Forskellen mellem switch mode strømforsyning og lineær reguleret strømforsyning
Hvad er en Switch Mode Power Supply?
Det engelske navn Switch Mode Power Supply, eller forkortet SMPS, er en strømforsyningsenhed (PSU), der bruger en form for switching-enhed til at overføre strøm fra kilden til belastningen. Normalt kan det være AC eller DC, men belastningen er DC.
Den mest almindelige applikation til en switch mode strømforsyning er en strømforsyningsenhed til en computer og er blevet standardtypen for strømforsyning til elektronisk udstyr på grund af dets høje effektivitet, lave omkostninger og høje effekttæthed.
Strukturelle enheder
En switch mode strømforsyning er en reguleret strømforsyning, der bruger en højfrekvent switching regulator til at konvertere strømmen og regulere output på en effektiv måde.
En switching regulator er igen en transistor (som en power MOSFET), ligesom en lineær regulator, men forskellen er at pass transistoren i en SMPS ikke forbliver i mætning eller helt tændt konstant, den er fuldt tændt Skifter mellem en helt slukket tilstand og en meget høj frekvens, deraf navnet switch mode strømforsyning.
Da den gennemsnitlige tid, som koblingselementet (dvs. transistoren) er aktivt, er mindre, er mængden af strøm, der spildes eller afgives som varme, meget lille sammenlignet med en lineær reguleret forsyning. Dette fører igen til højeffektiv drift af SMPS'en, fordi spændingsfaldet over pastransistoren (eller koblingselementet) er meget lille.
hovedfordel
De fleste elektroniske DC-belastninger, såsom mikroprocessorer, mikrocontrollere, LED'er, transistorer, chips, motorer osv., får strøm fra en standard strømkilde såsom et batteri. Desværre er hovedproblemet med batterier, når spændingen er for høj eller for lav. Derfor vil SMPS give en stabil DC-udgang.
SMPS er en multifunktionel strømforsyning, og forskellige topologier kan vælges alt efter applikationstypen, såsom boost, buck, input og output isolerede strømforsyninger.
Derudover et godt SMPS-design, dets effektivitet kan være så højt som 90 procent eller endnu højere. I modsætning hertil afhænger effektiviteten af en lineær reguleret strømforsyning af spændingsfaldet af pastransistoren, men under alle omstændigheder er dens strømforsyningseffektivitet ikke så høj som for en switch-mode strømforsyning.
Hvad er strømeffektivitet? Antag som et eksempel, at der er et 3V lithiumbatteri, der skal trappes ned til en 1,8V belastning, der forbruger 100mA strøm. Strømmen spildt som varme i transistoren er 0,12W, så strømforsyningens effektivitet er 40 procent.
Hvad mere er, SMPS IC har mere eller mindre alle funktionerne i diskret SMPS-design, så det giver ingeniører mulighed for at eksperimentere med design af brugerdefinerede projekter.
