Navedite primjer koji ilustrira razliku između prekidačkog i normalnog napajanja
Tehnologija prekidačkog napajanja neprestano se razvija zajedno s napretkom i inovacijama tehnologije energetske elektronike. Zbog svoje kompaktne veličine, male težine i velike učinkovitosti, prekidački izvori napajanja trenutno se koriste u gotovo svim elektroničkim uređajima. S obzirom na brzi razvoj trenutne elektroničke informacijske industrije, to je neophodna tehnika napajanja.
Suvremena tehnologija energetske elektronike koristi se sklopnim izvorima napajanja za regulaciju vremenskog omjera uključivanja i isključivanja kako bi se održao konstantan izlazni napon. Glavne komponente prekidačkog napajanja su MOSFET i PWM upravljački IC. Preklopno napajanje i linearno napajanje su povezani. Preklopna cijev se koristi za kontrolu uključivanja i isključivanja struje kako bi se stvorila visokofrekventna impulsna struja nakon što njen ulazni terminal izravno ispravi izmjeničnu struju u istosmjernu dok radi pod utjecajem visokofrekventnog titrajnog kruga. Induktor se koristi za osiguravanje postojane istosmjerne struje niskog napona.
Tipično, MOSFET plus IC za kontrolu modulacije širine impulsa čine prekidački izvor napajanja. Preklopni izvori napajanja postali su sve uobičajeniji s napretkom i inovacijama tehnologije energetske elektronike zbog svoje male veličine, male težine i visoke učinkovitosti, što pokazuje njihovu važnost.
Uklopna napajanja mogu se općenito kategorizirati u tri skupine na temelju načina na koji su sklopni uređaji spojeni u krug: serijska sklopna napajanja, paralelna sklopna napajanja i transformatorska sklopna napajanja. Preklopno napajanje transformatorskog tipa može se dalje podijeliti na push-pull, polumost, puni most i druge varijacije. Može se podijeliti u četiri kategorije: prednji tip, povratni tip, jednostruki tip pobude i dvostruki tip pobude, ovisno o tome kako je transformator pobuđen i fazi izlaznog napona.
Dakle, koja je razlika između prekidačkog napajanja i običnog napajanja?
Linearno napajanje ili napajanje u kojem cijev za podešavanje radi u linearnom stanju je ono što se obično podrazumijeva pod izrazom "obično napajanje". Nasuprot tome, preklopna cijev radi u dva stanja uključeno i isključeno u preklopnom napajanju: uključeno, gdje je otpor minimalan, i isključeno, gdje je otpor značajan. Relativno novi oblik napajanja koji se naziva preklopni izvor napajanja ima prednosti visoke učinkovitosti, male težine, mogućnosti pojačavanja i smanjivanja i ogromne izlazne snage. Ali budući da krug radi u načinu rada s prebacivanjem, šum je prilično značajan.
Kao ilustracija, strujni krug sklopnog napajanja s niskim stupnjem sastoji se od sklopki, slobodnih dioda, induktora za pohranu energije i filterskih kondenzatora. Kada je sklopka zatvorena, napajanje šalje električnu energiju kroz sklopku i induktor do opterećenja, dok također pohranjuje dio električne energije u kondenzator i induktor. Samoinduktivnost induktiviteta uzrokuje sporo povećanje struje nakon što se sklopka aktivira, sprječavajući izlaz da brzo dosegne vrijednost napona napajanja. Struja u krugu nastavit će teći slijeva nadesno čak i nakon što se sklopka prebaci isključen na unaprijed određeno vrijeme zbog samoinduktivnosti induktora. Ova struja cirkulira kroz opterećenje, izlazi iz žice za uzemljenje, putuje do anode diode slobodnog hoda, teče kroz diodu, a zatim se okreće natrag do lijevog kraja induktora. Vrijeme zatvaranja i otvaranja prekidača može se podesiti, čime se kontrolira izlazni napon. Cilj regulacije napona je postignut ako se vremenom uključivanja i isključivanja upravlja praćenjem izlaznog napona kako bi se održao konstantan izlazni napon.
Cijev za podešavanje napona koja se koristi iu prekidačkom napajanju iu uobičajenom napajanju koristi princip povratne sprege za stabilizaciju napona. Preklopno napajanje prilagođava se pomoću preklopne cijevi, dok se konvencionalno napajanje obično prilagođava pomoću područja linearnog pojačanja triode. Nasuprot tome, prekidački izvor napajanja koristi manje energije, ima širi raspon primjene za izmjenični napon i proizvodi istosmjernu struju s manje valovitosti. Nedostatak je smetnja sklopnog impulsa.
Preklopne cijevi gornjeg i donjeg mosta uključuju se jedna po jedna kao osnovni koncept rada polumosnog sklopnog napajanja. Preklopna cijev gornjeg mosta je mjesto gdje struja prvo ulazi. Električna energija se akumulira u zavojnici induktiviteta koristeći njegovu sposobnost pohranjivanja, a prekidač višeg mosta se konačno isključuje. Kada se aktivira sklopna cijev donjeg mosta, zavojnica induktiviteta i kondenzator nastavit će davati električnu energiju vanjskom svijetu. To je poznato kao sklopno napajanje jer se dvije sklopne cijevi moraju uzastopno uključivati i isključivati. Nakon isključivanja sklopne cijevi donjeg mosta, otvorite gornji most kako biste omogućili protok struje. Drugačije je linearno napajanje. Viša cijev za vodu stalno ispušta vodu jer nema prekidača. Voda će iscuriti ako je bude previše. U nekim linearnim cijevima za podešavanje napajanja to često opažamo. Sva neograničena električna energija transformira se u toplinsku energiju. Iz ove perspektive, učinkovitost pretvorbe linearnog napajanja je izuzetno niska, a kada je toplina visoka, životni vijek komponenti neizbježno će se skratiti i utjecati na krajnji učinak korištenja.
Međutim, ključna razlika između prekidačkog napajanja i uobičajenog napajanja je način na koji radi. Cijev za podešavanje snage linearnog izvora napajanja neprekidno radi u području pojačanja i uvijek je u pogonu. Potrebne su ogromne cijevi za podešavanje snage, a veliki radijator se gradi kao rezultat značajnog gubitka snage na cijevi za podešavanje, što rezultira značajnim stvaranjem topline i niskom učinkovitošću, često između 40 posto i 60 posto. Načelo rada linearnog napajanja zahtijeva upotrebu naponskog uređaja za prebacivanje s visokog na niski napon. Obično se sastoji od transformatora, dok postoje alternative kao što je KX napajanje koje ispravlja signal i daje istosmjerni napon. U ovoj metodi, volumen je velik, težak, neučinkovit i stvara puno topline, ali također ima prednosti poput malenih valova, dobre brzine prilagodbe, male vanjske smetnje i radi s analognim sklopovima ili drugim pojačalima. Uređaj za napajanje prekidačkog napajanja radi u stanju prekidanja. Za transformator i skladištenje energije energija se privremeno skladišti kroz induktivni svitak kada se napon prilagodi, tako da postoji mali gubitak, visoka učinkovitost i manja potreba za rasipanjem topline. Viši standardi primjenjuju se na induktivitet koji se mora konstruirati materijala s malim gubicima i visokom propusnošću. Njegov transformator ima veličinu riječi. Učinkovitost se kreće od 80 do 98 posto. Iako je sklopno napajanje maleno i ima visoku učinkovitost, manje je učinkovito od linearnih izvora napajanja u smislu valovitosti, napona i brzine prilagodbe struje.
