Mikä erottaa hakkurivirtalähteet tavallisista virtalähteistä
Tavallinen teholähde on yleensä lineaarinen teholähde ja lineaarinen teholähde tarkoittaa teholähdettä, jossa säätöputki toimii lineaarisessa tilassa. Se on erilainen kytkentävirtalähteessä, kytkentäputki (hakkurivirtalähteessä kutsumme yleensä säätöputkea kytkentäputkeksi) toimii kahdessa tilassa päällä ja pois päältä: päällä - vastus on hyvin pieni, pois - vastus on erittäin suuri.
Hakkurivirtalähde on suhteellisen uusi virtalähdetyyppi. Sen etuna on korkea hyötysuhde, keveys, tehostaminen ja lasku sekä suuri lähtöteho. Koska piiri kuitenkin toimii kytkentätilassa, kohina on suhteellisen suuri.
Esimerkki: portaaton kytkentävirtalähde
Puhutaanpa lyhyesti hakkuriteholähteen toimintaperiaatteesta: piiri koostuu kytkimestä (transistori tai kenttätehoputki varsinaisessa piirissä), vapaakiertodiodista, energiaa varastoivasta kelasta ja suodatinkondensaattorista.
Kun kytkin on kiinni, virtalähde syöttää tehoa kuormaan kytkimen ja induktorin kautta ja varastoi osan sähköenergiasta kelaan ja kondensaattoriin. Induktanssin itseinduktanssista johtuen kytkimen päällekytkennän jälkeen virta kasvaa hitaasti, eli lähtö ei voi saavuttaa heti teholähteen jännitteen arvoa.
Tietyn ajan kuluttua kytkin kytketään pois päältä, ja johtuen induktorin itseinduktanssista (voidaan verrata visuaalisesti, että induktorissa olevalla virralla on inertiavaikutus) virtapiirissä pysyy ennallaan, eli virtaa edelleen vasemmalta oikealle. Tämä virta kulkee kuorman läpi, palaa maadoitusjohdosta, virtaa vapaakäyntidiodin anodille, kulkee diodin läpi ja palaa induktorin vasempaan päähän muodostaen siten silmukan.
Säätämällä kytkimen sulkemis- ja avautumisaikaa (eli PWM - Pulse Width Modulation), lähtöjännitettä voidaan ohjata. Jos päälle- ja poistumisaikaa ohjataan havaitsemalla lähtöjännite, jotta lähtöjännite pysyy vakiona, jännitteen säätelyn tarkoitus saavutetaan.
Yhteisessä teholähteessä ja hakkuriteholähteessä on sama jännitteensäätöputki, joka stabiloi jännitteen takaisinkytkentäperiaatteella. Erona on, että kytkentävirtalähde käyttää kytkentäputkea säätämiseen, ja tavallinen teholähde käyttää yleensä säätämiseen triodin lineaarista vahvistusaluetta. Vertailun vuoksi hakkuriteholähteellä on alhainen energiankulutus, laaja sovellusalue AC-jännitteelle ja parempi DC-lähtön aaltoilukerroin. Haittapuolena on kytkentäpulssihäiriöt.
Tavallisen puolisiltahakkuriteholähteen pääasiallinen toimintaperiaate on, että yläsillan ja alasillan kytkinputket (kytkinputki on VMOS, kun taajuus on korkea) kytketään päälle vuorotellen. Ensin virta kulkee sisään ylemmän sillan kytkinputken kautta. Kelassa ylemmän sillan kytkinputki kytketään lopulta pois päältä ja alemman sillan kytkinputki kytketään päälle, ja induktanssikela ja kondensaattori jatkavat virran syöttämistä ulos. Sammuta sitten alemman sillan kytkinputki ja avaa sitten ylempi silta, jotta virta pääsee sisään, ja toista näin, koska kaksi kytkinputkea on kytkettävä päälle ja pois vuorotellen, joten sitä kutsutaan kytkentätehoksi toimittaa.
Lineaarinen virtalähde on erilainen. Koska kytkintä ei ole, ylempi vesiputki tyhjentää aina vettä. Jos vettä on liikaa, se vuotaa ulos. Tätä näemme usein joissakin lineaarisissa virtalähteen säätöputkissa. Loputon sähköenergia muunnetaan kaikki lämpöenergiaksi. Tästä näkökulmasta lineaarisen teholähteen muunnoshyötysuhde on erittäin alhainen, ja kun lämpö on korkea, komponenttien käyttöikä lyhenee, mikä vaikuttaa loppukäyttövaikutukseen.
Tärkein ero: Kuinka se toimii
Lineaarivirtalähteen tehonsäätöputki toimii aina vahvistusalueella ja sen läpi kulkeva virta on jatkuvaa. Säätöputken suuren tehohäviön vuoksi tarvitaan suuri tehonsäätöputki ja suuri patteri on asennettu, lämpö on vakavaa ja hyötysuhde on erittäin alhainen, yleensä 40–60 prosenttia (on sanottava, että se on hyvin lineaarinen) virtalähde).
Lineaarisen teholähteen toimintatapa edellyttää jännitelaitteen vaihtamista korkeajännitteestä matalajännitteeksi. Yleensä se on muuntaja, ja on muitakin, kuten KX-virtalähde, joka sitten tasasuuntaa ja antaa tasajännitteen. Tällä tavalla tilavuus on suuri, hankala, alhainen hyötysuhde ja korkea lämmöntuotto; mutta sillä on myös etuja: pieni aaltoilu, hyvä säätönopeus, pieni ulkoinen häiriö, sopii käytettäväksi analogisten piirien / eri vahvistimien kanssa jne.
Hakkuriteholähteen teholaite toimii kytkentätilassa. Jännitettä säädettäessä energiaa varastoidaan tilapäisesti induktanssikäämin läpi niin, että sen häviö on pieni, hyötysuhde korkea ja lämmönpoistovaatimus alhainen, mutta muuntajille ja energiaa varastoiville induktoreille on vähän vaatimuksia. Vaatimukset ovat myös korkeammat, ja on tarpeen käyttää materiaaleja, joilla on pieni häviö ja korkea magneettinen läpäisevyys. Sen muuntaja on sana pieni. Kokonaishyötysuhde on 80-98 prosenttia. Hakkuriteholähde on korkea hyötysuhde, mutta pieni koko, mutta lineaariseen teholähteeseen verrattuna sen aaltoilu sekä jännitteen ja virran säätönopeudella on tietty alennus.
