Prinzip der linearen Stromversorgung und Vergleich mit Schaltnetzteil
Kurze Einführung in die lineare Stromversorgung:
Bei einer linearen Stromversorgung wird Wechselstrom durch einen Transformator umgewandelt, um dann durch Gleichrichtung und Filterung des Gleichrichterkreises eine instabile Gleichspannung zu erhalten. Um eine hochpräzise Gleichspannung zu erreichen, muss die Ausgangsspannung durch Spannungsrückkopplung angepasst werden. Aus Sicht der Hauptleistung ist diese Stromversorgungstechnologie sehr ausgereift, kann eine hohe Stabilität erreichen, die Welligkeit ist ebenfalls sehr gering und es gibt keine Störungen und kein Rauschen mit dem Schaltnetzteil. Der Spannungsrückkopplungskreis arbeitet in einem linearen Zustand und es gibt einen bestimmten Spannungsabfall an der Reglerröhre. Wenn der Ausgangsstrom groß ist, ist der Stromverbrauch der Reglerröhre zu groß und die Umwandlungseffizienz niedrig.
Lineares Netzteil bedeutet, dass die zur Spannungseinstellung verwendete Röhre im linearen Bereich arbeitet. Schaltnetzteil bedeutet entsprechend, dass die zur Spannungseinstellung verwendete Röhre im Sättigungs- und Abschaltbereich, also im Schaltzustand, arbeitet.
Im Allgemeinen tastet ein lineares Netzteil die Ausgangsspannung ab und sendet sie an einen Vergleichsspannungsverstärker mit Referenzspannung. Der Ausgang dieses Spannungsverstärkers wird als Eingang des Spannungsreglers verwendet, um den Regler so zu steuern, dass seine Sperrschichtspannung mit dem Eingang geändert wird, um so seine Ausgangsspannung anzupassen. Das Schaltnetzteil ändert jedoch die Ausgangsspannung, indem es die Ein- und Ausschaltzeit der Regelröhre ändert, also das Tastverhältnis.
Die zur Spannungseinstellung verwendete Röhre eines linearen Netzteils arbeitet im linearen Bereich. Entsprechend bedeutet das, dass die zur Spannungseinstellung verwendete Röhre eines Schaltnetzteils im Sättigungs- und Abschaltbereich, also im Schaltzustand, arbeitet.
Im Allgemeinen tastet ein lineares Netzteil die Ausgangsspannung ab und sendet sie an einen Vergleichsspannungsverstärker mit Referenzspannung. Der Ausgang dieses Spannungsverstärkers wird als Eingang des Spannungsreglers verwendet, um den Regler so zu steuern, dass seine Sperrschichtspannung mit dem Eingang geändert wird, um so seine Ausgangsspannung anzupassen. Das Schaltnetzteil ändert jedoch die Ausgangsspannung, indem es die Ein- und Ausschaltzeit der Regelröhre ändert, also das Tastverhältnis.
Prinzip der linearen Stromversorgung:
Lineare Stromversorgungen bestehen hauptsächlich aus einem Netzfrequenztransformator, einem Ausgangsgleichrichterfilter, einer Steuerschaltung und einer Schutzschaltung. Lineare Stromversorgungen wandeln Wechselstrom durch einen Transformator um und erhalten dann durch Gleichrichtung und Filterung der Gleichrichterschaltung eine instabile Gleichspannung. Um eine hochpräzise Gleichspannung zu erreichen, muss die Ausgangsspannung durch Spannungsrückkopplung angepasst werden. Diese Stromversorgungstechnologie ist sehr ausgereift und kann mit Schaltnetzteilen eine hohe Stabilität, geringe Welligkeit und keine Störungen und kein Rauschen erreichen. Ihre Nachteile sind jedoch, dass sie einen großen und sperrigen Transformator benötigen und das Volumen und Gewicht des Filterkondensators ebenfalls recht groß sind. Darüber hinaus arbeitet die Spannungsrückkopplungsschaltung in einem linearen Zustand und es gibt einen gewissen Spannungsabfall an der Regelröhre. Bei der Ausgabe eines großen Arbeitsstroms ist der Stromverbrauch der Regelröhre zu groß, die Umwandlungseffizienz ist niedrig und es wird ein großer Kühlkörper installiert. Diese Art von Stromversorgung ist nicht für die Anforderungen von Computern und anderen Geräten geeignet und wird nach und nach durch Schaltnetzteile ersetzt.
Kontrast Schaltnetzteil:
Das Schaltnetzteil umfasst hauptsächlich einen Eingangsnetzfilter, einen Eingangsgleichrichterfilter, einen Wechselrichter, einen Ausgangsgleichrichterfilter, eine Steuerschaltung und eine Schutzschaltung. Ihre Funktionen sind:
1. Eingangsstromnetzfilter: Eliminiert Störungen aus dem Stromnetz, wie z. B. das Starten des Motors, das Einschalten von Elektrogeräten, Blitzeinschläge usw. und verhindert außerdem, dass sich das vom Schaltnetzteil erzeugte Hochfrequenzrauschen in das Stromnetz ausbreitet.
2. Eingangsgleichrichterfilter: Die Eingangsspannung des Stromnetzes wird gleichgerichtet und gefiltert, um Gleichspannung für den Konverter bereitzustellen.
3. Wechselrichter: Er ist das Herzstück des Schaltnetzteils. Er wandelt Gleichspannung in hochfrequente Wechselspannung um und isoliert den Ausgangsteil vom Eingangsstromnetz.
4. Ausgangsgleichrichterfilter: Gleichrichten und filtern Sie die vom Konverter ausgegebene hochfrequente Wechselspannung, um die erforderliche Gleichspannung zu erhalten, und verhindern Sie gleichzeitig die Störung der Last durch hochfrequentes Rauschen.
5. Steuerschaltung: Erkennt die Ausgangsgleichspannung, vergleicht sie mit der Referenzspannung und verstärkt sie. Die Pulsbreite des Oszillators wird moduliert, um den Konverter so zu steuern, dass die Ausgangsspannung stabil bleibt.
6. Schutzschaltung: Wenn das Schaltnetzteil durch Überspannung und Überstrom kurzgeschlossen wird, stoppt die Schutzschaltung das Schaltnetzteil, um die Last und das Netzteil selbst zu schützen.
Ein Schaltnetzteil wandelt Wechselstrom in Gleichstrom um, wandelt den Gleichstrom dann in Wechselstrom um und gibt ihn dann in die erforderliche Gleichspannung um. Auf diese Weise spart das Schaltnetzteil den Transformator im unteren linearen Netzteil und den Spannungsrückkopplungskreis. Die Wechselrichterschaltung im Schaltnetzteil ist vollständig digital einstellbar, wodurch auch eine sehr hohe Einstellgenauigkeit erreicht werden kann.
