Geben Sie ein Beispiel, um den Unterschied zwischen einem Schaltnetzteil und einem normalen Netzteil zu veranschaulichen
Die Schaltnetzteiltechnologie entwickelt sich zusammen mit dem Fortschritt und der Innovation der Leistungselektronik ständig weiter. Aufgrund ihrer kompakten Größe, ihres geringen Gewichts und ihrer hohen Effizienz werden Schaltnetzteile derzeit in praktisch allen elektronischen Geräten eingesetzt. Angesichts der rasanten Entwicklung der aktuellen elektronischen Informationsindustrie handelt es sich um eine wesentliche Stromversorgungstechnik.
Moderne Leistungselektroniktechnik wird von Schaltnetzteilen genutzt, um das Zeitverhältnis des Ein- und Ausschaltens zu regulieren, um eine konstante Ausgangsspannung aufrechtzuerhalten. Die Hauptkomponenten eines Schaltnetzteils sind ein MOSFET und ein PWM-Steuer-IC. Das Schaltnetzteil und das lineare Netzteil hängen zusammen. Die Schaltröhre dient zur Steuerung des Ein- und Ausschaltens des Stroms, um einen hochfrequenten Impulsstrom zu erzeugen, nachdem ihr Eingangsanschluss den Wechselstrom direkt in Gleichstrom umwandelt und dabei unter dem Einfluss des Hochfrequenz-Schwingkreises arbeitet. Eine Induktivität wird verwendet, um einen konstanten Gleichstrom mit niedriger Spannung bereitzustellen.
Typischerweise besteht ein Schaltnetzteil aus einem MOSFET und einem Pulsweitenmodulations-Steuer-IC. Schaltnetzteile sind mit der Weiterentwicklung und Innovation der Leistungselektroniktechnologie aufgrund ihrer geringen Größe, ihres geringen Gewichts und ihres hohen Wirkungsgrads immer häufiger anzutreffen, was ihre Bedeutung unterstreicht.
Schaltnetzteile können grob in drei Gruppen eingeteilt werden, je nachdem, wie Schaltgeräte im Stromkreis verbunden sind: Reihenschaltnetzteile, Parallelschaltnetzteile und Transformatorschaltnetzteile. Das Transformator-Schaltnetzteil kann weiter in Push-Pull-, Halbbrücken-, Vollbrücken- und andere Varianten unterteilt werden. Es kann in vier Kategorien unterteilt werden: Vorwärtstyp, Rücklauftyp, Einfacherregungstyp und Doppelerregungstyp, abhängig von der Art der Erregung des Transformators und der Phase der Ausgangsspannung.
Was ist also der Unterschied zwischen einem Schaltnetzteil und einem normalen Netzteil?
Unter dem Begriff „normale Stromversorgung“ versteht man typischerweise eine lineare Stromversorgung oder eine Stromversorgung, bei der das Einstellrohr linear arbeitet. Im Gegensatz dazu arbeitet die Schaltröhre in einem Schaltnetzteil in zwei Ein- und Ausschaltzuständen: Ein, wo der Widerstand minimal ist, und Aus, wo der Widerstand beträchtlich ist. Eine relativ neue Form der Stromversorgung, ein sogenanntes Schaltnetzteil, bietet die Vorteile eines hohen Wirkungsgrads, eines geringen Gewichts, der Fähigkeit zum Hoch- und Herunterschalten und einer enormen Ausgangsleistung. Da die Schaltung jedoch im Schaltmodus arbeitet, ist das Rauschen ziemlich groß.
Zur Veranschaulichung: Der Schaltkreis des Abwärtsschaltnetzteils besteht aus Schaltern, Freilaufdioden, Energiespeicherinduktivitäten und Filterkondensatoren. Wenn der Schalter geschlossen ist, sendet das Netzteil Strom durch den Schalter und die Induktivität zur Last und speichert gleichzeitig einen Teil der Elektrizität im Kondensator und in der Induktivität. Die Selbstinduktivität der Induktivität führt dazu, dass sich der Strom langsam aufbaut, nachdem der Schalter aktiviert wurde, wodurch verhindert wird, dass der Ausgang schnell den Wert der Versorgungsspannung erreicht. Der Strom im Stromkreis fließt auch nach dem Umschalten des Schalters weiterhin von links nach rechts aufgrund der Selbstinduktivität des Induktors für eine vorgegebene Zeitspanne ausgeschaltet. Dieser Strom zirkuliert durch die Last, tritt aus dem Erdungskabel aus, wandert zur Anode der Freilaufdiode, fließt durch die Diode und kehrt dann zurück zum linken Ende der Induktivität. Die Schließ- und Öffnungszeiten des Schalters können eingestellt werden, wodurch die Ausgangsspannung gesteuert wird. Das Ziel der Spannungsregelung wird erreicht, wenn die Ein- und Ausschaltzeit durch Überwachung der Ausgangsspannung gesteuert wird, um die Ausgangsspannung konstant zu halten.
Die Spannungsanpassungsröhre, die sowohl im Schaltnetzteil als auch im gemeinsamen Netzteil verwendet wird, nutzt das Rückkopplungsprinzip, um die Spannung zu stabilisieren. Das Schaltnetzteil regelt sich über die Schaltröhre, während das herkömmliche Netzteil typischerweise über den linearen Verstärkungsbereich der Triode regelt. Im Gegensatz dazu verbraucht das Schaltnetzteil weniger Energie, hat einen größeren Anwendungsbereich für Wechselspannung und erzeugt Gleichstrom mit weniger Welligkeit. Nachteilig sind Schaltimpulsstörungen.
Als grundlegendes Betriebskonzept eines Halbbrücken-Schaltnetzteils werden die Schaltröhren der oberen und unteren Brücke nacheinander eingeschaltet. In die Schaltröhre der oberen Brücke gelangt der Strom zuerst. In der Induktionsspule wird mithilfe ihrer Speicherkapazität elektrische Energie gespeichert und der Schalter der höheren Brücke schließlich abgeschaltet. Wenn die Schaltröhre der unteren Brücke aktiviert wird, liefern die Induktivitätsspule und der Kondensator weiterhin Strom an die Außenwelt. Es wird als Schaltnetzteil bezeichnet, da die beiden Schaltröhren nacheinander ein- und ausgeschaltet werden müssen. Nachdem Sie das Schaltrohr der unteren Brücke ausgeschaltet haben, öffnen Sie die obere Brücke, um den Stromfluss zu ermöglichen. Anders ist die lineare Stromversorgung. Die höher gelegene Wasserleitung leitet ständig Wasser ab, da kein Schalter vorhanden ist. Wenn zu viel davon vorhanden ist, tritt Wasser aus. Bei einigen linearen Netzteil-Einstellröhren beobachten wir dies häufig. Die gesamte unbegrenzte elektrische Energie wird in Wärmeenergie umgewandelt. Aus dieser Perspektive ist der Umwandlungswirkungsgrad des linearen Netzteils äußerst niedrig, und wenn die Wärme hoch ist, verkürzt sich zwangsläufig die Lebensdauer der Komponenten, was sich auf den endgültigen Nutzungseffekt auswirkt.
Der Hauptunterschied zwischen dem Schaltnetzteil und dem regulären Netzteil liegt jedoch in der Funktionsweise. Die Leistungsanpassungsröhre des linearen Netzteils arbeitet kontinuierlich im Verstärkungsbereich und ist immer in Betrieb. Es werden große Leistungsanpassungsrohre benötigt und aufgrund des erheblichen Leistungsverlusts am Anpassungsrohr wird ein großer Kühler gebaut, was zu einer erheblichen Wärmeentwicklung und einem geringen Wirkungsgrad führt, der häufig zwischen 40 und 60 Prozent liegt. Das Funktionsprinzip des linearen Netzteils erfordert die Verwendung eines Spannungsgeräts zum Umschalten von Hochspannung auf Niederspannung. Es besteht normalerweise aus einem Transformator, während es Alternativen wie das KX-Netzteil gibt, das das Signal gleichrichtet und eine Gleichspannung ausgibt. Bei dieser Methode ist das Volumen groß, schwer, ineffizient und erzeugt viel Wärme, aber das ist auch der Fall Vorteile wie geringe Welligkeit, gute Anpassungsgeschwindigkeit, geringe Störungen von außen und die Funktionsfähigkeit mit analogen Schaltkreisen oder anderen Verstärkern. Das Leistungsgerät des Schaltnetzteils arbeitet im Schaltzustand. Für den Transformator und die Energiespeicherung wird die Energie bei Anpassung der Spannung vorübergehend über die Induktivitätsspule gespeichert, so dass es zu geringen Verlusten, einem hohen Wirkungsgrad und einem geringeren Bedarf an Wärmeableitung kommt. Für die Induktivität gelten höhere Standards, die konstruiert werden müssen aus verlustarmen, hochpermeablen Materialien. Sein Transformator hat eine Wortgröße. Der Gesamtwirkungsgrad liegt zwischen 80 und 98 Prozent. Obwohl das Schaltnetzteil winzig klein ist und einen hohen Wirkungsgrad aufweist, ist es in Bezug auf Welligkeit, Spannung und Stromanpassungsrate weniger effizient als lineare Netzteile.
