Het verschil tussen schakelende voeding en lineair gereguleerde voeding
Wat is een schakelende voeding?
De Engelse naam Switch Mode Power Supply, of kortweg SMPS, is een voedingseenheid (PSU) die een soort schakelapparaat gebruikt om stroom van de bron naar de belasting over te brengen. Normaal kan het AC of DC zijn, maar de belasting is DC.
De meest gebruikelijke toepassing voor een schakelende voeding is een voedingseenheid voor een computer en is het standaardtype voeding voor elektronische apparatuur geworden vanwege het hoge rendement, de lage kosten en de hoge vermogensdichtheid.
Structurele eenheden
Een schakelende voeding is een gereguleerde voeding die een hoogfrequent schakelende regelaar gebruikt om het vermogen om te zetten en de uitvoer op een efficiënte manier te regelen.
Een schakelende regelaar is weer een transistor (zoals een vermogens-MOSFET), net als een lineaire regelaar, maar het verschil is dat de doorlaattransistor in een SMPS niet constant in verzadiging of volledig aan blijft, maar volledig aan. staat en een zeer hoge frequentie, vandaar de naam schakelende voeding.
Aangezien de gemiddelde tijd dat het schakelelement (dwz de transistor) actief is, korter is, is de hoeveelheid vermogen die wordt verspild of gedissipeerd als warmte zeer klein in vergelijking met een lineair gereguleerde voeding. Dit leidt op zijn beurt tot een zeer efficiënte werking van de SMPS omdat de spanningsval over de doorlaattransistor (of het schakelelement) zeer klein is.
grootste voordeel
De meeste elektronische DC-belastingen, zoals microprocessors, microcontrollers, LED's, transistors, chips, motoren, enz., worden gevoed door een standaard stroombron zoals een batterij. Helaas is het grootste probleem met batterijen wanneer de spanning te hoog of te laag is. Daarom zorgt de SMPS voor een stabiele DC-uitgang.
SMPS is een multifunctionele voeding en er kunnen verschillende topologieën worden geselecteerd, afhankelijk van het toepassingstype, zoals boost-, buck-, input- en output-geïsoleerde voedingen.
Bovendien kan een goed SMPS-ontwerp de efficiëntie ervan oplopen tot 90 procent of zelfs hoger. Daarentegen hangt de efficiëntie van een lineair gereguleerde voeding af van de spanningsval van de doorlaattransistor, maar in ieder geval is de efficiëntie van de voeding niet zo hoog als die van een schakelende voeding.
Wat is energie-efficiëntie? Stel dat er een 3V-lithiumbatterij is die moet worden teruggebracht tot een belasting van 1,8V en die 100mA stroom verbruikt. Het vermogen dat als warmte in de transistor wordt verspild, is 0,12 W, dus het rendement van de voeding is 40 procent.
Bovendien heeft SMPS IC min of meer alle functies van een discreet SMPS-ontwerp, zodat ingenieurs kunnen experimenteren met het ontwerp van aangepaste projecten.
