تفاوت منبع تغذیه سوئیچینگ و خطی این در است که یک منبع خطی به وسیله تلف کردن توان، خروجی را رگوله یا یکسو می کند اما در روش سوئیچینگ با تغییر میزان دوره سیکل سوئیچ، ولتاژ و جریان خروجی کنترل می شود.
در طراحی منابع تغذیه سوئیچینگ در صورتی که ورودی اصلی ولتاژ متناوب باشد، ابتدا از یك طبقه یكسوكننده عبور کرده و یك ولتاژ مستقیم رگوله نشده ایجاد می شود. این ولتاژ مستقیما به خازن های فیلترینگ بزرگ متصل می شود. جریان كشیده شده به وسیله این یكسوكننده از ورودی ولتاژ متناوب موجب ایجاد پالس های جریان در اطراف پیك ولتاژ متناوب می شوند. این پالس های كوچك مولد فركانسهای بالا بوده و كاهش فاكتور توان را به همراه خواهند داشت
انتخاب بین یک منبع تغذیه سوئیچینگ یا خطی می تواند بر اساس کاربرد آنها انجام شود هر یک مشخصات ،معایب و مزایا خاص خود را دارند ، همچنین حوزه های متعددی وجود دارد که تنها یکی از این دو نوع می تواند مورد استفاده قرار گیرند و یا کاربردهایی که یکی بر دیگری برتری دارد ما در این مقاله این تفاوت ها و مزایا و معایب را مورد مطالعه قرار می دهیم
مزايای منابع تغذيه خطی
1- طراحی مدارات بسيار ساده صورت می گيرند و با قطعات کمی به راحتی پایدار می شود
2- قابليت تحمل بار زياد
3- توليد نويز ناچيز و نويزپذيری بسيار اندک
4- در كاربردهای توان پايين ارزانتر می باشد
5- زمان پاسخ دهی کوتاهی را دارند.
6-برای توان های کمتر از 10 وات ارزانتر از مدارهای مشابه سوئیچینگ تمام می شود
مزايای منابع تغذيه سوئيچينگ
1- حجم و وزن كمتری را نسبت به منابع تغذیه خطی دارند.
2- راندمان بالا از68% تا 90%
3- داشتن مقدار بيشتری سطح ولتاژ در خروجی
4- به دلیل افزايش فركانس كاری به حدود 50 تا 60 کیلوهرتز، اجزای ذخيره كننده انرژی می توانند كوچكتر انتخاب شده و درعين حال با كارایی بيشتری عمل كنند.
5- بر خلاف منابع خطی ،منبع تغذیه سوئیچینگ در توان های خیلی بالا قابل استفاده هستند
6- كنترل آسان خروجی با استفاده از قابليت های مدارات مجتمع
۷.افزایش راندمان حدود 68 تا 90 درصد کار کرد ترانزیستور در نواحی قطع واشباع منجر به انتخاب حرارت گیر ( heat sink) و ترانزیستور کوچکتر شده است
۸. به دلیل اینکه قدرت خروجی از یک ولتاژ DC بریده شده که به شکل AC در یک قطعه مغناطیسی ذخیره می شود، تامین می گردد، بنابراین فقط با اضافه کردن یک سیم پیچ می توان خروجی دیگری را به دست آورد، که این در مقایسه با خطی بسیار ارزانتر وساده تر تمام می شود
تمامی این موارد به کاهش هزینه وکاهش توان تلفاتی و افزایش بهره دهی و انعطاف پذیری منجر می شود.
معايب منابع تغذيه خطی
معایب این مدل منابع به طور کلی قابل رفع نیستند اما به کمک طراحی بهتر قابل کاهش می باشند.
تمام مزايايی كه درمنابع تغذيه سوئيچينگ ذکر شد عيب هایی بود كه درمنابع تغذيه خطی وجود داشت و علاوه بر آن ها
1- بهره متوسط چنین منابعی کم و نوعأ 30 تا 40 درصد می باشد. این تلفات توان در ترانزیستور خروجی تولید حرارت می کند و به ترانزیستور قویتری نیاز دارد . تا حدود 15 وات روش های معمول مفید است اما بیش از آن ، نیاز به سرمایش تحت فشار (forced) وجود دارد
2- فقط به صورت يک رگولاتور كاهنده قابل استفاده می باشد و همیشه ورودی بايد 2 تا 3 ولت بيشترازخروجی باشد.
3- عدم انعطاف پذیری تغذیه، الضافه کردن هر خروجی مستلزم افزودن سخت افزار زیادی است
تمامی این معایب در منابع تغذیه سوئیچینگ رفع شده اند
معايب منابع تغذيه سوئيچينگ
تمام مواردی كه به عنوان مزيت در درمنابع تغذيه خطی ذكر شد به عنوان عيوب منابع تغذيه سوئيچينگ به شمارمی رود علاوه بر آن به موارد زيراشاره می شود
1- نياز به فيلتر كردن خروجی و حذف نويزهای توليدی (نویز قابل ملاحظه ای از آنها به محیط انتشار می یابد و با کمک فیلتر و محافظ به نحو چشمگیری کاهش می یابند)
2- ناپايداری ولتاژ( به علت ماهیت کار این منابع که بر اساس برش یک ولتاژ DC استوار است، زمان رسیدن ولتاژ خروجی به مقدار مطلوب در مقایسه با منابع خطی زیاد می باشد این زمان اصطلاحا زمان پاسخ ناپایدار نامیده می شود)
3- حساسيت زياد به امواج محيط ، به طوری که بعضا در برابر ديشهای مخابراتی اصلا عمل نمی كنند.
۴. طرح چنین منابعی اصولأ مشکل و پیحیده است
معایب این منابع ناچیز بوده و تمامی این موارد در جهت کاهش کار آمدی انعطاف پذیری و افزایشی قیمت هستند و به کمک طراحی بهینه قابل رفع می باشند
برای دیدن قسمت دوم این مقاله کلیک کنید
لینک مرتبط
منبع تغذیه های ریل مونت و کف خواب چه تفاوتی با هم دارند
تفاوت منبع تغذیه سوئیچینگ و خطی ( قسمت دوم )
مقايسه منبع تغذیه سوئيچينگ ريل مونت و كف خواب