Таны утас цэнэглэгч, зөөврийн компьютер, гэр ахуйн хэрэгсэл гэх мэт таны ашигладаг бүх электрон төхөөрөмж цахилгаан тэжээлээс хамаардаг. Энэ бүрэлдэхүүн хэсэг нь ханын залгуураас цахилгааныг зөв хүчдэл, гүйдэл болгон хувиргадаг бөгөөд таны төхөөрөмж аюулгүй, үр ашигтай ажиллах шаардлагатай.
Хамгийн түгээмэл төрлүүдийн дунд шугаман тэжээлийн хангамж ба сэлгэн залгах тэжээлийн хангамж (SMPS) орно. Тэд ижил ажлыг гүйцэтгэхийн зэрэгцээ үүнийг хийх арга зам нь огт өөр бөгөөд давуу тал, хязгаарлалт, хамгийн тохиромжтой хэрэглээ юм.
Эдгээр хоёр төрлийг ойлгох нь илүү сайн хэлхээ зохиох, төсөлдөө тохирох бүтээгдэхүүнийг сонгох, асуудлыг илүү үр дүнтэй шийдвэрлэхэд тусална. Энэхүү гарын авлагад бид хоёр төрөл хэрхэн ажилладаг, ямар хэсгүүдийг ашигладаг, аль нэгийг нь хэзээ ашиглах талаар ярилцах болно.
Цахилгаан хангамж гэж юу вэ, яагаад чухал вэ?
Цахилгаан хангамж гэдэг нь цахилгаан энергийг нэг хэлбэрээс нөгөө хэлбэрт хувиргах төхөөрөмж буюу систем юм. Ихэнхдээ энэ нь цахилгаан тэжээлээс хувьсах гүйдэл (ээлж буй гүйдэл) авч, электрон төхөөрөмжүүдийг аюулгүй ашиглах боломжтой DC (шууд гүйдэл) болгон хувиргадаг.
Гэхдээ эрх мэдэл нь зөвхөн тухай биш юм хүчдэлийн түвшин. Сайн тэжээлийн хангамж нь гаралтыг зохицуулж, хүчдэлийн өсөлтөөс хамгаалж, ачааллын үед тогтвортой байдлыг хадгалж, заримдаа бүр ачааллыг оролтоос тусгаарладаг. Эндээс шугаман болон солих гэх мэт дизайны сонголтууд гарч ирдэг.
Хэрэв та цахилгаан хангамжийн загвар зохион бүтээж эсвэл эх үүсвэр хайж байгаа бол буруу төрлийг сонгох нь дараахь үр дагаварт хүргэж болзошгүй юм.
- Тогтворгүй гүйцэтгэл
- Хэт халалтын бүрэлдэхүүн хэсгүүд
- Мэдрэмтгий хэлхээн дэх дуу чимээний хөндлөнгийн оролцоо
- Шаардлагагүй эрчим хүчний алдагдал
Төрөл бүрийг ойлгож эхэлцгээе
Шугаман тэжээлийн хангамжийн тухай ойлголт
Шугаман тэжээлийн хангамж нь энгийн, цэвэр цахилгаан гаралтаараа алдартай. Тэдгээр нь юу болох, хэрхэн ажилладаг, үйл ажиллагааг нь бүрдүүлдэг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг харцгаая.
Шугаман тэжээлийн хангамж гэж юу вэ?
Шугаман тэжээлийн хангамж нь аналог зохицуулалтыг ашиглан тогтвортой тогтмол гүйдлийн хүчдэл өгдөг эрчим хүчийг хувиргах нэг төрлийн арга юм. Энэ нь ихэвчлэн эмнэлгийн тоног төхөөрөмж, лабораторийн багаж хэрэгсэл, аудио систем гэх мэт хуучин электрон хэрэгсэл, эмзэг төхөөрөмжүүдэд ашиглагддаг бөгөөд бага хэмжээний цахилгаан дуу чимээ ч асуудал үүсгэдэг.
Дуу чимээ, долгион, нарийвчлал нь эрчим хүчний хэмнэлт, хэмжээнээс илүү чухал тохиолдолд шугаман хангамжийг илүүд үздэг.
Шугаман тэжээлийн хангамж хэрхэн ажилладаг
Ердийн шугаман цахилгаан хангамж хэрхэн ажилладагийг энд харуулав.
- Transformer: Ханан дээрх өндөр хүчдэлийн хувьсах гүйдлийг бага хувьсах гүйдлийн хүчдэл болгон бууруулна.
- зөв: Диод ашиглан хувьсах гүйдлийг импульсийн тогтмол гүйдэл болгон хувиргана.
- Шүүлтүүрийн конденсатор: DC дохиог жигдрүүлнэ.
- Хүчдэл зохицуулагч: Тогтвортой, зохицуулалттай гаралтын хүчдэлийг хангана.
Энэ арга нь энгийн боловч нэмэлт эрчим хүчийг дулаан болгон үрдэг. Ийм учраас эдгээр тэжээлийн хангамж нь ихэвчлэн дулааны ачааллыг зохицуулах зориулалттай дулаан шингээгч эсвэл металл бүрхүүлтэй байдаг.
Шилжүүлэгч тэжээлийн хангамжийн тухай ойлголт
Өндөр үр ашигтай, авсаархан хэмжээтэй тул орчин үеийн электроникийн сэлгэн залгах цахилгаан хангамжийн сонголт болжээ. Тэд хэрхэн ажилладаг, юугаараа ялгаатай болохыг эндээс үзнэ үү.
Switching Power Supply (SMPS) гэж юу вэ?
Шилжүүлэгч тэжээлийн хангамж нь өндөр хурдны унтраалга ашиглан цахилгааныг хурдан асаах, унтраах замаар ажилладаг. Дараа нь эдгээр эрчим хүчний тэсрэлтүүдийг тогтмол гүйдлийн гаралтыг бий болгохын тулд хэлбэржүүлж, зохицуулдаг.
Энэхүү өндөр давтамжийн шилжүүлэлт нь эрчим хүчний алдагдлыг бууруулж, илүү жижиг трансформатор, эд ангиудыг ашиглах боломжийг олгодог бөгөөд SMPS нь зөөврийн компьютер, ухаалаг гар утас, зурагт, үйлдвэрлэлийн хяналтын системд тохиромжтой.
Сэлгэн залгах цахилгаан хангамж хэрхэн ажилладаг
SMPS эрчим хүчний зохицуулалтын үйл явц нь хэд хэдэн үе шатыг агуулдаг.
- Хувьсах гүйдлийн гүйдлийн залруулалт: Хувьсах гүйдлийн оролтыг өндөр хүчдэлийн тогтмол гүйдэл болгон хувиргана.
- Chopper унтраалга: MOSFET эсвэл IGBT ашиглан цахилгааныг хурдан асааж унтраадаг.
- Өндөр давтамжийн трансформатор: Хүчдэлийн түвшинг тохируулна.
- Шулуутгагч ба шүүлтүүр: Импульсийн тогтмол гүйдлийн гаралтыг жигдрүүлнэ.
- Хяналтын гогцоо: Ашиглана ХОУМХ (Импульсийн өргөн модуляци) санал хүсэлт дээр үндэслэн гаралтын хүчдэлийг зохицуулах.
Үр дүн нь илүү үр ашигтай, хөнгөн, оролт гаралтын хүчдэлд дасан зохицох чадвартай тэжээлийн хангамж юм.
Шугаман болон шилжих тэжээлийн хангамжийн гол ялгаа
Ялгааг ойлгох нь зөв шийдлийг сонгоход тусална. Энэ хоёр төрлийг хамгийн чухал ангилалд хэрхэн харьцуулахыг энд харуулав.
| онцлог | Шугаман цахилгаан хангамж | Шилжүүлэгч тэжээлийн хангамж (SMPS) |
| үр ашиг | Бага (30-60%) | Өндөр (70–95%) |
| Хэмжээ, жин | Том, хүнд | Авсаархан, хөнгөн |
| Дуу чимээ (EMI) | Маш удаан | Илүү өндөр (EMI шүүлтүүр шаардлагатай) |
| Дулаан үүсгэгч | Өндөр | Бага |
| Дизайн энгийн байдал | Барихад хялбар | Илүү төвөгтэй |
| Зардлын | Энгийн хэрэгцээнд зориулж доогуур | Эхэндээ илүү өндөр байж болно |
| Шилдэг байна | Аудио, эмнэлгийн, лабораторийн тоног төхөөрөмж | Хэрэглээний электрон бараа, LED систем |
Шугаман ба сэлгэн залгах тэжээлийн хангамжийн давуу болон сул талууд
Шугаман болон сэлгэн залгах тэжээлийн эх үүсвэрийн хооронд сонголт хийх нь зөвхөн гүйцэтгэлийн тухай биш, мөн таны хэрэглээнд хэрэгтэй зүйл юм. Таны дизайн хэр их зай, дуу чимээг тэсвэрлэх чадвар, эрчим хүчний хэмнэлтээс хамааран төрөл бүр өөрийн гэсэн давуу талтай, давуу талтай байдаг.
Аль аль нь таны хэрэгцээнд хамгийн сайн тохирохыг шийдэхийн тулд хоёулангийнх нь давуу болон сул талуудыг харцгаая.
Шугаман цахилгаан хангамж
Давуу тал:
- Цэвэр, дуу чимээ багатай гаралт (мэдрэмтгий аналог төхөөрөмжүүдэд тохиромжтой)
- Дизайн болон алдааг олж засварлахад хялбар
- Хамгийн бага долгионтой тогтвортой хүчдэл
- Туршилтын төхөөрөмж, аудио системд найдвартай
Байг:
- Үр ашиг бага (дулаан болгон их хэмжээний энерги зарцуулдаг)
- Том трансформаторын улмаас том, хүнд
- Дулаан үүсгэдэг ба хөргөлтийн систем хэрэгтэй
- Батерейгаар ажилладаг эсвэл авсаархан системд тохиромжгүй
Шилжүүлэгч тэжээлийн хангамж (SMPS)
Давуу тал:
- Өндөр үр ашиг (70-95%)
- Жижиг, хөнгөн загвар
- Өргөн хүрээний оролтын хүчдэлийг зохицуулдаг
- Зөөврийн, өндөр хүчин чадалтай эсвэл хязгаарлагдмал зайтай програмуудад тохиромжтой
Байг:
- Илүү төвөгтэй хэлхээний дизайн
- Цахилгаан дуу чимээ үүсгэдэг (шүүлт шаарддаг)
- Ripple нь мэдрэмтгий аналог хэлхээнд саад учруулж болно
- Олон идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн улмаас засвар, оношлогоо нь илүү хэцүү байдаг
Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн шинжилгээ: Шугаман ба сэлгэн залгах тэжээлийн хангамж
Хоёр тэжээлийн эх үүсвэр нь ижил төстэй үе шат, залруулах, шүүх, зохицуулалтыг ашигладаг боловч бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон тэдгээрийн чиг үүрэг нь өөр өөр байдаг. Тэдгээрийг задалж үзье:
| Бүрэлдэхүүн хэсэг | Шугаман цахилгаан хангамж | Цахилгаан хангамж шилжих |
| Transformer | Тийм, бага давтамжтай (том) | Тийм, өндөр давтамжтай (авсаархан) |
| зөв | Тийм | Тийм |
| конденсаторыг | Тийм | Тийм |
| Зохицуулагч | Шугаман IC буюу транзистор | Санал хүсэлтийн гогцоотой PWM хянагч |
| Төхөөрөмж сольж байна | Үгүй | Тийм (MOSFET/IGBT) |
| Санал хүсэлтийг хянах | Хамгийн бага эсвэл байхгүй | Тогтвортой байдлыг хангахад шаардлагатай |
Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн сонголт нь дулаан, өртөг, ул мөр, цахилгаан эрчим хүчний ерөнхий тогтвортой байдалд нөлөөлдөг.
Шугаман болон шилжүүлэгч тэжээлийн хангамжийн механизм
Хэдийгээр хоёулаа тогтвортой хүчдэл өгдөг боловч тэдгээрийн ашигладаг арга нь өөр юм.
Шугаман зохицуулалт
Шугаман тэжээлийн хангамж нь цуврал дамжуулагч элемент (транзистор эсвэл IC) дээр дулаан байх үед илүүдэл хүчдэлийг бууруулж гаралтыг хадгалдаг. Энэ арга нь чимээгүй боловч үр ашиггүй юм.
Шилжүүлэх журам
Шилжүүлэгч хангамж нь өндөр давтамжтайгаар хурдан унтардаг. Энэ энерги нь индуктор эсвэл трансформаторт богино хугацаанд хадгалагдаж, дараа нь ачаалалд суллагдана. Санал хүсэлтийн гогцоо нь хүчдэлийг тогтвортой байлгахын тулд унтраалга хийх хугацааг (PWM) тохируулдаг.
Товчхондоо:
- Шугаман = Тогтмол дамжуулалт, аналог зохицуулалт
- Switching = Эрчим хүчний импульс, дижитал санал хүсэлт
ТАХ
Эцсийн бодол
Шугаман болон шилжүүлэгч тэжээлийн хангамж хоёулаа электроникийн салбарт өөрийн гэсэн байр суурь эзэлдэг. Шугаман хангамж нь мэдрэмтгий төхөөрөмжүүдэд цэвэр, тогтвортой хүчдэлийг санал болгодог боловч том хэмжээтэй, үр ашиг багатай байдаг. Шилжүүлэгч тэжээлийн хангамж нь эрчим хүчний хэмнэлттэй, авсаархан бөгөөд орчин үеийн ихэнх электроникийн хувьд тохиромжтой боловч цахилгааны дуу чимээг бий болгодог.
Таны сонголт таны төхөөрөмж эсвэл төсөлд хамгийн их хэрэгтэй зүйлээс шалтгаална: нарийвчлал ба энгийн байдал, эсвэл гүйцэтгэл, зай хэмнэх үр ашиг. Энэхүү гарын авлагыг ашигласнаар та шийдвэрээ итгэлтэйгээр гаргах боломжтой боллоо.
