Prinzipien von linearen Netzteilen vs. Schaltnetzteilen
Bei einer linearen Stromversorgung wird zunächst Wechselstrom durch den Transformator und dann durch den Gleichrichterfilter des Gleichrichterkreises geleitet, um eine instabile Gleichspannung zu erhalten. Um eine hochpräzise Gleichspannung zu erreichen, muss die Ausgangsspannung über die Spannungsrückkopplung angepasst werden. In Bezug auf die Hauptleistung ist diese Stromversorgungstechnologie sehr ausgereift und kann ein hohes Maß an Stabilität erreichen. Die Welligkeit ist ebenfalls sehr gering und es gibt keine Störungen und kein Rauschen im Schaltnetzteil. Der Spannungsrückkopplungskreis arbeitet in einem linearen Zustand. Es gibt einen bestimmten Spannungsabfall an der Einstellröhre. Bei der Ausgabe eines größeren Betriebsstroms ist der Stromverbrauch der Einstellröhre zu groß und die Umwandlungseffizienz niedrig.
Lineares Netzteil bedeutet, dass die zur Spannungsregelung verwendeten Röhren im linearen Bereich arbeiten. Entsprechend wird zur Spannungsregelung ein Schaltnetzteil verwendet, das die Röhren im Sättigungsbereich und im Abschaltbereich, also im Schaltzustand, arbeiten lässt.
Lineare Stromversorgungen messen im Allgemeinen die Ausgangsspannung und senden sie an einen Vergleichsspannungsverstärker mit der Referenzspannung. Der Ausgang dieses Spannungsverstärkers wird als Eingang des Spannungsreglers verwendet, um den Regler so zu steuern, dass sich die Verbindungsspannung entsprechend der Änderung des Eingangs ändert, um die Ausgangsspannung anzupassen. Ein Schaltnetzteil ändert jedoch die Ausgangsspannung, indem es die Ein- und Ausschaltzeit des Reglers ändert, d. h. den Arbeitszyklus.
Vergleich von Schaltnetzteilen: Schaltnetzteile umfassen hauptsächlich Eingangsnetzfilter, Eingangsgleichrichterfilter, Wechselrichter, Ausgangsgleichrichterfilter, Steuerschaltung und Schutzschaltung. Ihre Funktionen sind:
1. Eingangsnetzfilter: Eliminiert Störungen aus dem Stromnetz, wie z. B. durch Motorstart, Schalten von Elektrogeräten, Blitzeinschläge usw. und verhindert außerdem, dass sich das vom Schaltnetzteil erzeugte Hochfrequenzrauschen in das Stromnetz ausbreitet.
2. Eingangsgleichrichterfilter: Gleichrichten und Filtern der Netzeingangsspannung, um Gleichspannung für den Konverter bereitzustellen.
3. Wechselrichter: ist der zentrale Teil des Schaltnetzteils. Er wandelt die Gleichspannung in hochfrequente Wechselspannung um und isoliert den Ausgangsteil vom Eingangsnetz.
4. Ausgangsgleichrichterfilter: Der Gleichrichterfilter für die Hochfrequenz-Wechselspannung am Ausgang des Wandlers sorgt dafür, dass die erforderliche Gleichspannung erhalten wird, und verhindert auch, dass hochfrequentes Rauschen Störungen an der Last verursacht.
5. Steuerschaltung: Erkennt die Ausgangsgleichspannung, vergleicht sie mit der Referenzspannung und verstärkt sie. Moduliert die Impulsbreite des Oszillators, um den Konverter so zu steuern, dass die Ausgangsspannung stabil bleibt.
6. Schutzschaltung: Wenn im Schaltnetzteil eine Überspannung, ein Überstrom oder ein Kurzschluss auftritt, sorgt die Schutzschaltung dafür, dass das Schaltnetzteil nicht mehr funktioniert, um die Last und das Netzteil selbst zu schützen.
Das Schaltnetzteil besteht aus dem ersten Wechselstromgleichrichter, der den Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt und den Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt. Der Gleichrichterausgang erzeugt die erforderliche Gleichspannung. Dieses Schaltnetzteil macht den Transformator und die Spannungsrückkopplungsschaltung im linearen Netzteil überflüssig. Die Wechselrichterschaltung im Schaltnetzteil ist vollständig digital einstellbar und kann daher eine sehr hohe Einstellgenauigkeit erreichen.
Das Hauptfunktionsprinzip des Schaltnetzteils besteht darin, dass die MOS-Röhren der oberen und unteren Brücke abwechselnd leiten. Zuerst fließt der Strom durch die MOS-Röhre der oberen Brücke. Unter Verwendung der Speicherfunktion der Spule wird der Strom in der Spule gesammelt. Schließlich wird die MOS-Röhre der oberen Brücke geschlossen und die MOS-Röhre der unteren Brücke geöffnet. Die Spule und der Kondensator liefern weiterhin Strom nach außen. Dann wird die MOS-Röhre der unteren Brücke wieder ausgeschaltet und die obere Brücke wieder eingeschaltet, um den Strom einzulassen. Dies wiederholt sich. Da die MOS-Röhren abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden müssen, spricht man von einem Schaltnetzteil.
Das lineare Netzteil ist nicht dasselbe, da es keinen Schalteingriff gibt, wodurch das obere Rohr entladen wurde. Wenn mehr vorhanden ist, tritt es aus, was wir häufig bei einigen linearen Netzteilen sehen. Die MOS-Röhrenhitze ist sehr groß und die unerschöpfliche Energie wird vollständig in Wärme umgewandelt. Aus dieser Sicht ist die Umwandlungseffizienz des linearen Netzteils sehr gering, und wenn die Hitze hoch ist, verringert sich zwangsläufig die Lebensdauer der Komponenten, was sich auf die endgültigen Nutzungsergebnisse auswirkt.
