Striedavé jednosmerné zdroje majú svoje výhody, ale aj nevýhody, ktoré sú potrebné zvážiť pri ich použití v rôznych aplikáciách.
Medzi nevýhody patrí neregulované napájanie, komplikovanosť spínaného napájania, znížená účinnosť a tepelná energetika lineárnych napájacích zdrojov. Pri zvažovaní použitia striedavého jednosmerného zdroja je potrebné zohľadniť všetky tieto faktory a zvoliť najvhodnejší typ pre danú aplikáciu.
Medzi nevýhody striedavého jednosmerného zdroja patria:
Neregulované napájanie
Ak sieťové striedavé napätie stúpa alebo klesá, výstupné napätie stúpa alebo klesá. Ak sa zvýši alebo zníži záťažový prúd, výstupné napätie sa primerane zvýši alebo zníži, pretože konečná impedancia výstupu napájacieho zdroja je spôsobená indukčnosťou vinutia krokového transformátora, odporom, odporom stopy atď.
Spínaný napájací zdroj
Medzi nevýhody patrí značne komplikovaný, vznik vysokofrekvenčnej energie s vysokou amplitúdou, ktorú by mal blokovať dolnopriepustný filter, aby sa zabránilo elektromagnetickému rušeniu (EMI), harmonickým frekvenciám a zvlneniu napätia pri jeho spínanej frekvencii.
Veľmi lacné SMPS môžu spájať elektrické spínacie zvuky späť do sieťového napájania, čo spôsobuje rušenie zariadení pripojených na jednu fázu, napríklad A/V zariadení. SMPS bez PFC tiež spôsobujú harmonické skreslenie.
Lineárny napájací zdroj
Lineárne napájacie zdroje pozostávajú z nadmerného tepla a zníženej účinnosti, čo sa rovná stratám. Hlavným problémom, na ktorý narážajú nedostatky lineárneho napájacieho zdroja v aplikáciách s vysokým výkonom, je jeho hmotnosť a veľkosť. Vyplýva to z potreby veľkých transformátorov a ďalších rozsiahlych súčiastok v jeho konštrukcii. Okrem veľkostných nevýhod sú to aj problémy s nadmernými tepelnými stratami, ku ktorým dochádza pri regulácii vysokého výkonového zaťaženia. Vzhľadom na jeho konštrukciu prechádza tranzistorom vysoký výstupný prúd a tepelné namáhanie si vyžaduje chladič na odvádzanie tejto tepelnej energie.
Napokon, obava z účinnosti je jedným z pozoruhodných nedostatkov lineárnych napájacích zdrojov pri hodnotení konštrukcie. Nižšia účinnosť znamená značný rozdiel medzi výstupným a vstupným napätím, ktorý je podstatným bodom pri zvažovaní použitia lineárneho napájacieho zdroja v návrhu. Pri hodnotení lineárnych napájacích zdrojov pre návrh je potrebné zohľadniť aj ďalšie body, ako napríklad úbytkové napätie a záťažové napätie. Všeobecne platí, že pri posudzovaní napájacieho zdroja pre určitú aplikáciu by sa mali zvážiť všetky faktory, nielen účinnosť, cena a veľkosť.
Lineárne napájacie zdroje sa v praxi používajú v širokom spektre aplikácií, vrátane komunikačných sietí, meracích prístrojov, zabezpečovacích systémov, laboratórií, medicínskej techniky a podobne. V oblasti elektromotorov sa môžu používať v rôznych aplikáciách, napríklad na riadenie rýchlosti alebo smeru otáčania elektromotorov. Vzhľadom na svoju konštrukciu sú však často nahradené modernými spínanými napájacími zdrojmi, ktoré majú lepšie vlastnosti, ako sú menšie rozmery, vyššia účinnosť a nižšia hmotnosť. Elektromotor je zariadenie, ktoré využíva elektrickú energiu na vytváranie rotačného pohybu, a často sa napája práve z lineárnych napájacích zdrojov.
Zdroj: iqsdirectory.comKapacitný napájací zdroj
Medzi výstupom a vstupom chýba elektrická izolácia. Všetko, čo odoberá energiu z napájacieho zdroja, by malo byť spoľahlivo izolované, aby sa zabránilo možnosti dotyku.
Porovnanie napájacích zdrojov
Porovnanie napájania medzi lineárnym napájacím zdrojom a SMPS znamená, že:
Lineárny napájací zdroj vs. SMPS
Lineárny napájací zdroj sa od SMPS líši tým, ako mení sieťové striedavé napätie na výstupné jednosmerné napätie. SMPS používa výkonový tranzistor na vytvorenie vysokofrekvenčného napätia, ktoré prechádza cez miniatúrny transformátor, a potom sa filtruje, aby sa eliminoval šum striedavého prúdu. Lineárny napájací zdroj však dodáva jednosmerné napätie tak, že primárne striedavé napätie pridelí cez transformátor pred filtráciou, aby sa eliminoval striedavý šum.
Zdroj: iqsdirectory.comV praxi
SMPS zahŕňajú zníženú hmotnosť, menšie rozmery, vyššiu účinnosť a zvýšenú odolnosť, čo umožňuje rozšírený rozsah vstupného napätia. Lineárny napájací zdroj je zvyčajne cenovo dostupnejší, má väčšie rozmery, vyššiu hmotnosť, je menej výkonný a menej účinný.
Lineárne napájacie zdroje pracujú s účinnosťou okolo 60 %, zatiaľ čo SMPS pracujú s účinnosťou okolo 80 % alebo vyššou.
Lineárne napájacie zdroje majú dlhšiu historickú výkonnosť v porovnaní s SMPS. Lineárne napájacie zdroje nie sú bez chýb. Celkovo o tom, ktorý zdroj striedavého jednosmerného prúdu najlepšie vyhovuje individuálnym potrebám, zvyčajne rozhodujú potreby aplikácie.
Slovíčko na záver
Striedavý a jednosmerný prúd možno zamieňať tak, aby vyhovoval požadovanému vstupu do zariadenia. Je potrebné zvážiť mnoho aspektov, od limitov napätia, prúdu a výkonu zariadenia až po oblasti, v ktorých sa prevádzkuje, aby sa dospelo k najvhodnejšiemu napájaciemu zdroju. Aj jednoduché obvody môžu byť schopné dodávať požadovaný výkon, ale majú obrovské straty a rozptyľujú veľa tepla. Lepšie a účinnejšie riešenia sú zložitejšie a pozostávajú z drahších komponentov. Zdroje striedavého prúdu sa zvyčajne uprednostňujú vo veľkých priemyselných odvetviach na napájanie zariadení s veľkým zaťažením. Sú veľmi účinné a minimalizujú straty.
Zdroj: elektromotory-menice.cz
