Topologije napajanja u režimu prekidača u poređenju

Sveprisutno linearno napajanje starih je na godinama, od dolaska Switch Mode Power Supplies (SMPS). Jasna prednost SMPS-a nad linearnim zalihama bila je veličina i efikasnost, a kako se svjetska energetska kriza pojavljuje na međunarodnoj, komercijalnoj i političkoj sceni, vidjeli smo da se trend SMPS samo ubrzava.

Kao nova tehnologija, visoka komponenta SMPS-a je napravila tehnologiju skuplju od linearnog. Ali sa rođenjem elektronskog doba, troškovi komponenti su opali tako nisko da je visok sadržaj sirovine bakra i gvožđa u linearnom transformatoru učinio SMPS tehnologiju isplativijom.

Čak i sa manama koje su složenije i zahtevaju više brige za kontrolu EMI, prednosti napajanja prekidačkog režima daleko nadmašuju linearne izvore napajanja u svim, osim nekoliko nišnim aplikacijama.

Uklopni izvori napajanja sastoje se od više različitih faza. Ako je ulaz AC ulaz, onda ulazni stupanj mora uključivati i ulazni filter i ispravljač za konverziju u DC ulaz. DC-DC pretvarači ne trebaju ispravljač. Faza invertora se okreće i odmah pretvara DC ulaz nazad u AC ulaz uključivanjem i isključivanjem DC ulaznog napona na mnogo višoj frekvenciji od originalnog AC ulaza. Frekvencija rada je često izabrana da bude u rasponu od 20kHz do 150kHz, što je dovoljno visoko da bude izvan zvučnog opsega i dovoljno nisko da ga zadrži izvan FCC zahtjeva za provedeni EMI.

Nakon faze pretvarača, izlazni stupanj ispravlja i filtrira izlaz. Ako je potrebna izolirana konstrukcija, transformator se postavlja između ispravljača i izlaznog stupnja. Ovaj transformator može biti mnogo manji, lakši i jeftiniji od linearnog transformatora, zbog veće frekvencije uključivanja.

Nakon faze pretvarača, izlazni stupanj ispravlja i filtrira izlaz. Ako je potrebna izolirana konstrukcija, transformator se postavlja između ispravljača i izlaznog stupnja. Ovaj transformator može biti mnogo manji, lakši i jeftiniji od linearnog transformatora, zbog veće frekvencije uključivanja.

Kod dizajniranja napajanja, tipično kriteriji dizajna pogoduju napajanju prekidačkog režima preko linearnog napajanja. Kada je u pitanju odlučivanje o tome koju SMPS topologiju koristiti, odluka često može biti teža.

Odabir pogrešne topologije može rezultirati projektom dizajna koji ne zadovoljava vaše ciljeve troškova, ciljeve učinkovitosti ili niz drugih zahtjeva koje možda imate. U nastavku ćemo raspraviti neke od uobičajenih topologija i njihovih karakteristika.

Za više informacija, kontaktirajte nas na sales@xfullstar.com