Koja je razlika između sklopnog napajanja i uobičajenog: značajke i razlike

Velika većina moderne elektronike radi na istosmjernoj struji s malim vrijednostima sile i napona. Na primjer, usmjerivači troše 12 volti i 5 ampera, dok pametni telefoni u većini slučajeva troše 5 volti i 2 ampera. Ali u kućanskoj mreži distribuira se potpuno drugačija struja – izmjenična, s frekvencijom od 60 Hz, naponom od 220 volti i (obično) snagom do 6 ampera.

Sukladno tome, za upotrebu elektroničkih uređaja u kućanskoj mreži, ova struja mora se nekako pretvoriti. U te se svrhe koriste napajanja. Njihov je zadatak transformirati struju kako bi joj dali određene parametre napona, sile, kao i frekvencije (pretvaranje izmjenične u istosmjernu).

A ako trebate odabrati prikladno napajanje ili ga sami izgraditi, tada najčešće možete pronaći dvije mogućnosti – običnu, to je transformator i impulsnu. A koja je razlika, osim složenosti dizajna, nije uvijek jasna. Stoga ćemo u ovom članku shvatiti kako se preklopno napajanje razlikuje od uobičajenog, razmotriti njihove značajke i razlike.

Uobičajena napajanja (tip transformatora)

Transformatorska napajanja jedan su od prvih uređaja za pretvorbu električne energije. Pripadaju analognom tipu, odlikuju se strukturnom jednostavnošću i relativno visokom pouzdanošću. Međutim, oni također imaju značajne nedostatke poput prevelikih dimenzija.

Glavni funkcionalni element takvih PSU je transformator. Sastoji se od dvije indukcijske zavojnice. Prva se napaja električnom energijom iz kućne 220-voltne mreže i stvara elektromagnetsko polje. To zauzvrat inducira indukciju i stvara elektromotornu silu na drugom. Na taj se način postiže smanjenje napona.

U budućnosti se električna struja stvorena na silaznoj zavojnici prenosi na ispravljački uređaj. U pravilu se sastoji od nekoliko energetskih dioda spojenih prema shemi mosta. Za izglađivanje pulsirajućeg napona koristi se kondenzator spojen paralelno s diodnim mostom, a zatim ga Tranzistori snage stabiliziraju.

Kao rezultat toga, na izlazu se formira istosmjerna struja određenog napona i sile. Za regulaciju parametara njegovog rada koriste se posebni otpornici za podešavanje uključeni u stabilizacijski krug.

Konvencionalni psu (transformatorski tip) karakterizira maksimalna strukturna jednostavnost. U shematskom dijagramu elementarnog uređaja postoje samo tri dijela: sustav zavojnica, diodni most i kondenzator.

Ključne prednosti konvencionalnih napajanja:

1. Jednostavnost montaže i konstrukcije. Psu potrebne snage možete sami sastaviti – samo trebate razumjeti princip rada i točno shvatiti u koje svrhe planirate koristiti uređaj;

2. Visoka pouzdanost i trajnost. Uz pravilan rad, vijek trajanja uređaja praktički je neograničen. Dakle, danas još uvijek možete pronaći funkcionalne modele objavljene prije više od nekoliko desetljeća;

3. Dostupnost komponenti. Svi potrebni dijelovi mogu se kupiti na radio tržištima, od radioamatera i u posebnim trgovinama, nije potrebno naručiti određene mikrovezje iz inozemstva;

4. Ne stvaraju zalutale struje radio valova. Zbog toga se praktički ne primjećuju smetnje u opskrbnoj mreži ili krajnjim potrošačima.

Ključni nedostaci konvencionalnih napajanja:

1. Niska učinkovitost. Pri prijenosu električne energije na transformatorski način, ogroman dio snage jednostavno se gubi. Osim toga, zbog upotrebe stabilizatora na izlazu za dobivanje stabilnih radnih parametara, dio učinkovitosti se dodatno gubi;

2. Velike veličine. Štoviše, što je psu snažniji – to je veća njegova težina i veličina. Kao rezultat toga, oni s velikom snagom mogu biti i bez pokretljivosti;

3. Stvaraju značajno elektromagnetsko polje. Tako mogu stvoriti smetnje u drugim dalekovodima signala – na primjer, koaksijalnim kabelima ili “upletenom paru”.

Svi su ti nedostaci toliko kritični da se danas konvencionalni psu praktički ne koriste u svakodnevnom životu. Umjesto toga primjenjuju se impulsni.

Sklopna napajanja

Sklopna napajanja imaju složen dizajn i uređaji su tipa pretvarača. Njihova ključna razlika od običnih je u tome što se ulazni napon primjenjuje izravno na ispravljač. Zatim stvara impulse određene frekvencije. Za to je odgovoran zasebni upravljački podsustav, tako da su impulsni psu punopravni digitalni uređaji.

Budući da se impulsne jedinice napajanja odlikuju strukturnom i temeljnom složenošću, nije preporučljivo razmatrati shemu njihovog rada u okviru ovog članka. i

1. Struja iz mreže ulazi u zaštitnik od prenapona, minimizirajući dolazna i odlazna izobličenja;

2. Pretvarač pretvara sinusni val izmjenične struje u impulsni istosmjerni tok;

3. Pretvarač, kontroliran putem upravljačkog modula, generira pravokutne visokofrekventne signale iz impulsne istosmjerne struje;

4. Struja se dovodi do impulsnog transformatora, koji dovodi napon na različite elemente samog PSU-a, kao i na opterećenje;

5. Nakon toga struja ulazi u izlazni ispravljač, a zatim se zaglađuje na izlaznom filtru.

Takav sustav osigurava ne samo visoku učinkovitost, već i malu veličinu uređaja. Štoviše, što je veća frekvencija impulsa, to je jedinica za napajanje kompaktnija zbog smanjenja dimenzija transformatora.

Ključne prednosti sklopnih napajanja:

1. Visoka učinkovitost, koja je obično oko 98%. Mali gubici nastaju zbog prijelaznih pojava koje nastaju prilikom prebacivanja ključa. Ali oni su previše beznačajni da bi se uzeli u obzir;

2. Kompaktna veličina i mala težina. To se postiže činjenicom da impulsni psu ne zahtijeva masivni transformator.

Ključni nedostaci sklopnih napajanja:

1. Složenost konstrukcije. Gotovo je nemoguće sastaviti takav uređaj kod kuće bez znanja iz područja elektronike ili elektrotehnike;

2. Primjetno zagrijavanje tijekom rada. Stoga su impulsne jedinice velike snage opremljene dodatnim sustavima hlađenja koji dovode do povećanja veličine i težine uređaja;

3. Prisutnost visokofrekventnih smetnji. Kao rezultat toga, za upotrebu u osjetljivoj opremi, takva napajanja opremljena su filtrom za smetnje, ali također ne pruža 100% zaštitu od takvog “signala smeća”;

4. Snaga opterećenja mora biti unutar nazivnog raspona. Ako se premaši ILI smanji, primijetit će se promjene izlaznog napona. U pravilu, proizvođači predviđaju ovaj fenomen i uspostavljaju zaštitu od takvih izvanrednih situacija.

Kompaktna veličina i visoka vrijednost učinkovitosti pomogli su impulsnim psu-ima da se šire što je više moguće. Danas se koriste u punjačima mobilne elektronike, računala i kućanskih aparata, kao i u elektroničkim balastnim sustavima rasvjetnih uređaja.

Usporedba sklopnog i konvencionalnog napajanja

Usporedimo ove dvije vrste uređaja, određujući koje je najbolje koristiti u određenoj situaciji.

Ako su sve ostale jednake, poželjno je koristiti impulsne psu-ove. Pružaju veću učinkovitost, a teže i od nekoliko desetaka grama. Ali u nekim visoko preciznim, preciznim uređajima bolje je koristiti konvencionalne (transformatorske) modele, jer oni ne začepljuju izlazni signal smetnjama.