Perbedaan Antara SMPS dan Catu Daya Linier
Share
Perbedaan Utama - Catu Daya SMPS vs Linear
Sebagian besar perangkat elektronik dan listrik memerlukan tegangan DC agar berfungsi. Perangkat ini, terutama perangkat elektronik dengan sirkuit terintegrasi, harus dilengkapi dengan voltase DC yang dapat distorsi dan tidak distorsi sehingga dapat bekerja tanpa gangguan fungsi atau terbakar. Tujuan dari catu daya DC adalah untuk memasok tegangan DC bersih ke perangkat ini. Catu daya DC dikategorikan ke dalam mode linear dan switched, yang merupakan topologi yang terlibat untuk membuat pasokan listrik AC menjadi DC yang lancar. Catu daya linier menggunakan transformator untuk secara langsung menurunkan tegangan listrik AC ke level yang diinginkan sementara SMPS mengubah AC ke DC menggunakan perangkat switching yang membantu mendapatkan nilai rata-rata level tegangan yang diinginkan. Ini adalah perbedaan utama antara SMPS dan catu daya linier.
ISI
1. Ikhtisar dan Perbedaan Utama
2. Apa itu Catu Daya Linier
3. Apa itu SMPS
4. Perbandingan Berdampingan - Catu Daya SMPS vs Linear dalam Bentuk Tabular
5. Ringkasan
Apa itu Catu Daya Linier?
Dalam catu daya linier, tegangan AC listrik dikonversi ke tegangan lebih rendah secara langsung oleh transformator step-down. Trafo ini harus menangani daya besar karena bekerja pada frekuensi listrik AC 50 / 60Hz. Karena itu, trafo ini besar dan besar, membuat catu daya berat dan besar.
Tegangan step-down kemudian diperbaiki dan disaring untuk mendapatkan tegangan DC yang diperlukan untuk output. Karena tegangan pada level ini dapat bervariasi tergantung pada distorsi tegangan input, pengaturan tegangan dilakukan sebelum output. Regulator tegangan dalam catu daya linier adalah regulator linier, yang biasanya merupakan perangkat semikonduktor yang bertindak sebagai resistor variabel. Nilai resistansi output berubah dengan kebutuhan daya output, membuat tegangan output konstan. Dengan demikian, regulator tegangan beroperasi sebagai perangkat penghilang daya. Sebagian besar waktu, ini menghilangkan daya berlebih untuk membuat tegangan konstan. Karena itu, regulator tegangan harus memiliki heat sink yang besar. Akibatnya, catu daya linier menjadi jauh lebih berat. Selanjutnya, sebagai akibat dari disipasi daya oleh regulator tegangan sebagai panas, efisiensi pasokan daya linier turun hingga sekitar 60%..
Namun, catu daya linier tidak menghasilkan gangguan listrik pada tegangan output. Ini menyediakan isolasi antara output dan input karena transformator. Oleh karena itu, catu daya linier digunakan untuk aplikasi frekuensi tinggi seperti perangkat frekuensi radio, aplikasi audio, tes laboratorium yang memerlukan pasokan bebas noise, pemrosesan sinyal, dan amplifier..
Gambar 01: Catu Daya dengan Regulator Tegangan Linear
Apa itu SMPS??
SMPS (catu daya sakelar-mode) beroperasi pada perangkat transistor switching. Pada awalnya, input AC dikonversi menjadi tegangan DC oleh penyearah, tanpa mengurangi tegangan, tidak seperti pada catu daya linier. Kemudian tegangan DC mengalami switching frekuensi tinggi, biasanya oleh transistor MOSFET. Artinya, tegangan melalui MOSFET dihidupkan dan dimatikan oleh sinyal Gerbang MOSFET, biasanya sinyal termodulasi lebar-pulsa sekitar 50 kHz (blok chopper / inverter). Setelah operasi memotong ini, bentuk gelombang menjadi sinyal DC-berdenyut. Setelah itu, transformator step-down digunakan untuk mengurangi tegangan sinyal DC berdenyut frekuensi tinggi ke level yang diinginkan. Akhirnya, penyearah keluaran dan filter digunakan untuk mengembalikan tegangan DC keluaran.
Gambar 02: Block Diagram dari SMPS
Pengaturan tegangan dalam SMPS dilakukan melalui sirkuit umpan balik yang memonitor tegangan output. Jika kebutuhan daya beban tinggi, tegangan output cenderung meningkat. Peningkatan ini dideteksi oleh sirkuit umpan balik regulator dan digunakan untuk mengontrol rasio on-to-off dari sinyal PWM. Dengan demikian, tegangan sinyal rata-rata berubah. Akibatnya, tegangan output dikontrol agar tetap konstan.
Trafo step-down yang digunakan dalam SMPS beroperasi pada frekuensi tinggi; dengan demikian, volume dan berat transformator jauh lebih sedikit daripada catu daya linier. Ini menjadi alasan utama bagi SMPS untuk menjadi jauh lebih kecil dan lebih ringan daripada rekan tipe liniernya. Selain itu, pengaturan tegangan dilakukan tanpa membuang daya berlebih sebagai kehilangan atau panas Ohmic. Efisiensi SMPS mencapai 85-90%.
Pada saat yang sama, sebuah SMPS menghasilkan noise frekuensi tinggi karena operasi switching MOSFET. Kebisingan ini dapat tercermin dalam tegangan output; Namun, dalam beberapa model canggih dan mahal, kebisingan keluaran ini dikurangi sampai batas tertentu. Selain itu, switching juga menciptakan interferensi elektromagnetik dan frekuensi radio. Oleh karena itu, diperlukan untuk menggunakan perisai RF dan filter EMI di SMPS. Oleh karena itu, SMPS tidak cocok untuk aplikasi frekuensi audio dan radio. Peralatan yang peka terhadap kebisingan seperti pengisi daya ponsel, motor DC, aplikasi daya tinggi, dll. Dapat digunakan dengan SMPS. Desainnya yang lebih ringan dan lebih kecil membuatnya nyaman untuk digunakan sebagai perangkat portabel juga.
Apa perbedaan antara SMPS dan Catu Daya Linier?
SMPS vs Catu Daya Linier | |
| SMPS secara langsung memperbaiki AC utama tanpa mengurangi voltase. Kemudian DC yang dikonversi dihidupkan dalam frekuensi tinggi untuk transformator yang lebih kecil untuk menguranginya ke level tegangan yang diinginkan. Akhirnya, sinyal AC frekuensi tinggi diperbaiki ke tegangan output DC. | Catu daya linier mengurangi tegangan ke nilai yang diinginkan di awal oleh transformator yang lebih besar. Setelah itu, AC diperbaiki dan disaring untuk menghasilkan tegangan DC output. |
| Pengaturan Tegangan | |
| Pengaturan tegangan dilakukan dengan mengendalikan frekuensi switching. Tegangan output dipantau oleh sirkuit umpan balik dan variasi tegangan digunakan untuk kontrol frekuensi. | Tegangan DC yang diperbaiki dan disaring dikenakan resistansi keluaran dari pembagi tegangan untuk menghasilkan tegangan keluaran. Resistansi ini dapat dikendalikan oleh sirkuit umpan balik yang memonitor variasi tegangan output. |
| Efisiensi | |
| Pembangkit panas dalam SMPS relatif rendah karena transistor switching beroperasi di daerah cut-off dan kelaparan. Ukuran kecil transformator keluaran juga membuat kehilangan panas menjadi kecil. Oleh karena itu, efisiensinya lebih tinggi (85-90%). | Kelebihan daya dihamburkan sebagai panas untuk membuat tegangan konstan dalam catu daya linier. Selain itu, transformator input jauh lebih besar; dengan demikian, kerugian transformator lebih tinggi. Oleh karena itu, efisiensi catu daya linier serendah 60%. |
| Membangun | |
| Ukuran transformator sebuah SMPS tidak perlu besar karena beroperasi dalam frekuensi tinggi. Karena itu, berat transformator juga akan lebih sedikit. Akibatnya, ukuran, serta berat SMPS jauh lebih rendah daripada catu daya linier. | Catu daya linier jauh lebih besar karena transformator input harus besar karena frekuensi kerjanya yang rendah. Karena lebih banyak panas dihasilkan dalam regulator tegangan, heat sink harus digunakan juga. |
| Distorsi Kebisingan dan Tegangan | |
| SMPS menghasilkan noise frekuensi tinggi karena beralih. Ini masuk ke tegangan output, serta untuk input listrik kadang-kadang. Distorsi harmonik dalam daya listrik dapat juga dimungkinkan dalam SMPS. | Catu daya linier tidak menghasilkan noise pada tegangan output. Distorsi harmonik jauh lebih kecil daripada SMPS. |
| Aplikasi | |
| SMPS dapat digunakan sebagai perangkat portabel karena bentuknya yang kecil. Tetapi karena menghasilkan noise frekuensi tinggi, SMPS tidak dapat digunakan untuk aplikasi yang sensitif terhadap noise seperti aplikasi RF dan audio. | Catu daya linier jauh lebih besar dan tidak dapat digunakan untuk perangkat portabel. Karena mereka tidak menghasilkan suara dan tegangan keluaran juga bersih, mereka digunakan untuk sebagian besar tes listrik dan elektronik di laboratorium. |
Ringkasan - SMPS vs Catu Daya Linier
Catu daya SMPS dan Linear adalah dua jenis catu daya DC yang digunakan. Perbedaan utama antara SMPS dan catu daya linier adalah topologi yang digunakan untuk pengaturan tegangan dan tegangan turun. Sementara catu daya linier mengubah AC ke tegangan rendah di awal, SMPS pertama-tama memperbaiki dan menyaring AC utama dan kemudian beralih ke AC frekuensi tinggi sebelum mengundurkan diri. Karena berat dan ukuran trafo bertambah ketika frekuensi operasi menurun, trafo input catu daya linier jauh lebih berat dan lebih besar tidak seperti pada SMPS. Selain itu, karena pengaturan tegangan dilakukan dengan pembuangan panas melalui resistansi, catu daya linier harus memiliki heat sink yang membuatnya lebih berat. Regulator SMPS mengontrol frekuensi switching untuk mengontrol tegangan output. Oleh karena itu, ukuran SMPS lebih kecil dan lebih ringan. Karena pembangkit panas di SMPS lebih rendah, efisiensinya juga lebih tinggi.
Unduh Versi PDF SMPS vs Linear Power Supply
Anda dapat mengunduh versi PDF dari artikel ini dan menggunakannya untuk tujuan offline sesuai catatan kutipan. Silakan unduh versi PDF di sini Perbedaan Antara SMPS dan Linear Power Supply.
Referensi:
1. "Catu Daya dan Regulator Daya Linier." Berita Elektronik Perbaikan Dan Teknologi. N.p., n.d. Web. Tersedia disini. 14 Juni 2017.
2. "Catu daya mode-beralih." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 17 Mei 2017. Web. Tersedia disini. 14 Juni 2017.
Gambar milik:
1. "Catu daya dengan regulator tegangan linier" Oleh CLI - Pekerjaan sendiri, Domain Publik) melalui Commons Wikimedia
2. "Diagram Blok SMPS" Oleh IE di Wikipedia bahasa Inggris - Dipindahkan dari en.wikipedia ke Commons oleh Dcirovic., Public Domain) via Commons Wikimedia
