선형 및 스위칭 전원 공급 장치: 차이점은 무엇입니까?

선형 및 스위칭 전원 공급 장치는 전자 장치에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 이 기사에서 차이점, 작동 방식, 사용 시기를 알아보세요!

당신은 매일 스마트폰, 노트북, 개인용 컴퓨터를 사용하고 있을 것입니다. 이러한 전자 장치는 직류(DC)를 사용하여 작동합니다. 그러나 가정에서는 일반적으로 고전압 교류(AC)로 전원이 공급되므로 전원 장치나 충전기와 같은 전원 공급 장치를 사용하여 전압을 낮추고 AC를 DC로 변환해야 합니다.

오늘날 사용되는 가장 일반적인 전원 공급 장치는 선형 및 스위칭 전원 공급 장치입니다. 특정 응용 분야에 어떤 것을 사용해야 하는지 알면 전자 장치를 안전하게 유지하고 최적으로 작동할 수 있습니다.

선형 전원 공급 장치와 스위칭 전원 공급 장치를 비교하려면 아래를 계속 읽으십시오.

선형 및 스위칭 전원 공급 장치는 DC 전자 장치에 전원을 공급하고 충전하는 데 사용되는 전기 장치입니다. 이러한 장치는 전압을 낮추고 AC를 DC로 변환하는 두 가지 작업을 수행합니다. 두 장치 모두 전력을 낮추고 정류하지만 이러한 작업을 수행하는 방법의 차이로 인해 특정 애플리케이션에 더 적합합니다.

선형 전원 공급 장치는 저소음 및 정밀 작업에 사용되는 장치입니다. 무거운 변압기와 아날로그 필터를 사용하면 이 전원 공급 장치는 낮은 효율, 더 무거운 무게, 더 큰 크기를 희생하면서 깨끗한 전압을 출력할 수 있습니다. 선형 전원 공급 장치는 녹음 장비, 전자 악기, 의료 장비 및 고정밀 실험실 측정 도구에 가장 적합합니다.

고효율 및 고전류 작동을 위해 스위칭 또는 스위치 모드 전원 공급 장치(SMPS)가 사용됩니다. 선형 전원 공급 장치와 달리 스위칭 전원 공급 장치는 솔리드 스테이트 구성 요소를 사용하여 들어오는 전압을 변조하고 조절합니다. 이러한 전원 공급 장치는 전력 트랜지스터를 사용한 고주파 스위칭에 의존하므로 잡음이 많지만 전력 효율이 높고 가볍고 컴팩트합니다. 스위칭 전원 공급 장치는 컴퓨터, 휴대폰 충전기, 제조 장비 및 다양한 저전압 전자 장치에 자주 사용됩니다.

1950년대에 사용 가능한 순수 아날로그 구성 요소를 사용하는 선형 전원 공급 장치는 전압을 낮추고 정류하기 위해 무거운 전력 변압기와 부피가 큰 전해 커패시터에 의존해야 했습니다. 그 당시에는 이미 트랜지스터가 대량 생산되었지만, 높은 AC 전압으로 인해 트랜지스터가 처리할 수 없을 만큼 너무 많은 열이 발생했습니다.

선형 전원 공급 장치의 개략도는 다음과 같습니다.

선형 전원 공급 장치는 세 단계로 작동합니다.

1 단계:변압기를 사용하여 들어오는 높은 AC 전압을 낮추십시오.

2 단계:낮아진 전압은 AC 전압을 맥동 DC 전압으로 정류하는 풀 브리지 정류기를 통과합니다.

3단계: 맥동하는 DC 전압 신호는 인덕터와 커패시터로 구성된 필터를 통과합니다. 이 평활화 필터는 맥동하는 DC 전압의 신호 변동을 제거하여 민감한 전자 장치에 사용할 수 있습니다.

스위칭 전원 공급 장치는 솔리드 스테이트 구성 요소를 사용하여 고주파 전력 스위칭과 더 작은 페라이트 코어 변압기를 수행하는 복잡한 장치입니다. 이러한 유형의 전원 공급 장치는 DC 피드백 루프를 사용하여 출력 전압을 제어함으로써 전압을 높이거나 낮출 수 있습니다.

작동 방식은 다음과 같습니다.

1 단계 : 고전압 AC는 퓨즈와 EMC 필터로 구성된 회로 보호 모듈을 통해 전원 공급 장치로 들어갑니다. 퓨즈는 과전압 보호용이고 EMC 필터는 필터링되지 않은 AC에서 나오는 신호 리플로부터 회로를 보호합니다.

2 단계: 회로가 잘 보호되는지 확인한 후 고전압 AC는 풀 브리지 정류기와 평활 커패시터로 구성된 두 번째 모듈을 통과합니다. 풀 브리지 정류기는 AC를 맥동 DC로 변환한 다음 커패시터에 의해 평활화합니다.

3단계: 그런 다음 고전압 DC는 피드백을 받아 고주파 스위칭을 통해 전압을 조절하는 전력 MOSFET을 제어하는 ​​PWM 드라이버를 통해 전송됩니다. 스위칭은 또한 직선 DC 전류를 구형파로 만듭니다.