SMPS와 선형 전원 장치의 차이점 | SMPS와 선형 전원 공급 장치
주요 차이점 - SMPS와 선형 전원 공급 장치
대부분의 전자 및 전기 장치는 기능을 수행하기 위해 DC 전압이 필요합니다. 이러한 장치, 특히 집적 회로가있는 전자 장치에는 오류나 굽기 작업없이 작동 할 수 있도록 안정적이고 왜곡이 적은 DC 전압이 공급되어야합니다. DC 전원 공급 장치의 목적은 이러한 장치에 깨끗한 DC 전압을 공급하는 것입니다. DC 전원 공급 장치는 선형 및 스위치 모드로 분류되며 AC 주전원을 원활한 DC로 만들기 위해 포함되는 토폴로지입니다. 선형 전원 공급 장치는 변압기를 사용하여 AC 주전원 전압을 원하는 수준으로 직접 낮추는 반면 SMPS는 원하는 전압 수준의 평균값을 얻는 데 도움이되는 스위칭 장치를 사용하여 AC를 DC로 변환합니다. SMPS와 선형 전원 공급 장치의 주요 차이점입니다. 목차
1. 개요 및 주요 차이점2. 선형 전원 장치 란 무엇입니까?
3. SMPS 란 무엇입니까?
4. SMPS 대 선형 전원 공급 장치 (표 형식)
5. 요약
선형 전원 공급 장치 란 무엇입니까? 선형 전원 공급 장치에서, 주 AC 전압은 강압 변압기에 의해 직접적으로 낮은 전압으로 변환된다. 이 변압기는 AC 주전원 주파수 50 / 60Hz에서 작동하기 때문에 큰 전력을 처리해야합니다. 따라서,이 변압기는 부피가 크고 크기가 커서 전원 공급 장치가 무거 우며 커집니다.
스텝 다운 전압을 정류하고 필터링하여 출력에 필요한 DC 전압을 얻습니다. 이 레벨의 전압은 입력 전압의 왜곡에 따라 달라지기 때문에 전압 조정이 출력 전에 수행됩니다. 선형 전원 공급 장치의 전압 조정기는 일반적으로 가변 저항으로 작동하는 반도체 장치 인 선형 조정기입니다. 출력 저항 값은 출력 전력 요건에 따라 변하므로 출력 전압은 일정합니다. 따라서, 전압 조정기는 전력 분산 장치로서 동작한다. 대부분의 경우, 과도한 전력을 분산시켜 전압을 일정하게 유지합니다. 따라서 전압 조정기에는 많은 방열판이 있어야합니다. 결과적으로 선형 전원 공급 장치가 훨씬 더 무거워집니다. 또한 전압 레귤레이터의 발열로 인한 전력 소산의 결과로 선형 전원 공급 장치의 효율은 약 60 %까지 떨어집니다.
그림 01: 선형 전압 조정기가있는 전원 공급 장치
SMPS 란 무엇입니까?SMPS (
스위치드 모드 전원 장치
)는 스위칭 트랜지스터 장치에서 작동한다. 처음에는 AC 입력은 선형 전원 공급 장치와 달리 전압을 줄이지 않고 정류기에 의해 DC 전압으로 변환됩니다. 그런 다음 DC 전압은 전형적으로 MOSFET 트랜지스터에 의해 고주파수 스위칭을 거친다. 즉, MOSFET을 통과하는 전압은 일반적으로 약 50kHz (초퍼 / 인버터 블록)의 펄스 폭 변조 신호 인 MOSFET 게이트 신호에 의해 켜지거나 꺼집니다. 이 초핑 동작 후에 파형은 맥동 DC 신호가됩니다. 그 후 고주파 펄스 DC 신호의 전압을 원하는 수준으로 낮추기 위해 스텝 다운 변압기가 사용됩니다. 마지막으로, 출력 정류기와 필터를 사용하여 출력 DC 전압을 역전시킵니다. <그림 9> SMPS의 전압 레귤레이션은 출력 전압을 모니터링하는 피드백 회로를 통해 이루어진다. 부하의 전력 요건이 높으면 출력 전압이 증가하는 경향이있다. 이 증가분은 레귤레이터 피드백 회로에 의해 감지되며 PWM 신호의 on-to-off 비율을 제어하는 데 사용됩니다. 따라서 평균 신호 전압이 변합니다. 결과적으로, 출력 전압은 일정하게 유지되도록 제어된다.
SMPS에 사용되는 스텝 다운 변압기는 고주파에서 동작한다. 따라서 변압기의 부피와 중량은 선형 전원 공급 장치의 것보다 훨씬 적습니다. 이것은 SMPS가 선형 유형의 것보다 훨씬 작고 가벼운 주요 이유가됩니다. 더욱이 전압 조절은 과도한 전력을 오옴 손실이나 열로 분산시키지 않고 수행됩니다. SMPS의 효율은 85-90 %까지 높아집니다. 동시에, SMPS는 MOSFET의 스위칭 동작으로 인해 고주파 잡음을 발생시킨다. 이 잡음은 출력 전압에 반영 될 수있다. 그러나 일부 고급 모델과 비싼 모델에서는이 출력 노이즈가 어느 정도 완화됩니다. 또한, 스위칭은 전자기 및 무선 주파수 간섭을 발생시킵니다. 따라서 RF 차폐 및 EMI 필터를 SMPS에 사용해야합니다. 따라서 SMPS는 오디오 및 무선 주파수 애플리케이션에 적합하지 않습니다. 휴대 전화 충전기, DC 모터, 고전력 애플리케이션 등과 같이 노이즈에 덜 민감한 장비를 SMPS와 함께 사용할 수 있습니다. 가볍고 작은 디자인으로 휴대용 장치로도 편리하게 사용할 수 있습니다. SMPS와 선형 전원 공급 장치의 차이점은 무엇입니까? - 문서 SMPS 대 선형 전원 공급 장치
SMPS는 전압을 줄이지 않고도 주전원을 직접 정류합니다. 그런 다음 변환 된 DC는 더 작은 변압기를 위해 고주파에서 스위치되어 원하는 전압 레벨로 감소됩니다.마지막으로, 고주파 AC 신호는 DC 출력 전압으로 정류됩니다. 선형 전원 공급 장치는 처음에는 더 큰 변압기로 전압을 원하는 값으로 낮 춥니 다. 그 후, AC는 정류되고 여과되어 출력 DC 전압을 만든다.
전압 레귤레이션
전압 레귤레이션은 스위칭 주파수를 제어함으로써 이루어진다. 출력 전압은 피드백 회로에 의해 모니터링되고 전압의 변화는 주파수 제어에 사용됩니다. 정류 및 필터링 된 DC 전압은 출력 전압을 만들기 위해 전압 분배기의 출력 저항을 받는다. 이 저항은 출력 전압 변동을 모니터링하는 피드백 회로로 제어 할 수 있습니다. 효율 스위칭 트랜지스터가 차단 및 기아 영역에서 동작하기 때문에 SMPS에서의 열 발생은 비교적 낮다. 출력 변압기의 크기가 작기 때문에 열 손실도 작습니다. 따라서 효율성은 더 높습니다 (85-90 %). 과도한 전력은 선형 전력 공급 장치에서 전압을 일정하게하기 위해 열로서 소산된다. 게다가, 입력 변압기는 훨씬 부피가 크다. 따라서 변압기 손실은 더 높다. 따라서 선형 전원 장치의 효율은 60 % 정도로 낮습니다.
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