ההבדל בין ספק כוח מצב מתג לאספקת כוח ליניארית
מהו ספק כוח מיתוג
מיתוג ספק כוח הוא קיצור של מיתוג אספקת חשמל של ווסת מתח, הכוונה בדרך כלל לממיר AC (זרם חילופין) - DC (זרם ישר) שמכניס מתח AC ומוציא מתח DC. צינור מתג ההפעלה בתוך ספק הכוח המיתוג פועל במצב מיתוג בתדר גבוה, וצורך אנרגיה נמוכה מאוד. יעילות הכוח יכולה להגיע ל-75% עד 90%, שהוא פי שניים מזה של ספקי כוח מיוצב ליניארי רגיל.
עקרון עבודה של אספקת חשמל במצב מתג
ספק כוח מיתוג הוא סוג של ספק כוח המשתמש בטכנולוגיית חשמל מודרנית כדי לשלוט על יחס הזמן של הפעלה וכיבוי של טרנזיסטורים, תוך שמירה על מתח מוצא יציב. ספק הכוח המיתוג מורכב מבקרה של אפנון רוחב דופק (PWM) (טרנזיסטורי אפקט שדה מוליכים למחצה של תחמוצת מתכת).
מיתוג ספק כוח מורכב מארבעה חלקים עיקריים: מעגל ראשי, מעגל בקרה, מעגל זיהוי ומעגל עזר. החלפת אספקת חשמל, כפי שהשם מרמז, שווה ערך לכך שיש כאן דלת, דלת אחת מאפשרת לזרם לעבור דרכה והדלת השנייה עוצרת את הזרם מלעבור. אז מהי דלת?
חלק מהספקי הכוח המתחלפים משתמשים בתיריסטורים, בעוד שאחרים משתמשים בטרנזיסטורי מיתוג, המסתמכים על האלקטרודה הבסיסית והבקרה (תיריסטור) בתוספת אותות פולסים כדי להשלים את ההולכה והניתוק, המאפשרים למתג האלקטרוני 'להפעיל' ולכבות ללא הרף, וכן מאפשר למכשיר המתג האלקטרוני לווסת בפעמים את מתח הכניסה, ובכך להשיג המרת מתח DC/AC, DC/DC, כמו גם ויסות מתח מתכוונן ואוטומטי של מתח המוצא.
ההבדל בין ספק כוח מצב מתג לאספקת כוח ליניארית
במילים פשוטות, ניתן לראות את ויסות המתח של ספק כוח ליניארי כוויסות ערך התנגדות, אשר שווה ערך לשינוי המתח על ידי כוונון הנגד ההזזה, בעוד ספק כוח מיתוג משנה את המתח על ידי התאמת תדירות המתג. בינתיים, בהשוואה לספקי כוח ליניאריים, העלות של שני ספקי הכוח המתחלפים עולה עם עליית כוח המוצא, אך קצבי הצמיחה של השניים שונים.
1. העלות של ספק כוח ליניארי היא למעשה גבוהה מזו של ספק כוח מיתוג בנקודת כוח פלט מסוימת.
לכן, עם הפיתוח והחדשנות של טכנולוגיית האלקטרוניקה הכוחנית, טכנולוגיית אספקת החשמל במצב מתג ממשיכה לפרוץ ולחדש. בעיית עלות זו העבירה במקום זאת את טכנולוגיית אספקת הכוח במצב מתג לקצה הספק הנמוך, מה שמספק מגוון רחב של שטחי פיתוח עבור אספקת חשמל במצב מתג.
2. הקשר בין מכשירי חשמל חשמליים לעבודה וחיים של אנשים הופכים קרובים יותר ויותר, ומכשירים אלקטרוניים אינם יכולים להסתדר בלי מקורות כוח אמינים. לאחר שנכנסו לשנות ה-80, מחשבים מימשו במלואם את אספקת המתח במצב מתג, ובשנות התשעים, ספקי כוח מתג נכנסו ברציפות לשדות אלקטרוניים וחשמליים שונים.
תוך עשר שנים בלבד, טכנולוגיית אספקת המתח במצב מתג תפסה במהירות את עמדת הליבה של מכשירים אלקטרוניים. האם זה רק בגלל שספקי הכוח במצב מתג הם קטנים בגודלם?
3. למעשה, מהדיאגרמה הסכמטית של ספק הכוח המיתוג, ניתן להבין שהוא אינו משתמש בשנאי תדר כוח מגושמים, ומכיוון שההספק המפוזר על צינור הכוונון מופחת מאוד, זה מבטל את הצורך בגוף קירור גדול . זה מקטין את הגודל והמשקל של ספק הכוח המיתוג. עם זאת, היתרון הגדול ביותר של ספקי כוח במצב מתג הוא צריכת חשמל נמוכה ויעילות גבוהה. במעגל אספקת המתח המתחלף, הטרנזיסטור עובר שוב ושוב בין מצבי 'פועל' ו'כבוי' תחת אות העירור, עם מהירות המרה מהירה מאוד ותדר של 50 הרץ בלבד, מה שמשפר מאוד את יעילות ההספק.
4. לספק הכוח המיתוג טווח ויסות מתח רחב. מתח המוצא של ספק הכוח המיתוג מוסדר על ידי מחזור העבודה של אות העירור, וניתן לפצות את השונות במתח אות הכניסה על ידי אפנון תדר או אפנון רוחב. באופן זה, גם כאשר המתח של רשת החשמל משתנה מאוד, הוא עדיין יכול להבטיח מתח מוצא יציב יחסית.
5. תדירות הפעולה של ספקי כוח במצב מתג היא כיום בעצם 50kHz, שזה פי 1000 גבוה מזה של ספקי כוח מוסדרים ליניאריים. זה גם מגדיל את יעילות הסינון של ספקי כוח מתוקנים בכמעט פי 1000; אפילו עם יישור חצי גל וסינון קבלים, היעילות הוגדלה פי 500. באותו מתח מוצא אדוות, בעת שימוש בספק כוח מיתוג, הקיבולת של קבל הסינון היא רק 1/500~1/1000 מזו שבספק כוח ווסת ליניארי.
