ki porabi 100 mA toka. Zapravljena moč kot toplota v tranzistorju je 0,12 W, tako da je učinkovitost napajanja 40 odstotkov.
Še več, SMPS IC ima bolj ali manj vse funkcije diskretnega oblikovanja SMPS, tako da inženirjem omogoča eksperimentiranje z zasnovo projektov po meri.
